Huit personnes enfermées dans une petite Terre… dont l’oxygène disparaît

Les cafards capturés servent à nourrir les poules. Dans Biosphere 2, les habitants protègent leurs cultures comme ils peuvent et récupèrent ce qui peut encore servir. Ils ont beau vivre dans un laboratoire de verre et d'acier, il faut s'occuper des animaux, récolter et préparer les repas.

Le 26 septembre 1991, huit personnes se sont installées près d'Oracle, en Arizona, dans une construction qui rassemble des paysages habituellement séparés par des milliers de kilomètres. Une forêt tropicale voisine avec une savane, un désert et des marais. Un petit océan abrite un récif corallien. Des champs et des logements complètent l'ensemble.

Le nom donne l'ambition du projet : la biosphère numéro un, c'est la Terre. La deuxième doit permettre d'étudier ce qui se passe quand des milieux vivants partagent leur eau et leur air, avec des humains au milieu. Les connaissances pourraient aussi servir à concevoir des habitats pour de longs séjours dans l'espace.

Les participants sont volontaires. Les sas ne sont pas verrouillés ; ils peuvent partir s'ils décident d'arrêter ou si leur santé l'exige. Un médecin vit avec eux et une équipe les accompagne depuis l'extérieur. Le défi est de rester assez longtemps pour faire fonctionner cette petite Terre et comprendre ce qui lui arrive.

La ferme prend presque la moitié de leur temps

La première occupation est très concrète : faire pousser de quoi manger. Du riz, des patates douces, des bananes, des papayes. Les plantes ne prospèrent pas toutes comme prévu. Des ravageurs attaquent les cultures ; des maladies endommagent les racines. Les huit doivent choisir d'autres variétés, laver les feuilles, piéger les insectes.

L'agriculture et les tâches alimentaires absorbent environ 45 % du temps de l'équipage, soins aux animaux et cuisine compris. La ferme produit beaucoup, mais la lumière lui manque. Le vitrage et l'ossature en arrêtent une part importante avant qu'elle arrive jusqu'aux plantes.

Au bout des deux années, les cultures auront fourni environ 80 % de l'alimentation. Des réserves présentes au départ, dont des aliments déjà produits dans l'installation, complètent les récoltes. Mark Nelson, l'un des huit habitants, se souviendra d'une faim persistante et d'assiettes nettoyées jusqu'à la dernière bouchée. Le groupe perd du poids, surtout durant les premiers mois.

L'eau est recyclée, les déchets traités pour que leurs nutriments servent de nouveau. Les cultures donnent des résultats que l'on peut peser et manger. Pour l'air, les habitants disposent d'appareils qui suivent ce qu'ils ne peuvent pas voir.

Un chiffre commence à descendre.

Le monde sous verre change d'atmosphère

Au début, l'air contient environ 21 % d'oxygène, comme celui de l'extérieur. Un peu moins d'un an plus tard, il n'en contient plus qu'environ 16 %. La baisse continue alors que les habitants travaillent toujours au milieu des plantes.

Le bâtiment laisse passer très peu d'air. Il n'est pas absolument hermétique, mais les échanges sont trop faibles pour que l'atmosphère de l'Arizona renouvelle celle de Biosphere 2. Ce qui se produit à l'intérieur peut donc s'accumuler pendant des mois.

Les chercheurs surveillent également le dioxyde de carbone. Celui-ci monte la nuit, quand la respiration des êtres vivants domine, et baisse le jour, quand les plantes utilisent la lumière pour pousser. Le passage d'un nuage apparaît sur les courbes. À cette échelle, une variation d'ensoleillement change rapidement l'air que tout le monde partage.

Pendant les périodes peu lumineuses, l'équipage réduit notamment le compostage pour limiter la production de CO₂. Mais l'oxygène perdu pose un autre problème : la quantité de dioxyde de carbone retrouvée dans l'air ne suffit pas à expliquer où il est passé.

La baisse ne se résume plus à un résultat de laboratoire. En janvier 1993, après environ seize mois, le taux d'oxygène approche 14 %. Les responsables décident d'en introduire depuis l'extérieur pour éviter de graves problèmes de santé.

La petite Terre va recevoir de l'oxygène que ses propres plantes n'arrivent pas à lui fournir.

Il faut chercher aussi dans le bâtiment

L'enquête sur l'oxygène mène vers les sols. On les a choisis riches en matière organique afin d'installer une végétation durable. Les microbes qui décomposent cette matière consomment de l'oxygène et rejettent du CO₂. Les végétaux produisent bien de l'oxygène grâce à la photosynthèse, mais pas assez pour compenser toute cette consommation.

Reste le gaz manquant. Une partie du CO₂ produit réagit avec le béton exposé à l'intérieur de l'installation. Il y est fixé sous forme de carbonate de calcium. Les chercheurs ne pouvaient donc pas reconstituer l'histoire en regardant seulement l'air : une partie se trouvait désormais dans les matériaux.

La porte de la chambre s'ouvre

Dans le récit qu'il publiera bien plus tard, Nelson revient sur une nuit de janvier 1993. L'équipe extérieure a injecté de l'oxygène dans une chambre attenante. Les habitants la rejoignent et ressentent rapidement le changement. Lui se souvient d'avoir retrouvé une énergie qu'il n'avait plus depuis longtemps.

L'apport permet de poursuivre le séjour. Les huit vont au bout des deux années prévues, en septembre 1993. L'expérience n'a pas démontré une autonomie parfaite : l'électricité provenait déjà de l'extérieur, les réserves complétaient la production alimentaire et il avait fallu ajouter de l'oxygène.

Ils pouvaient quitter Biosphere 2 à tout moment. Sur Mars, il aurait fallu trouver une autre solution.