En 1991, huit personnes se sont enfermées deux ans sous verre : ce qui a fait chuter l’oxygène n’était ni les plantes ni les humains
Et si l’on pouvait recréer une planète entière sous un dôme de verre, en plein désert d’Arizona ? En 1991, huit scientifiques s’enferment volontairement pendant deux ans dans une structure censée fonctionner en autarcie totale. Très vite, l’air qu’ils respirent devient un problème que personne n’avait anticipé.
À retenir
- Le 26 septembre 1991, huit bionautes entrent dans Biosphère 2, à Oracle, en Arizona, pour une mission de deux ans.
- En 16 mois, le taux d’oxygène chute de 20,9 % à 14,5 %, un niveau comparable à celui d’une altitude de 4 000 mètres.
- Le projet, financé à hauteur de 150 à 200 millions de dollars par le milliardaire Edward Bass, se termine le 26 septembre 1993.
Un pari fou à 200 millions de dollars pour préparer Mars
Au milieu des années 1980, l’idée germe dans la tête de John Allen, un ingénieur passé par une communauté du Nouveau-Mexique, et d’Edward Bass, milliardaire texan rencontré dans les années 1970. Leur ambition : construire, sur près de 1,3 hectare, le plus grand écosystème clos jamais conçu par l’homme.
La structure, baptisée Biosphère 2 en référence à la Terre considérée comme « Biosphère 1 », coûtera entre 150 et 200 millions de dollars financés par Edward Bass entre 1985 et 2007. Le bâtiment, long de 154 mètres et haut de 26 mètres, abrite sept écosystèmes distincts : forêt tropicale humide, océan avec récif corallien, mangrove, savane, désert, marais et une zone agricole.
Pour ses concepteurs, le projet est comparable à « la nouvelle frontière spatiale » lancée par John F. Kennedy. L’objectif affiché est clair : évaluer la viabilité de ce type de structure pour une future colonisation spatiale, notamment sur Mars.
Mais avant même de penser à d’autres planètes, il fallait prouver qu’on pouvait survivre enfermé sur celle-ci. C’est là que l’expérience va révéler son premier vrai défi.
Huit bionautes, une chute d’oxygène que rien n’expliquait
Le 26 septembre 1991, huit personnes âgées de 26 à 66 ans entrent dans le dôme devant plusieurs milliers de spectateurs. Roy Walford, Jane Poynter, Taber McCullum, Mark Nelson, Sally Silverstone, Abigail Alling, Mark Van Thillo et Linda Leigh vont y vivre en autarcie totale, recyclant air, eau et déchets.
Les débuts sont plutôt heureux. Les cultures de bananes et de pommes de terre poussent bien, même si le régime reste hypocalorique : entre 1 800 et 2 200 calories par jour, entraînant une perte de poids moyenne de 16 % chez les bionautes.
Puis un phénomène inattendu s’installe : le taux d’oxygène commence à baisser d’environ 0,5 % par mois, sans jamais se stabiliser. Après 16 mois, il tombe de 20,9 % à 14,5 %, un niveau équivalent à celui que l’on respire à plus de 4 000 mètres d’altitude.
Certains bionautes développent des apnées du sommeil et une fatigue intense. L’équipe médicale, dirigée par Roy Walford, doit prendre une décision qui va faire perdre toute crédibilité scientifique à la mission : injecter de l’oxygène venu de l’extérieur, en janvier puis en août 1993.
Logiquement, une telle chute d’oxygène aurait dû s’accompagner d’une hausse équivalente de CO2 rejeté par la respiration. Or ce gaz, lui, restait étrangement absent des relevés.
Ni les plantes ni les humains : le vrai coupable était sous leurs pieds
Ce mystère du CO2 manquant a longtemps intrigué les chercheurs. On aurait pu accuser le manque de lumière, la faible photosynthèse, ou même les 3 800 espèces animales et végétales introduites dans le dôme. Aucune de ces pistes ne collait avec les chiffres.
La réponse est venue d’une enquête menée par Jeff Severinghaus et Wallace Broecker, de l’observatoire Lamont-Doherty de l’université Columbia. Grâce à une analyse isotopique, ils ont découvert que le dioxyde de carbone réagissait avec le béton exposé à l’intérieur de la structure.
Ce processus, appelé carbonatation, transformait le CO2 en carbonate de calcium au contact du béton, piégeant à la fois le carbone et l’oxygène. Le cycle naturel prévu par les concepteurs — plantes qui absorbent le CO2 et relâchent de l’oxygène — était donc cassé par un matériau de construction auquel personne n’avait pensé.
Après cette découverte, le béton a été scellé pour la seconde mission, lancée le 6 mars 1994. Celle-ci a d’ailleurs atteint l’autosuffisance alimentaire complète, sans injection d’oxygène, avant de s’arrêter prématurément le 6 septembre 1994 à cause de conflits internes de gestion.
Aujourd’hui, l’université de l’Arizona gère le site comme laboratoire d’étude du changement climatique, avec des recherches sur la forêt tropicale et les récifs coralliens qui se poursuivent encore. La leçon reste la même : recréer un écosystème viable exige de maîtriser jusqu’au moindre matériau de construction.
Combien d’autres projets, sur Terre ou dans l’espace, se heurteront un jour à un détail aussi invisible que ce béton absorbeur de CO2 ?