Dans cette partie , nous mettrons en évidence les différentes interactions qui régissent un système naturel clos et les moyens techniques mis en oeuvre pour permettre le renouvellement des ressources naturelles.
Dans un premier temps, nous mettrons en évidence que les plantes produisent de l'O2 à travers une expérience. Dans un deuxième temps, nous étudierons la vie dans un espace clos Biosphère.
I-) L’expérience de Maéva Rouault
Nous avons essayé de prouver l'existence d'une des nombreuses interactions qui régissent Biosphère. A travers une expérience nous allons essayer de prouver que les plantes produisent du dioxygène.
Pour cette expérience nous aurons besoin :
-d’un logiciel Reacell
-d’élodée
-sonde à O2
-D’un luxmètre
-d’eau distillée
-d’un ordinateur
-de deux paires de ciseaux
- de deux bécher
-d’une lampe
-d’une solution d’hydrogénocarbonates
-d’un agitateur magnétique.
Le protocole expérimental est le suivant
-on découpe les feuilles d’élodée
-que l’on plonge dans une solution d’hydrogéno carbonate
-on verse le tout dans la cuve du logiciel reacell
-la sonde oxométrique doit être étalonnée et polarisée.
-on met en route l’agitation magnétique
-on met en place le luxmètre et l’éclairage
Cette expérience fut malheureusement caractérisée par un échec.
Pour montrer la production d’oxygène par les plantes nous avons donc utiles uht graphique de la CNED académie en ligne
Sur ce graphique, figure la courbe que nous aurions dû obtenir. Je vais donc analysée cette dernière.
Ce graphique représente l’évolution de la quantité d’o2 au cours du temps.
Nous pourrions diviser cette courbe en 4 phases.
La première s’étend de 0 à 10 minutes, à l’obscurité on observe une légère diminution de l’o2.
On passe en effet de 187.5 µmol/L d’o2 à 168.75 µmol/L d’o2.
La seconde s’étend de 10 à 15 minutes, à la lumière, la concentration d’o2 augmente considérablement on passe de 168.75 µmol/L à 225 µmol/L d’o2.
La quatrième phase s’étend de 22 à 30 minutes, à la lumière, on passe de 187.5 µmol/L à 212.5 µmol/L d’o2.
Ainsi, à la lumière la quantité d’o2 augmente considérablement, les élodées produisent de l’o2.
Il y a photosynthèse c’est-à-dire une réaction se déroulant chez les plantes dans les chloroplastes ou l’énergie solaire est utilisée pour réduire le gaz carbonique et oxyder l’eau afin de synthétiser les substances nécessaires à l’organisme glucides.
Nous venons de mettre en évidence une caractéristique chimique des plantes qui a bien sûr été exploitée dans le projet Biosphère.
II-) Le projet Biosphère
Cependant les moyens techniques actuels ne permettent pas toujours ce genre de renouvellement.
En effet l‘expérience Biosphère prouve que de multiples facteurs peuvent faire échouer une mission.
Biosphère est un site expérimental construit pour reproduire un système écologique artificiel clos. Ce site se situe à Oracle dans le désert de l’Arizona et fut construit entre 1987 et 1991 par Space Biosphère Ventures, une entreprise dont les promoteurs furent John Allen et Magret Augustine.
Biosphère a pour but la création d’un écosystème viable à l’intérieur d’un immense dôme fermé, cela permet de recréer dans un monde artificiel les interactions entre tous les composants naturels présents sur la terre. 200 millions de dollars furent nécessaires pour mener à bien ce projet de 1985 à 2007.
Biosphère II a une superficie de 1.27 ha, c’est le plus grand système fermé jamais construit. Ce projet est constitué d’une serre longue de 154 m et large de 110 m avec une hauteur maximale de 265 m.
Chacun des biomes ou mésocosmes occupent une aire de plus de 500 m². La profondeur maximale du sol est de 6 m celle de l’océan est de 7 m.
Les bionautes devaient produire leur nourriture dans une zone de culture intensive, on pouvait trouver pas moins de 50 variétés de fruits et de légumes. Poissons, volailles, chèvres et cochons complétaient aussi l’ordinaire.
Biosphère contient approximativement 170000 m³ d’air et 1500 m³ d’eau douce, 3500 m³ d’eau de mer et 17000 m³ de terre.
Elle est composée de six mésocosmes : la forêt pluvieuse, les marais, le désert, l’océan, Savane, l’agriculture intensive.
Ce laboratoire représente encore aujourd’hui le plus vaste environnement de croissance contrôle. Ce système fermé contient un taux élevé de gaz, d’eau et de nutriments gérés depuis une salle de contrôle annexe.
a-) Le mésocosme du désert.
b-)le mésocosme de l'agriculture intensive.
c-) Le mésocosme de l'océan
d-)Le mésocosme de la savane
e-) le mésocosme de la forêt pluvieuse
Cette expérience a cependant généré des échecs, l’oxygène ne cessa de diminuer. La diminution représentait une baisse d’environ 0.5 % par mois, sans possibilité de trouver une stabilité. Jusqu'à atteindre un taux critique, ce taux correspondait à ce que l’on peut trouver à 1200 m d’altitude. Cela peut être dus à la faible luminosité extérieure, qui entraîna une baisse de la photosynthèse.
Pour expliquer cette forte baisse les scientifiques ont aussi mis en avant le rôle des microbes introduits dans la terre des sections agricoles, afin de faciliter la croissance des plantes. Dès le début de l’expérience la quantité de carbone dans les sol s’était avérée importante, les microbes ont transformé tout le carbone en dioxyde de carbone en consommant une quantité importante d' oxygène.
La reproduction des colibris était perturbée par le fait que le plafond de biosphère ne laissait pas assez de hauteur aux mâles pour voler en altitude afin d’impressionner les femelles et cela réduisait singulièrement le nombre d’animaux pollinisateurs.
Par ailleurs, on constatait une mortalité croissante chez les abeilles.
Ce qui produisait une baisse de la pollinisation, il en résultait un problème de fécondation des plantes et cela entraîna une baisse d’autant plus forte de l' oxygène.
