Le développement international des Ecotrons, nouvelles infrastructures expérimentales pour l’écologie, l’agronomie et les sciences environnementales

Un écotron est un ensemble d’enceintes recevant de larges échantillons d’écosystèmes permettant simultanément de simuler une large gamme de conditions environnementales au niveau de la canopée et du sol et de mesurer automatiquement le fonctionnement des écosystèmes, en particulier les flux de gaz et d’énergie. Les écotrons sont de construction récente pour la plupart (10 ont été construits ou sont en construction, principalement en Europe, depuis 2010) et le CNRS, avec les écotrons de Montpellier et de l’Ile-de-France, a joué un rôle de leader dans leur développement. Très instrumentés, avec du personnel à forte technicité, et avec un mode de fonctionnement ouvert à de larges consortiums de recherche nationaux et internationaux, les écotrons s’apparentent, bien qu’à un degré moindre, aux grandes infrastructures de recherches développées dans d’autres disciplines (physique, astronomie …).

Par rapport aux équipements classiques de conditionnement environnemental (serres, chambres de culture), les écotrons fournissent des simulations d’environnement non seulement étendues, mais très réalistes :  l’intensité du rayonnement journalier, son spectre, le rapport entre rayonnement et température, les gradients de tension de l’eau et de température dans le sol, sont très proches des conditions in natura. La taille des échantillons d’écosystèmes étudiés (plusieurs tonnes en moyenne), souvent prélevés intacts in situ, diminue les effets de bord et permet de conserver une grande complexité physique et biologique. Les enceintes de la plupart des écotrons fonctionnent comme de grands systèmes de mesure des échanges gazeux. Equipés d’analyseurs lasers de dernière génération, non seulement les échanges de nombreux gaz (CO₂, N₂O, CH₄, H₂O, O₃, NO_x, VOCs) sont mesurés, mais aussi un certain nombre de leurs isotopes, donnant accès à la compréhension du fonctionnement physique et biologique des écosystèmes. Certains écotrons développent des mesures plus spécifiques, par exemple de la faune du sol par radio fréquence.

Une grande diversité de projets de recherche est conduite dans les écotrons. La moitié concerne l’impact des changements climatiques et atmosphériques, un quart l’impact d’une perte de biodiversité et un quart analyse d’une façon fondamentale la physiologie des écosystèmes. Des exemples de résultats de ces recherches sont donnés. La publication dans Global Change Biology décrit aussi les perspectives de développement à venir des écotrons, notamment la nécessité d’une plus forte inclusion d’un volet modélisation dans les expérimentations conduites et le renforcement de la complémentarité entre ces expérimentions en écotrons, celles réalisées in situ et les observations in natura à long terme sur les écosystèmes. Le développement de l’ensemble de ces approches est crucial pour mieux assurer notre futur sur cette planète.