Les Ecotrons: une nouvelle approche expérimentale du fonctionnement des écosystèmes

Face aux changements globaux, la compréhension et la prédiction du fonctionnement des écosystèmes est au cœur des défis sociétaux que sont la sécurité alimentaire et le maintien d’autres services  écosystémiques tel que le contrôle du climat. L’expérimentation et la modélisation sont les deux approches complémentaires les plus performantes pour définir des solutions de mitigation et d’adaptation. L’expérimentation au champ a fait de grands progrès grâce à de nouveaux systèmes de conditionnement environnemental (température, CO2) et une instrumentation sophistiquée, en particulier avec des instruments de pointe portables. L’expérimentation au champ est maintenant complétée par une expérimentation en milieu contrôlé grâce à des infrastructures, les Ecotrons, véritables analyseurs d’écosystèmes, qui simultanément conditionnent l’environnement des écosystèmes et en mesurent la réponse aux environnements imposés. C’est cette mesure en ligne du fonctionnement des écosystèmes qui distingue les Ecotrons des infrastructures  de conditionnement antérieures, phytotrons notamment.
Caractérisé par un nombre d’unités expérimentales suffisant pour analyser l’interaction entre facteurs avec répétitions, les Ecotrons simulent une large gamme de conditions environnementales, du passé comme du futur, de façon réaliste et avec des tailles d’échantillons s’adaptant aux questions posées, mais pouvant être conséquentes. Les Ecotrons, notamment parce qu’ils favorisent l’étude des interactions trophiques, permettent d’établir des liens concrets entre les études de mécanismes in vivo et celles du fonctionnement in natura des écosystèmes. Le coût de ces infrastructures de conditionnement et des instruments de mesure associés est important, sans toutefois être du même ordre de grandeur que les grands instruments de physique, mais leur mode d’utilisation tend vers celui des instruments de physique : réunir des consortiums d’équipes internationales multidisciplinaires abordant les principaux processus en interaction dans les écosystèmes.
Quelques écotrons ont été récemment construits dans le monde (Etats Unis,  France, Belgique, Allemagne) et ils s’intègrent en Europe dans l’infrastructure Européenne distribuée AnaEE (Analysis and Experimentation on Ecosystems) en cours de construction qui, au travers d’entités supra-nationales (Centre de Technologie, Centre de Données et de Modélisation, Centre d’Interface et de Synthèse), apportera une large valeur ajoutées aux plateformes nationales individuelles.
Trois exposés présenteront des  expérimentations typiques  des Ecotrons. La première, complémentaire de la grande expérimentation in situ de Jena sur le rôle de la biodiversité végétale, a mis en évidence un accroissement de l’efficience d’utilisation de la lumière, de l’eau et de l’azote avec un accroissement du nombre d’espèces du couvert végétal. La seconde, complémentaire d’études sur l’impact du changement climatique sur les prairies en Auvergne, a mis en évidence un mécanisme de compensation de l’effet délétère des futurs évènements climatiques extrêmes sur le bilan annuel du carbone dans ces prairies. Le troisième exposé présentera l’impact des modifications, par l’augmentation du CO2 atmosphérique, des lessivas sous prairie sur un écosystème aquatique.
La conclusion fera ressortir la complémentarité entre expérimentations au champ et en Ecotrons, dégagera les perspectives de développement de ces infrastructures et de leurs interactions internationales.