La DT-INSU a été sollicitée en 2024 pour concevoir et fabriquer un prototype de chambre biologique terrestre robuste, étanche et optimisée, afin de permettre des mesures précises des isotopes de l’oxygène en conditions contrôlées.
L’enjeu scientifique est de parvenir à reconstruire la productivité biologique passée en utilisant la composition isotopique de l’oxygène (O₂) et du dioxyde de carbone (CO₂) piégés dans les carottes de glace polaires. Ces traceurs isotopiques permettent d’étudier les échanges historiques entre la biosphère, l’atmosphère et les océans, et ainsi de mieux comprendre les mécanismes de régulation du climat et du cycle du carbone sur des échelles de temps géologiques (derniers 800000 ans à 1,2 million d’années).
Dans cet objectif, les scientifiques ont développé un prototype de chambre biologique à l’échelle d’un terrarium de 120 litres pour déterminer les fractionnements isotopiques de l’oxygène lors de la photosynthèse et de la respiration de différentes plantes. Le terrarium est une chambre biologique complètement contrôlée (température, humidité, niveau de CO2, éclairement) et fonctionnant en circuit fermé avec un haut niveau d’étanchéité.
Les choix techniques de la DT-INSU ont été les suivants :
- Plaques en polycarbonate pour la cuve, pour des raisons de poids, luminosité, et facilité de mise en oeuvre.
- Colle silicone compatible avec les milieux aquatiques pour le collage et l’étanchéité.
- Assemblage collé et vissé, joints d’interfaces en NBR.
- Design d’un condenseur à base de module peltier et dissipateur avec récupération des condensats, permettant de contrôler l’hygrométrie dans l’enceinte.
- Brassage d’air interne homogène et/ou orientable.
- Support des différents éléments internes (sac de compensation, piège à CO2, micro-pompes).
- Fermeture par brides à levier pour une manipulation rapide de la porte.
- Interfaces de branchement sur façades modulables et facilement modifiables de type hublots.
- Support en aluminium avec poignées pour le transport de l’ensemble.
Ce prototype ayant été réalisé, il est ensuite instrumenté par le LSCE et l’Ecotron de Montpellier, testé et validé avec des premières mesures isotopiques en présence d’un système biologique. Il est envisagé de réaliser au minimum 5 chambres sur ce modèle.