Cette th\u00e8se de doctorat se concentre sur la convergence de deux domaines de recherche principaux \u2013 l\u2019\u00e9cologie industrielle (EI) et les syst\u00e8mes de support-vie (SSV) \u2013, examin\u00e9e dans le contexte du d\u00e9veloppement des \u00e9cosyst\u00e8mes clos artificiels (ECA). Un ECA est un \u00e9cosyst\u00e8me simplifi\u00e9 et miniaturis\u00e9 fonctionnant en circuit ferm\u00e9. Il utilise des organismes biologiques (bact\u00e9ries, microalgues, plantes, animaux, etc.) pour r\u00e9g\u00e9n\u00e9rer l\u2019air, l\u2019eau et la nourriture afin d\u2019atteindre une autosuffisance compl\u00e8te. Un ECA reproduit et raccourcit les boucles de recyclage des nutriments et des ressources qui surviennent sur Terre. Les SSV sont des ECA avec \u00e9quipage, con\u00e7us pour assurer \u00e0 ses habitants la sant\u00e9, la s\u00e9curit\u00e9 et le confort minimal dans des environnements extr\u00eames pour qu\u2019ils puissent survivre en autonomie dans des habitats confin\u00e9s et isol\u00e9s durant des p\u00e9riodes prolong\u00e9es. La succession des compartiments de support-vie (bior\u00e9acteurs, chambres de croissance de plantes, etc.) doit r\u00e9pondre aux besoins de l\u2019homme et r\u00e9g\u00e9n\u00e9rer de mani\u00e8re ininterrompue des d\u00e9chets organiques tels que le dioxyde de carbone expir\u00e9, l\u2019urine, les excr\u00e9ments et les parties non comestibles des plantes, respectivement en atmosph\u00e8re respirable, eau potable et biomasse comestible. Les SSV avanc\u00e9s ou ECA spatiaux sont n\u00e9cessaires pour la survie de l\u2019homme \u00e9voluant au sein d\u2019habitats spatiaux durant des p\u00e9riodes prolong\u00e9es, lorsqu\u2019un r\u00e9approvisionnement depuis la Terre n\u2019est logistiquement plus possible ou devient trop co\u00fbteux. <\/p>\n\n\n\n La premi\u00e8re partie <\/strong>de cette th\u00e8se vise \u00e0 clarifier le potentiel, la pertinence et l\u2019int\u00e9r\u00eat de la recherche sur les ECA afin de consolider les fondements conceptuels de l\u2019EI. Des concepts cl\u00e9s pour l\u2019analyse de l\u2019ECA sont propos\u00e9s, portant sur les interactions bas\u00e9es sur les symbioses, la cyclisation, la biodiversit\u00e9, la compartimentation, la reproduction et l\u2019\u00e9volution. Dans une soci\u00e9t\u00e9 en expansion et un monde o\u00f9 certaines ressources sont devenues limit\u00e9es, les ECA sont consid\u00e9r\u00e9s comme des outils pertinents pour la maturation des \u00e9cosyst\u00e8mes industriels. Lorsqu\u2019il fonctionne dans les conditions radicales de l\u2019espace, un ECA spatial peut \u00eatre envisag\u00e9 comme un mod\u00e8le d\u2019\u00e9cosyst\u00e8mes industriels soumis \u00e0 des contraintes extr\u00eames. Dans l\u2019ensemble, cette \u00e9tude d\u00e9montre que le d\u00e9veloppement d\u2019ECA repr\u00e9sente un excellent compromis et offre un potentiel inexploit\u00e9 pour d\u00e9velopper davantage la base th\u00e9orique de l\u2019EI. <\/p>\n\n\n\n La deuxi\u00e8me partie<\/strong> se concentre sur les moyens possibles de fertilisation crois\u00e9e des dimensions terrestres et spatiales du d\u00e9veloppement des SSV. Elle montre comment un d\u00e9monstrateur grandeur nature d\u2019ECA, dot\u00e9 d\u2019un \u00e9quipage et destin\u00e9 \u00e0 pr\u00e9parer l\u2019exploration plan\u00e9taire habit\u00e9e dans les conditions les plus r\u00e9alistes, peut avoir un effet de levier et intensifier le d\u00e9veloppement de SSV en \u00e9tablissant des synergies de recherche \u00e0 l\u2019interface de ses dimensions terrestres et spatiales. Cette th\u00e8se fournit diverses \u00e9tudes de cas li\u00e9es au projet MELiSSA de l\u2019Agence spatiale europ\u00e9enne sur les syst\u00e8mes circulaires, et \u00e0 la start-up suisse Earth Space Technical Ecosystem Enterprises SA (ESTEE) qui d\u00e9veloppe des composants, prototypes et applications bas\u00e9s sur les ECA. <\/p>\n\n\n\n La troisi\u00e8me partie<\/strong> de ce travail aborde les contributions du d\u00e9veloppement des ECA \u00e0 l\u2019op\u00e9rationnalisation de l\u2019EI. Elle analyse le potentiel des ECA pour le cr\u00e9ation d\u2019habitats autosuffisants sur Terre et pour la mise en \u0153uvre de la durabilit\u00e9 terrestre. Les applications terrestres relatives aux ECA comprennent la valorisation des d\u00e9chets et la r\u00e9cup\u00e9ration des ressources combin\u00e9es \u00e0 la production locale de nourriture, la mesure des expositions (y compris les aliments, les m\u00e9dicaments, les micropolluants, etc.) et l\u2019analyse de leurs effets sur la sant\u00e9 et l\u2019environnement, par exemple pour le contr\u00f4le de la qualit\u00e9 de l\u2019air int\u00e9rieur, la surveillance de la sant\u00e9 \u00e0 domicile et la t\u00e9l\u00e9assistance, ainsi que le maintien du bien-\u00eatre des occupants d\u2019un habitat. Dans le contexte de l\u2019\u00e9mergence du New Space, cette th\u00e8se met \u00e9galement en lumi\u00e8re que la prochaine fronti\u00e8re pour la durabilit\u00e9 est l\u2019espace et consid\u00e8re les moyens possibles d\u2019envisager la durabilit\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9chelle cosmique. <\/p>\n\n\n\n Les ECA et SSV sont des r\u00e9v\u00e9lateurs des b\u00e9n\u00e9fices de la bioinspiration. Ils ouvrent de nouvelles voies pour le contr\u00f4le et la r\u00e9gulation des \u00e9cosyst\u00e8mes d\u00e9bouchant sur de nouvelles facettes d\u2019interpr\u00e9tation de la nature, et pour l\u2019am\u00e9lioration de la sant\u00e9 au sein d\u2019habitat clos. La r\u00e9alisation des ambitions li\u00e9es au d\u00e9veloppement d\u2019ECA d\u00e9pendra du dialogue ouvert et constructif entre la m\u00e9decine, la biologie, les sciences humaines et environnementales, facilit\u00e9 par l\u2019ing\u00e9nierie et la digitalisation. <\/p>\n\n\n\n M\u00eame si des missions spatiales habit\u00e9es de longue dur\u00e9e et distance ne devaient pas \u00eatre r\u00e9alis\u00e9es, la recherche sur les ECA spatiaux hyper efficients vaut la peine d\u2019\u00eatre men\u00e9e, non seulement en raison des contraintes croissantes sur Terre, mais aussi du fait de leur potentiel pour la gestion durable des ressources sur Terre. Cette recherche anticipe que les composants d\u2019ECA seront d\u00e9velopp\u00e9s dans tous les cas pour leur pertinence en termes de durabilit\u00e9 terrestre, et leur application commerciale dans la vie quotidienne. <\/p>\n\n\n\n Comme le d\u00e9montre cette th\u00e8se, la recherche sur les ECA et les SSV offre un excellent instrument pour forger un avenir durable, en \u00e9laborant des \u00e9cosyst\u00e8mes industriels davantage ferm\u00e9s, et plus durables face \u00e0 la diminution des approvisionnements en mati\u00e8res premi\u00e8res et aux probl\u00e8mes croissants li\u00e9s \u00e0 la gestion des d\u00e9chets et \u00e0 la pollution. Par cons\u00e9quent, les synergies de la R&D terrestre et spatiale sur les ECA et les SSV peuvent acc\u00e9l\u00e9rer la mise en \u0153uvre de la durabilit\u00e9, dans la perspective de l\u2019EI.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Synergies de R&D terrestre et spatiale comme moteurs de la mise en \u0153uvre de la durabilit\u00e9 Th\u00e8se en sciences de l’environnement, soutenue le 5 avril 2022 par Th\u00e9odore Besson, rattach\u00e9 \u00e0 l’Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST) de la FGSE. 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1. What is the relevance of ACE research to the conceptual foundations of IE?
2. How to cross-fertilise the terrestrial and space dimensions of LSS development?
3. What are the contributions of ACE development to the operationalisation of IE?<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n