La station de Barbeau, une plateforme de recherche installée en pleine forêt pour suivre l’écosystème

Dans la forêt domaniale de Barbeau, située à une dizaine de kilomètres de Fontainebleau en Seine-et-Marne, les arbres sont sous haute surveillance. C’est le cas de ce grand chêne dont le tronc est bardé de divers dispositifs. En dessous d’une bande en métal, deux aiguilles sont plantées dans l’écorce, à quelques centimètres l’une de l’autre. « Avec cet équipement, nous mesurons les flux de sève à l’intérieur de l’arbre », explique Daniel Berveiller, ingénieur de recherche au laboratoire Écologie, société et évolution (ESE - Univ. Paris-Saclay/CNRS/AgroParis-Tech). « Nous avons aussi des dendromètres pour mesurer les variations du diamètre du tronc. » À quelques pas de là, se trouve un dispositif de suivi bien plus impressionnant : un pylône en métal grimpant au-dessus de la canopée, à trente-cinq mètres de haut. Il constitue la principale installation de la station de recherche forestière de Barbeau.

Gérée par l’équipe Écophysiologie végétale du laboratoire ESE, cette plateforme scientifique in natura a pour mission de collecter de multiples données sur l’écosystème forestier qui l’entoure, dominé par des chênes et des charmes. « Le projet est né en 2003 mais les activités scientifiques ont réellement démarré en 2005 avec l’implantation du pylône. En cette année 2025, on fête le vingtième anniversaire de la station ! », raconte le scientifique et responsable de la plateforme.

Mesurer les flux de matière et d’énergie de l’écosystème

Si elle offre une vue imprenable sur la forêt, la tour métallique n’est pas qu’un point d’observation. Elle est équipée de dizaines de capteurs qui réalisent en continu des mesures dites de covariance turbulente. Cette méthode consiste à calculer les flux de matière et d’énergie entre l’écosystème forestier et l’atmosphère. Parmi les instruments, « nous avons un analyseur IRGA (Infrared gas analyser) qui mesure les concentrations de dioxyde de carbone (CO₂) et de vapeur d’eau dans l’air. Il est associé à un anémomètre tridimensionnel qui mesure la vitesse du vent dans trois dimensions. C’est le dispositif majeur du site avec lequel nous calculons ce qui rentre dans l’écosystème forestier par photosynthèse et ce qui est rejeté par respiration. »

Le dispositif est complété de nombreuses données météorologiques collectées par des capteurs de températures, d’humidité, de pluviométrie ou encore de rayonne-ment, installés dans l’air à différents niveaux et implantés dans le sol à différentes profondeurs. « Nous réalisons également un bilan d’énergie pour connaître exactement la quantité d’énergie qui est captée, absorbée et réfléchie par la végétation », précise Daniel Berveiller. Au total, plus de 150 variables sont collectées en temps réel et en continu dans le périmètre de la station. En outre, les scientifiques se rendent régulièrement sur site pour mener des campagnes de mesures et de prélèvements dans le but de caractériser l’écosystème forestier.

Non loin du chêne évoqué plus tôt, un bac circulaire recouvert d’un filet se remplit de feuilles, de branches et de glands tombés sous les coups de vent. « C’est ce qu’on appelle un bac à litière. Nous viendrons bientôt prélever son contenu pour le traiter et l’analyser. » À la mi-juillet, l’équipe est déjà venue réaliser sa campagne habituelle de prélèvements de feuilles d’arbres matures. « Ce sont des feuilles de lumière – donc les plus hautes – qu’on prélève sur vingt chênes et dix charmes. » En plus d’étudier les flux de matière et d’énergie, Daniel Berveiller et ses collègues s’intéressent ainsi au bilan de masse de l’écosystème qui donne un aperçu de « la quantité de carbone présente dans chaque compartiment ».

Élue meilleure station écosystème d’ICOS en 2025

Si elle a officiellement vu le jour en 2005, la station de Barbeau a connu un tournant majeur avec son intégration à l’infrastructure de recherche européenne ICOS (Integrated carbon observation system) qui vise à observer et suivre de façon précise les flux de gaz à effet de serre. « Il nous semblait légitime d’intégrer cette infrastructure pour monter en qualité de données, en compétences et étendre nos activités », précise l’ingénieur de recherche. « Nous avons été la première station à être labellisée "classe 1" en 2019 », soit le niveau le plus exigeant en termes de mesures et de suivi de l’écosystème.

Vingt et une stations de recherche françaises sont aujourd’hui engagées dans le réseau ICOS, dont seize sur le volet « écosystème ». Après six ans d’efforts, celle de Barbeau a cependant reçu une distinction particulière : elle s’est vu attribuer le prix 2025 de la Best ICOS Ecosystem Station. « On ne s’y attendait vraiment pas », confie Daniel Berveiller. « Mais on était fiers parce que toute l’équipe y met beaucoup d’énergie. On fait attention à respecter les protocoles, les instructions, etc. » À partir des données collectées en continu par ces plateformes, l’objectif est notamment d’améliorer la représentation des flux de gaz à effet de serre dans les modèles climatiques.

En plus d’ICOS, la plateforme de Barbeau est impliquée dans une dizaine de projets de recherche dont deux sont portés par des scientifiques du laboratoire ESE. « Nous sommes aussi sollicités par des équipes étrangères qui veulent faire des comparaisons intersites avec d’autres stations situées en Europe ou ailleurs. » En l’espace de vingt ans, de nouvelles installations sont régulièrement venues s’ajouter au voisinage de l’immense pylône. Et les activités ne devraient pas s’y interrompre de sitôt. « La station a été labellisée pour vingt ans par ICOS, soit jusqu’à 2039 », confirme le responsable.

• Site de la station de recherche forestière de Barbeau : https://barbeau.ese.cnrs.fr/