L'indice Ka de distance à l'équilibre et la diversité biologique

Richard Loiret (1)

1 REEDS - Centre international de Recherches en Economie écologique, Eco-innovation et ingénierie du Développement Soutenable

Notre cahier de recherche n°1, La Biosphère selon Vernadsky (http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00911684), revenait en profondeur sur les concepts fondateurs de la Biosphère, et identifiait la contradiction "explicite" (mais inédite), formulée dès 1929 par Vernadsky, au principe d'irréversibilité de Carnot et Clausius selon lequel "l'entropie de l'Univers tend vers un maximum". Ce cahier n°2, toujours inscrit dans la problématique vitale d'un "Bilan des relations homme-nature rendant compte de la biodiversité", est cette fois centré sur la traduction en "outils opérationnels" des grands concepts de Vernadsky. Citons notamment la "fabrication de la Biosphère" par la matière vivante, avec sa production d'énergie biogéochimique (premiers et second principes biogéochimiques), les champs thermodynamiques de la Biosphère, les relations Biosphère-Ecosphère, la "directionalité" des fonctions "redox" des écosystèmes (Cf. Lotka, et Sewertzoff avec sa théorie de l'Aromorphose). Pour ce faire : 1 - Il établit un état de l'art des mesures statistiques et thermodynamiques de la biodiversité; qui débouche sur la première formulation d'une "Fonction d'état des écosystèmes". 2 - Il identifie une "problématique vitale" des mesures traditionnelles de la biodiversité, bloquant toute convergence entre physique et biologie : L'indice H' de Shannon (théorie de l'information) ne saurait mesurer le "vivant", car il mesure le "rapprochement de l'équilibre" quand le vivant, tout comme les structures dissipatives selon Prigogine, s'éloigne de cet équilibre. L'indice H' est au sens propre une mesure du " non sens ". 3 - Il établit les conditions générales d'élaboration d'un nouvel indice susceptible de mesurer la "distance à l'équilibre du vivant", et "propose" l'indice Ҟa, tout d'abord comme indice "statistique" de "diversité structurale". 4 - Il établit une synthèse du cahier n°1 en mettant en exergue les fonctions "redox" du vivant et des écosystèmes. 5 - Il justifie et propose une conjugaison de l'indice Ҟa avec une énergie, pour produire un indice thermodynamique de distance à l'équilibre. 7 - Il teste et justifie l'applicabilité de cet indice à différentes échelles du vivant; il revient notamment pour ce faire sur un certain échec subi par Jørgensen et ses collègues, exposé dans leur "théorie des écosystèmes" (A New Ecology. Systems Perspective, 2007), du fait de l'utilisation de l'indice de Shannon, et démontre que l'indice Ҟa "vérifie" leurs mesures de biodiversité des écosystèmes marins. 8 - Il élargit l'application de l'indice à l'échelle d'un parc naturel (le PNRPA, France) pour aboutir finalement à une mesure de la "valeur des services écosystémiques" d'un territoire naturel, "rendant compte" de la diversité biologique. 9 - Toutes choses constituant autant d'aspects de la mesure comptable d'un "Actif écologique" des territoires qui désormais permettrait, au sein d'une balance actif-passif, d'établir leur "Bilan écologique".

Mots clés: Bilan biogéochimique; Bilan de diversité biologique; Bilan écologique; Bilan thermodynamique d'un écosystème; Biodiversité; Biogéochimie; Biosphère; Distance à l'équilibre thermodynamique; Diversité biologique; Ecosphère; Ecosystèmes; Empreinte écologique; Energie biogéochimique; Energie libre de Gibbs; Exergie; Entropie à signe négatif ou positif; Fonction d'état des écosystèmes; Fonction redox des écosystèmes; Indice Ҟa; Indice de diversité structurale; Indice de Shannon; Information-structure; Mesure de la biodiversité; Mesure de la diversité biologique; Néguentropie; Valeur des services écosystémiques; Vernadsky

Domaines: Biodiversité; Sciences du Vivant [q-bio]; Sciences de l'environnement; Océan, Atmosphère; Calcul [stat.CO]

Richard Loiret. L'indice Ka de distance à l'équilibre et la diversité biologique : Rendre compte de la biodiversité dans le bilan des relations homme-nature (Cahier de recherche n°2). [Rapport de recherche] Univ. Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines. 2013. ⟨hal-01025400⟩