Explorer les trajectoires invisibles des particules biologiques dans l’atmosphère

L'aérobiologie, une discipline encore méconnue à découvrir

Invisibles mais omniprésentes, d'innombrables particules biologiques circulent chaque jour dans l'atmosphère, portées par des masses d’air en mouvement. Bactéries, champignons microscopiques, pollen ou petits insectes franchissent ainsi frontières naturelles et géographiques, sur des distances allant de quelques mètres à plusieurs milliers de kilomètres. Ces éléments en suspension dans l'air sont étudiés par l'aérobiologie, une discipline encore peu enseignée dans les cursus universitaires. Elle se situe à la croisée de la physique de l'atmosphère, de l'écologie et de l'épidémiologie. Elle s'intéresse à leur émission, à leur transport et à leur dépôt, ainsi qu'aux conséquences de ces mouvements sur la santé humaine, animale et végétale. Comprendre ces déplacements est devenu un enjeu majeur pour anticiper la propagation de maladies, l’arrivée d’espèces invasives et de ravageurs, mieux protéger les cultures et évaluer les effets du changement climatique sur ces phénomènes encore largement méconnus.

Le ciel, une voie de circulation difficile à observer

La troposphère est la couche la plus basse de l'atmosphère. Elle s'étend de la surface de la Terre jusqu'à environ 12 à 16 kilomètres d'altitude, selon les régions, et c'est là que se produisent les phénomènes météorologiques. De vastes mouvements d'air y transportent des particules d'origine naturelle ou humaine. Si les satellites permettent de suivre les cendres volcaniques ou les poussières des déserts, les déplacements des particules biologiques restent presque impossibles à observer directement. Les chercheurs doivent donc recourir à des méthodes indirectes, combinant mesures de terrain, modélisation atmosphérique et analyses biologiques. Plusieurs épisodes illustrent l'ampleur de ces transports à longue distance sur la santé végétale et animale : l'épidémie de rouille du caféier au Brésil en 1966, la propagation de la rouille du soja depuis l'Asie jusqu'en Amérique du Nord au début des années 2000, ou la fièvre aphteuse chez les porcins britanniques en 1981.

Pourquoi INRAE s'intéresse à ces trajets invisibles

Depuis près de vingt ans, les unités de recherche Pathologie Végétale et BioSP d'INRAE travaillent sur ces déplacements de particules biologiques dans l'atmosphère. Elles ont notamment conçu Tropolink, une application web qui reconstitue les trajectoires de masses d'air susceptibles de transporter des particules biologiques d'une région ou d'un continent à l'autre et évaluent les connectivités troposphériques entre sites géographiques distants. Ces calculs sont complétés par des approches démographiques et génétiques, afin de relier les populations sources aux populations qui s'implantent après leur dispersion.

Une recherche tournée vers l'avenir

Ces recherches ont donné lieu à un ouvrage de référence « Biological Highways in the Sky », et à une école-chercheurs internationale organisée à Avignon en avril 2026, réunissant des experts en sciences de la vie, en physique et en modélisation. Dans un contexte où le changement climatique, en modifiant la circulation des masses d'air, pourrait affecter ces flux et leurs conséquences, mieux comprendre les autoroutes biologiques de l'atmosphère devient indispensable pour anticiper les risques sanitaires, agricoles et environnementaux. L’atmosphère, qui semble « vide » pour l’œil humain, porte en réalité tout un monde vivant en mouvement.