Comprendre les microbes du sol et le recyclage des nutriments

James J. Hoorman, cultures de couverture et qualité de l’eau, éducateur en vulgarisation, vulgarisation de l’Ohio State UniversityRafiq Islam, spécialiste des sols et de l’eau, Ohio State University Extension, South Centers at Piketon

Les micro-organismes du sol existent en grand nombre dans le sol tant qu’il existe une source de carbone pour l’énergie. Il existe un grand nombre de bactéries dans le sol, mais en raison de leur petite taille, leur biomasse est plus faible. Les actinomycètes sont 10 fois plus petits en nombre, mais sont plus grands en taille et ont donc une biomasse similaire à celle des bactéries. Les populations de champignons sont plus petites mais dominent la biomasse du sol lorsque le sol n’est pas perturbé. Les bactéries, les actinomycètes et les protozoaires sont robustes et peuvent tolérer davantage de perturbations du sol que les populations fongiques. Ils dominent donc dans les sols labourés, tandis que les populations fongiques et nématodes ont tendance à dominer dans les sols labourés ou sans labour.

Il y a plus de microbes dans une cuillère à café de terre qu’il n’y a d’habitants sur terre. Les sols contiennent environ 8 à 15 tonnes de bactéries, champignons, protozoaires, nématodes, vers de terre et arthropodes. Voir les fiches d’information sur les rôles des bactéries, des champignons, des protozoaires et des nématodes du sol.

Tableau 1 : Nombre relatif et biomasse des espèces microbiennes à une profondeur de sol de 0 à 6 pouces (0 à 15 cm)
Microorganismes	Nombre/g de sol	Biomasse (g/m ² )
Bactéries	10 ⁸ –10 ⁹	40 à 500
Actinomycètes	10 ⁷ –10 ⁸	40 à 500
Champignons	10 ⁵ –10 ⁶	100-1500
Algues	10 ⁴ –10 ⁵	1 à 50
Protozoaires	10 ³ –10 ⁴	Varie
Nématodes	10 ² –10 ³	Varie

Décomposition microbienne de la matière organique du sol

La décomposition de la matière organique remplit deux fonctions pour les micro-organismes : fournir de l’énergie pour la croissance et fournir du carbone pour la formation de nouvelles cellules. La matière organique du sol (MOS) est composée des fractions « vivantes » (micro-organismes), « mortes » (résidus frais) et « très mortes » (humus). Le « très mort » ou humus est la fraction de MOS à long terme, vieille de plusieurs milliers d’années et résistante à la décomposition. La matière organique du sol contient deux composants appelés MOS active (35 %) et passive (65 %). La MOS active est composée de matières végétales ou animales fraîches « vivantes » et « mortes » qui servent de nourriture aux microbes et sont composées de sucres et de protéines faciles à digérer. La SOM passive est résistante à la décomposition par les microbes et est plus riche en lignine.

Les microbes ont besoin d’un apport régulier de MOS active dans le sol pour survivre dans le sol. Les sols non labourés à long terme contiennent des niveaux de microbes nettement plus élevés, plus de carbone actif, plus de MOS et plus de carbone stocké que les sols labourés conventionnels. La majorité des microbes présents dans le sol existent dans des conditions de famine et ont donc tendance à être dans un état dormant, en particulier dans les sols labourés.

Les résidus végétaux morts et les éléments nutritifs des plantes deviennent la nourriture des microbes présents dans le sol. La matière organique du sol (MOS) correspond essentiellement à toutes les substances organiques (tout ce qui contient du carbone) présentes dans le sol, vivantes et mortes. La MOS comprend les plantes, les algues bleu-vert, les micro-organismes (bactéries, champignons, protozoaires, nématodes, coléoptères, collemboles, etc.) et la matière organique fraîche et en décomposition provenant des plantes, des animaux et des micro-organismes.

La matière organique du sol peut être décomposée en ses éléments constitutifs. Cent grammes (g) ou 100 livres (lbs) de matière végétale morte produisent environ 60 à 80 g (lbs) de dioxyde de carbone, qui est rejeté dans l’atmosphère. Les 20 à 40 g (lb) d’énergie et de nutriments restants sont décomposés et transformés en environ 3 à 8 g (lb) de micro-organismes (les vivants), 3 à 8 g (lb) de composés non humiques (les morts), et 10 à 30 g (lb) d’humus (la matière très morte, résistante à la décomposition). La structure moléculaire de la MOS est principalement constituée de carbone et d’oxygène avec un peu d’hydrogène et d’azote et de petites quantités de phosphore et de soufre. La matière organique du sol est un sous-produit des cycles du carbone et de l’azote.

Le processus de décomposition microbienne de la matière organique du sol.

Figure 1. Diagramme du Dr Rafiq Islam.

Nutriments de la matière organique du sol

Les éléments nutritifs du sol ont une valeur actuelle de 680 $ pour chaque 1 pour cent de MOS ou de 68 $ par tonne de MOS sur la base des valeurs économiques des engrais commerciaux (voir tableau 2). La MOS est composée principalement de carbone, mais associée au carbone sont de grandes quantités d’azote et de soufre provenant des protéines, du phosphore et du potassium. Le SOM doit être considéré comme un investissement dans un certificat de dépôt (CD). Les sols biologiquement actifs et contenant de plus grandes quantités de carbone actif recyclent et libèrent plus de nutriments pour la croissance des plantes que les sols biologiquement inactifs et contiennent moins de matière organique active. Dans des conditions de culture sans labour, de petites quantités de nutriments sont libérées chaque année (comme les intérêts sur un CD) pour fournir des nutriments lentement et efficacement aux racines des plantes. Cependant, avec le travail du sol, de grandes quantités de nutriments peuvent être libérées puisque la MOS est consommée et détruite par les microbes. Étant donné que les niveaux de MOS mettent du temps à s’accumuler, la capacité de stockage des nutriments est diminuée et les excédents de nutriments libérés sont souvent lessivés dans les eaux de surface. La SOM est un réservoir de nombreux nutriments végétaux.

Considérez les trois scénarios suivants. Les sols renouvellent généralement 1 à 3 pour cent de leur azote stocké dans la MOS. Les sols labourés ou malsains libèrent un pourcentage d’azote plus faible en raison d’une activité microbienne plus faible. Un sol labouré avec 2 pour cent de MOS (2 000 livres de N) peut libérer 1 pour cent de N ou 20 livres de N par an. Un sol plus biologiquement actif et contenant 4 pour cent de MOS (4 000 lb de N) peut libérer 1,5 pour cent de N ou 60 lb de N, tandis qu’un sol à 6 pour cent de MOS (6 000 lb de N) peut libérer 2 pour cent de N ou 120 lb de N. Dans les sols, les excédents de nutriments libérés sont souvent perdus et les réserves de carbone sont épuisées, ce qui réduit le stockage futur des nutriments. Les agriculteurs constatent souvent cela lorsqu’ils labourent un sol vierge, un vieux pâturage ou une clôture. Pendant plusieurs années, les cultures sur le sol nouvellement labouré pousseront mieux que les sols environnants, mais avec le temps, le sol sera épuisé en carbone et le sol nouvellement labouré deviendra moins fertile car le carbone est oxydé sous forme de dioxyde de carbone et perdu dans l’atmosphère. . Le travail du sol entraîne l’oxydation et la destruction du carbone dans le sol en augmentant les niveaux d’oxygène du sol, favorisant ainsi l’expansion des populations de bactéries et la consommation de carbone actif dans le sol.

Tableau 2 : Valeur de la matière organique du sol
Hypothèses : 2 000 000 livres de sol dans les 6 premiers pouces
Nutriments	1% de matière organique = 20 000# 50%Carbone, rapport C:N = 10:1
Azote:	1000# * 0,50$/#N = 500$
Phosphore:	100# * 0,70$/#P = 70$
Potassium:	100# * 0,40$/#K = 40$
Soufre:	100# * 0,50$/#S = 50$
Carbone:	10 000# ou 5 tonnes * 4 $/tonne = 20 $
Valeur de 1 % de nutriments SOM/acre	= 680 $
Rapport relatif des nutriments :	100 Carbone/10 Azote/ 1 Phosphore/1 Potassium/1 Soufre

Effets du climat, de la température et du pH sur la MOS

La MOS est affectée par le climat et la température. Les populations microbiennes doublent à chaque changement de température de 10 degrés Fahrenheit. Si nous comparons les tropiques aux régions arctiques plus froides, nous constatons que la majeure partie du carbone est retenue dans les arbres et la végétation aérienne. Sous les tropiques, la couche arable contient très peu de MOS car les températures élevées et l’humidité décomposent rapidement la MOS. En se déplaçant vers le nord ou le sud de l’équateur, la MOS augmente dans le sol. La toundra près du cercle polaire arctique contient une grande quantité de MOS en raison des températures froides. Les températures glaciales modifient le sol de sorte qu’une plus grande quantité de MOS est décomposée que dans les sols non sujets au gel.

L’humidité, le pH, la profondeur du sol et la taille des particules affectent la décomposition de la MOS. Les régions chaudes et humides stockent moins de carbone organique dans le sol que les régions sèches et froides en raison d’une décomposition microbienne accrue. Le taux de décomposition de la MOS augmente lorsque le sol est exposé à des cycles de séchage et d’humidification par rapport aux sols continuellement humides ou secs. Toutes choses étant égales par ailleurs, les sols dont le pH est neutre à légèrement alcalin décomposent la MOS plus rapidement que les sols acides ; par conséquent, le chaulage du sol améliore la décomposition de la MOS et l’évolution du dioxyde de carbone. La décomposition est également plus importante près de la surface du sol, là où se trouvent la plus forte concentration de résidus végétaux. À de plus grandes profondeurs, la décomposition de la MOS est moindre, ce qui correspond à une baisse des niveaux de carbone organique due à la diminution des résidus végétaux. Les petites particules sont plus facilement dégradées par les microbes du sol que les grosses particules, car la surface globale est plus grande avec les petites particules, de sorte que les microbes peuvent attaquer les résidus.

Une différence dans la formation des sols se produit également d’est en ouest à travers les États-Unis. À l’est, les forêts de feuillus prédominaient et les racines pivotantes des arbres étaient riches en lignine, et les arbres à feuilles caduques laissaient de grandes quantités de feuilles mortes à la surface du sol. Les racines des feuillus ne se renouvellent pas rapidement, de sorte que les niveaux de matière organique dans le sous-sol sont assez faibles. Dans les sols forestiers, la majeure partie de la MOS est distribuée dans les quelques centimètres supérieurs. À mesure que vous vous déplacez vers l’ouest, de hautes prairies dominent le paysage et la couche arable se forme à partir de systèmes racinaires profonds et fibreux. Cinquante pour cent des racines d’une herbe meurent et sont remplacées chaque année et les racines de l’herbe sont riches en sucres et en protéines (matière organique active plus élevée) et plus faibles en lignine. Ainsi, les sols formés sous les prairies à herbes hautes sont riches en MOS dans tout le profil pédologique. Ces sols de premier choix sont très productifs car ils ont un pourcentage plus élevé de MOS (en particulier de charbon actif), retiennent plus de nutriments, contiennent plus de microbes et ont une meilleure structure du sol en raison de populations fongiques plus importantes.

Rapport carbone/azote

La dégradation des résidus organiques par les microbes dépend du rapport carbone/azote (C:N). Les microbes présents dans le rumen d’une vache, dans un tas de compost et dans le sol dépendent du rapport C:N pour décomposer les résidus organiques (à base de carbone). Considérez deux sources d’alimentation distinctes, un jeune plant de luzerne tendre et de la paille d’avoine ou de blé. Une jeune plante de luzerne contient plus de protéines brutes, d’acides aminés et de sucres dans la tige, elle est donc facilement digérée par les microbes, que ce soit dans le rumen d’une vache, dans un tas de compost ou dans le sol. La jeune luzerne a une teneur élevée en azote provenant des protéines (les acides aminés et les protéines sont riches en azote et en soufre), elle a donc un rapport carbone/azote plus faible (moins de carbone, plus d’azote). Cependant, la paille d’avoine et de blé (ou le foin plus âgé) contient plus de lignine (qui résiste à la décomposition microbienne), moins de protéines brutes, moins de sucres dans la tige et un rapport C:N plus élevé. La paille est décomposée par les microbes, mais il faut plus de temps et d’azote pour décomposer cette source riche en carbone.

Une faible teneur en azote ou un rapport C:N élevé est associé à une lente décomposition de la MOS. Les plantes immatures ou jeunes ont une teneur en azote plus élevée, des rapports C:N plus faibles et une décomposition plus rapide de la SOM. Pour un bon compostage, un rapport C:N inférieur à 20 permet aux matières organiques de se décomposer rapidement (4 à 8 semaines) tandis qu’un rapport C:N supérieur à 20 nécessite un supplément d’azote et ralentit la décomposition. Ainsi, si nous ajoutons au sol un matériau à haute teneur en carbone et à faible teneur en N, les microbes capteront l’azote du sol. Finalement, l’azote du sol est libéré mais à court terme, l’azote est retenu. Le facteur de conversion pour convertir l’azote en protéines brutes est de 16,7, ce qui explique pourquoi il est si important d’avoir un rapport C:N inférieur à 20.

Le rapport C:N de la plupart des sols est d’environ 10:1, ce qui indique que l’azote est disponible pour la plante. Le rapport C:N de la plupart des résidus végétaux a tendance à diminuer avec le temps, à mesure que la MOS se désintègre. Cela résulte de la perte gazeuse de dioxyde de carbone. Par conséquent, le pourcentage d’azote dans la MOS résiduelle augmente à mesure que la décomposition progresse. Le rapport C:N de 10:1 de la plupart des sols reflète une valeur d’équilibre associée à la plupart des microbes du sol (bactéries 3:1 à 10:1, champignon 10:1 rapport C:N).

Les bactéries sont les premiers microbes à digérer les nouveaux résidus organiques végétaux et animaux présents dans le sol. Les bactéries peuvent généralement se reproduire en 30 minutes et ont une teneur élevée en N dans leurs cellules (3 à 10 atomes de carbone pour 1 atome d’azote ou 10 à 30 pour cent d’azote). Dans de bonnes conditions de chaleur, d’humidité et de nourriture, ils peuvent se reproduire très rapidement. Les bactéries sont généralement moins efficaces pour convertir le carbone organique en nouvelles cellules. Les bactéries aérobies assimilent environ 5 à 10 pour cent du carbone tandis que les bactéries anaérobies n’en assimilent que 2 à 5 pour cent, laissant derrière elles de nombreux déchets composés de carbone et utilisant de manière inefficace l’énergie stockée dans la MOS.

Un graphique du N relatif disponible avec la durée de décomposition.

Figure 2. Graphique du N relatif disponible avec la durée de décomposition.

Luzerne, faible rapport C:N, C:N = 13:1

Paille d’avoine, rapport C:N élevé, C:N = 80:1

Les champignons libèrent généralement moins de dioxyde de carbone dans l’atmosphère et sont plus efficaces pour convertir le carbone pour former de nouvelles cellules. Le champignon capte généralement plus d’énergie de la MOS à mesure qu’il la décompose, assimilant 40 à 55 pour cent du carbone. La plupart des champignons consomment de la matière organique plus riche en cellulose et en lignine, dont la décomposition est plus lente et plus difficile. La teneur en lignine de la plupart des résidus végétaux pourrait être plus importante que le rapport C:N pour prédire la vitesse de décomposition.

Les champignons mycorhiziens vivent dans le sol, à la surface ou dans les racines des plantes. Les champignons ont une grande surface et contribuent au transport des nutriments minéraux et de l’eau vers les plantes. Le cycle de vie des champignons est plus complexe et plus long que celui des bactéries. Les champignons ne sont pas aussi résistants que les bactéries et nécessitent une source de nourriture plus constante. Les niveaux de population de champignons ont tendance à diminuer avec le travail du sol conventionnel. Les champignons ont un rapport carbone/azote plus élevé (10:1 carbone/azote ou 10 % d’azote) mais sont plus efficaces pour convertir le carbone en matière organique du sol. Avec des résidus organiques riches en C:N, les bactéries et les champignons extraient l’azote du sol (voir le graphique sur l’immobilisation nette).

Les protozoaires et les nématodes consomment d’autres microbes. Les protozoaires peuvent se reproduire en six à huit heures, tandis que les nématodes mettent de trois jours à trois ans, avec une moyenne de 30 jours pour se reproduire. Après avoir consommé les bactéries ou autres microbes (riches en azote), les protozoaires et les nématodes libèrent de l’azote sous forme d’ammonium (voir le graphique sur la minéralisation nette). L’ammonium (NH ₄ +) et les nitrates (NO ₃ -) sont facilement convertis dans les deux sens dans le sol. Les plantes absorbent les nitrates d’ammonium et du sol pour se nourrir grâce au réseau mycorhizien des champignons.

Les populations de micro-organismes changent rapidement dans le sol à mesure que les produits SOM sont ajoutés, consommés et recyclés. La quantité, le type et la disponibilité de la matière organique détermineront la population microbienne et son évolution. Chaque organisme individuel (bactéries, champignons, protozoaires) possède certaines enzymes et réactions chimiques complexes qui aident cet organisme à assimiler le carbone. À mesure que des déchets sont générés et que les résidus organiques d’origine sont décomposés, de nouveaux micro-organismes peuvent prendre le relais, se nourrissant des déchets, de la nouvelle communauté microbienne florissante (généralement des bactéries) ou de la MOS plus résistante. Les premiers décomposeurs attaquent généralement les sucres et les protéines faciles à digérer, suivis par les micro-organismes qui s’attaquent aux résidus les plus résistants.

Graphique du niébé décomposé par des bactéries et des champignons.

Figure 3. Graphique du niébé (C:N <20) décomposé par les bactéries et les champignons, l’évolution du dioxyde de carbone et les protozoaires et les nématodes consommant les bactéries et les champignons et excrétant de l’ammonium dans le sol pour la croissance des plantes. NO3- et NH4+ sont facilement convertis dans le sol. Graphique du Dr Rafiq Islam.

Figure 4. Graphique du niébé (C:N <20) décomposé par les bactéries et les champignons, l’évolution du dioxyde de carbone et les protozoaires et les nématodes consommant les bactéries et les champignons et excrétant de l’ammonium dans le sol pour la croissance des plantes. NO3- et NH4+ sont facilement convertis dans le sol. Graphique du Dr Rafiq Islam.

Les cultures de couverture fournissent de la nourriture (carbone actif comme le glucose et les protéines) aux microbes dont ils peuvent se nourrir. Dans le sol, il y a 1 000 à 2 000 fois plus de microbes associés aux racines que ceux vivant dans un sol nu ou labouré. Les microbes fabriquent à leur tour de la MOS et stockent les nutriments du sol. La construction de SOM nécessite que les éléments nutritifs du sol comme le NPKS soient liés dans le sol. Les cultures de couverture hivernales absorbent l’excès de nutriments du sol et fournissent de la nourriture à tous les microbes présents dans le sol pendant les mois d’hiver, plutôt que d’utiliser les réserves de MOS pour les nutriments. Dans un champ labouré conventionnel, les éléments nutritifs du sol sont rapidement libérés à mesure que la MOS est brûlée et que l’habitat des microbes et des organismes du sol est détruit. Dans un champ sans labour, des niveaux élevés de MOS constituent des réserves de nutriments du sol qui sont lentement libérés dans les sols. L’ajout d’une culture de couverture vivante dans un champ sans labour augmente la matière organique active (sucres et protéines) pour les microbes du sol. Les microbes du sol peuvent se nourrir de deux cultures au lieu d’une seule par an. Les microbes prospèrent dans des conditions de culture sans labour et dans les cultures de couverture hivernales. Les cultures de couverture et le fumier peuvent être utilisés pour nourrir les microbes du sol et recycler les éléments nutritifs du sol. À mesure que les microbes du sol décomposent les résidus organiques, ils libèrent lentement des éléments nutritifs dans le sol pour les cultures de couverture hivernales ou pour la culture précédente. Les cultures de couverture empêchent la perte de nutriments par l’érosion du sol, le lessivage, la volatilisation ou la dénitrification.

Résumé

Les micro-organismes abondent dans le sol et jouent un rôle essentiel dans la décomposition des résidus organiques et le recyclage des éléments nutritifs du sol. Les bactéries sont les microbes les plus petits et les plus résistants du sol et peuvent survivre dans des conditions difficiles comme le travail du sol. Les bactéries ne sont efficaces qu’à 20 à 30 pour cent pour recycler le carbone, ont une teneur élevée en azote (3 à 10 atomes de carbone pour 1 atome d’azote ou 10 à 30 pour cent d’azote), une teneur en carbone plus faible et une durée de vie courte. L’efficacité de l’utilisation du carbone est de 40 à 55 pour cent pour les champignons mycorhiziens, de sorte qu’ils stockent et recyclent plus de carbone (rapport carbone/azote de 10 : 1) et moins d’azote (10 pour cent) dans leurs cellules que les bactéries. Les champignons sont plus spécialisés mais ont besoin d’une source de nourriture constante et se développent mieux dans des conditions sans labour.

La matière organique du sol (MOS) est composée des fractions « vivantes » (micro-organismes), « mortes » (résidus frais) et « très mortes » (humus). La SOM active est composée de matières végétales ou animales fraîches qui servent de nourriture aux microbes et est composée de sucres et de protéines faciles à digérer. La SOM passive est résistante à la décomposition par les microbes (plus riche en lignine). Active SOM améliore la structure du sol et retient les nutriments disponibles pour les plantes. Chaque 1 pour cent de SOM contient 1 000 livres d’azote, 100 livres de phosphore, 100 livres de potassium et 100 livres de soufre ainsi que d’autres nutriments végétaux essentiels. Le travail du sol détruit la MOS en oxydant la MOS, permettant aux bactéries et autres microbes de décomposer rapidement les résidus organiques. Des températures et une humidité plus élevées augmentent la destruction de la MOS en augmentant les populations microbiennes dans le sol. Les résidus organiques avec un faible rapport carbone/azote (C:N) (inférieur à 20) se décomposent facilement et les nutriments sont rapidement libérés (4 à 8 semaines), tandis que les résidus organiques avec un rapport C:N élevé (supérieur à 20) se décomposent. lentement et les microbes vont capter l’azote du sol pour décomposer les résidus. Les protozoaires et les nématodes consomment d’autres microbes présents dans le sol et libèrent de l’azote sous forme d’ammonium, qui devient disponible pour d’autres micro-organismes ou est absorbé par les racines des plantes.

Reconnaissance

Cette fiche d’information a été réalisée en collaboration avec le Midwest Cover Crops Council (MCCC).

Les références

Alexandre, Martin. 1991. Introduction à la microbiologie des sols, 2e éd. Malabar, Floride : Société d’édition Krieger.

Ingham, Elaine R. 2014. «L’introduction à la biologie des sols». En biologie des sols . Service de conservation des ressources naturelles. PDF.
envirothonpa.org/wp-content/uploads/2014/04/7-Soil-Biology-Primer.pdf.

Magdoff, F. et H. van Es. 2001. Construire des sols pour de meilleures récoltes , 2e éd. Beltsville, MD : Réseau d’agriculture durable.

https://ohioline.osu.edu/factsheet/SAG-16

30 mars 2024

Oeufs de qualité nutritionnelle et environnementale

Les poulaillers mobiles locaux

Dans ces élevages locaux la qualité nutritionnelle des œufs est amélioré par la végétation sans cesse renouvelée à la disposition des poules …..

30 mars 2024

ACS Agriculture de Conservation des Sols

https://wiki.tripleperformance.fr/wiki/Agriculture_de_conservation_des_sols_(ACS)

L’ ACS expliqué sur l’excellent site triple performance https://wiki.tripleperformance.fr/wiki/Triple_Performance

L’agriculture de conservation des sols (ACS) est un ensemble de techniques culturales destinées à maintenir et améliorer le potentiel agronomique des sols, tout en conservant une production régulière et performante sur les plans technique et économique.

Elle repose sur 3 axes majeurs :

Pas de travail du sol
Couverture permanente du sol
Diversité et rotation longue des cultures

à découvrir la suite et bien plus encore sur triple performance

https://wiki.tripleperformance.fr/wiki/Triple_Performance

27 mars 2024

99,99 % Des Pesticides Que Nous Consommons Sont Fabriqués Par Des Plantes

Autant ce que l’on appelle pesticides sont retrouvés NATURELLEMENT jusque dans notre alimentation…..Autant dans la nature vous ne trouverez aucun exemple de travail mécanique de sol comme l’agriculture conventionnelle le pratique . Les plantes n’ont pas besoin de travail mécanique de sol pour se développer …..Mais elles ont besoin de fabriquer des produits pour leurs défenses auprès des prédateurs et des maladies

Par Josh Bloom — 7 juin 2018

Le chou contient des dizaines de pesticides fabriqués par la plante elle-même. Deux sont cancérigènes. Donc? Image : Oocités

Quand Bruce Ames parle de toxicité, il est temps d’écouter (1) . Ames est l’inventeur du très important test d’Ames pour la mutagénicité, qui mesure les dommages causés à l’ADN par un produit chimique donné. Le test d’Ames constitue un obstacle essentiel dans le monde de la recherche sur la découverte de médicaments. Même si un test Ames positif ne constitue pas une preuve de facto qu’un produit chimique sera cancérigène chez l’homme, il s’agit d’un signal d’alarme géant dans le développement de médicaments. De nombreux médicaments prometteurs ont rencontré leur fabricant simplement grâce à un test d’Ames positif.

BONNE CHANCE POUR ÉVITER LES PESTICIDES

Étant donné que les pesticides et les herbicides font régulièrement la une des journaux, dernièrement à cause de la « guerre du glyphosate », (2) j’ai pensé qu’il pourrait être intéressant d’examiner un article de synthèse qu’Ames et ses collègues ont écrit il y a près de trois décennies dans les Actes de l’Académie nationale des sciences. (PNAS) . Si vous vivez dans l’illusion que vous pouvez vous lancer dans des aliments entiers et payer trop cher pour un tas de produits biologiques sans pesticides, cet article vous détrompera de cette erreur. Si vous ne voulez pas consommer de pesticides, alors vous feriez mieux d’arrêter de manger, car vous en consommez à chaque bouchée. Il y en a beaucoup. Selon Ames :

99,99 % (en poids) des pesticides consommés par le public américain sont fabriqués par les plantes elles-mêmes comme mécanisme de défense.
Les pesticides synthétiques et naturels sont également susceptibles d’être cancérigènes.

(Il est peu probable que vous voyiez cette information publiée dans Whole Foods.)

Ames écrit (c’est moi qui souligne) :

« L’examen toxicologique des produits chimiques synthétiques tels que les pesticides et les polluants industriels, sans examen similaire des produits chimiques présents dans la nature à des fins de comparaison, a généré un déséquilibre à la fois dans les données et dans la perception des dangers potentiels pour les humains . »

Sans blague. À l’American Council, nous crions cela depuis de nombreuses années, pour ensuite être traités de « complices de l’industrie » chaque fois que nous osons qualifier un produit chimique de sûr. Non seulement nous ne sommes pas des complices (3) , mais nous avons toujours eu raison sur un point clé. La distinction entre produits chimiques « naturels » et « artificiels » n’a aucun sens – ce que beaucoup d’Américains ne connaissent pas. L’origine d’un produit chimique n’a pas d’importance. Votre corps ne peut pas dire ce qui est naturel ou synthétique – seulement les propriétés de la matière chimique.

Il est difficile de blâmer les consommateurs ; l’industrie alimentaire biologique et les charlatans d’Internet ont fait un travail magistral en créant un récit selon lequel nous sommes tous empoisonnés par d’infimes quantités de milliers de produits chimiques fabriqués par l’homme, et que le moyen d’éviter cela est d’acheter des produits dits « naturels ». produits car ils ne contiennent pas de produits chimiques. Mais le récit est complètement faux. Excellente commercialisation. Terrible science. Voyons comment Ames est parvenu à ses conclusions.

MODÈLES DE CANCÉROGÉNICITÉ DU RAT ET DE LA SOURIS – DE NOMBREUSES LIMITES

Toutes les données de cancérogénicité contenues dans l’article du PNAS proviennent de modèles de cancer chez le rat et la souris, qui sont notoirement peu fiables pour prédire les cancers humains, mais ce sont les meilleurs que nous ayons. Ames et ses collègues de l’UC Berkeley ont parcouru la littérature à la recherche d’études sur les aliments contenant des pesticides naturels connus. Les chiffres sont énormes. Par exemple, rien que dans le chou, 49 pesticides et leurs métabolites ont été détectés. Parmi ceux-ci, deux produits chimiques, l’acide chlorogénique et l’isothiocyanate d’allyle, ont provoqué des tumeurs chez le rat, mais pas chez la souris (4) . Ames estime que les Américains consomment entre 5 000 et 10 000 pesticides naturels différents.

LES CANCÉRIGÈNES SONT PARTOUT

La revue a également identifié des études dans lesquelles des pesticides d’origine végétale avaient été testés (à fortes doses) (5) pour voir s’ils provoquaient le cancer chez les rongeurs. Cinquante-deux de ces pesticides, tous couramment présents dans divers aliments, ont été évalués de cette manière ; 27 se sont révélés cancérigènes. Plus de la moitié.

« Les pesticides naturels constituent un sous-ensemble important de produits chimiques naturels. Les plantes produisent des toxines pour se protéger contre les champignons, les insectes et les prédateurs animaux. »

Bruce Ames, et. Al.

Les plantes n’existent pas pour servir les humains ; ils sont ici parce qu’ils ont survécu et se sont reproduits. Pour ce faire, ils ont développé la capacité de synthétiser des produits chimiques pour les protéger des prédateurs. Malgré les protestations constantes contre les pesticides, nous n’aurions rien à manger si les plantes ne produisaient pas celles dont elles ont besoin pour se défendre.

ET NOUS EN MANGERONS BEAUCOUP

Notre obsession idiote d’éviter d’infimes quantités de résidus de pesticides sur une pomme semble encore plus idiote lorsque nous examinons les quantités relatives de pesticides naturels et synthétiques que nous consommons. Lorsque la FDA a analysé les aliments pour détecter la présence de produits chimiques synthétiques importants (probablement présents dans l’environnement), 105 résidus chimiques différents ont été détectés dans les aliments (6) . La somme totale de ces 105 produits chimiques (combinés) a été estimée à environ 0,09 mg par personne et par jour, dont environ la moitié sont cancérigènes. En revanche, nous consommons quotidiennement environ 1,5 g (1 500 mg) de pesticides naturels.

Nous concluons également qu’aux faibles doses de la plupart des expositions humaines, les risques comparatifs des résidus de pesticides synthétiques sont insignifiants .

MAIS NOUS NE SOMMES PAS TOUS MORTS

Nous consommons régulièrement des milliers de pesticides, la plupart fabriqués par les plantes, et une quantité bien moindre de résidus de pesticides appliqués sur les cultures. Et pourtant, nous sommes toujours là. La raison est évidente, et c’est la même raison pour laquelle il n’y a pas de quoi s’inquiéter des infimes quantités de croque-mitaines environnementaux omniprésents comme le BPA, les phtalates et les parabènes : la dose. Les produits chimiques cancérigènes, qu’ils soient d’origine végétale ou synthétiques, sont traités par le foie et excrétés. C’est le travail du foie, et il le fait très bien. Sinon, il n’y aurait pas besoin de pesticides de synthèse car le chou nous aurait déjà planté en terre.

REMARQUES:

(1) Bruce Ames, l’un des fondateurs de l’American Council, n’a pas remporté le prix Nobel pour son invention. Cela me laisse perplexe.

(2) Même si cela n’a rien de drôle, il y a eu beaucoup d’affaires amusantes concernant le glyphosate ces derniers temps, y compris des fraudes. En parlant de fraude, voyez le démantèlement brutal de la corruption du CIRC par mon collègue Alex Berezow . Le Dr Berezow a également écrit ici sur les pesticides à base de plantes .

(3) Des compères ? À peine. À l’ACSH, nous gardons un mur entre la science et la collecte de fonds pour éviter ne serait-ce que l’apparence d’un conflit d’intérêts. À l’heure actuelle, c’est un mur inutile. On m’a dit que 97 % de notre financement provenait de donateurs individuels. Je ne sais pas d’où viennent les 3% restants.

(4) Le statut réglementaire actuel de l’isothiocyanate d’allyle n’est pas cohérent avec les conclusions d’Ames. Le produit chimique n’apparaît pas sur la liste de la proposition 65 de Californie et fait partie du groupe 3 du CIRC – non classifiable quant à sa cancérogénicité pour l’homme.

(4) Cet écart est expliqué par le Programme national de toxicologie car les souris ne reçoivent pas la dose maximale tolérée des deux produits chimiques alors que les rats la reçoivent.

(5) Je ne plaisante pas sur les fortes doses. Environ la moitié de ces tests ont été réalisés à la dose maximale tolérée (DMT) – la dose à laquelle les animaux commencent à mourir si elle est dépassée. On ne sait pas si cela a à voir avec le fait que les humains consomment de petites quantités de ce produit chimique – une autre limite des tests de cancérogénicité sur les rongeurs.

(6) Conseil national de recherches, Conseil de l’agriculture (1987) Réglementation des pesticides dans les aliments (National Academy Press, Washington, DC).

https://www.acsh.org/news/2018/06/07/9999-pesticides-we-eat-are-made-plants-12962

20 mars 20245 mai 2025

PHOTOSYNTHÈSE

A mon humble avis, le seul truc qui peut avoir l’ambition de résoudre un panel assez large de problématiques actuelles de cette planète, s’appelle la PHOTOSYNTHÈSE , la photosynthèse qui fait la force de la Nature est la fonction inimitable ( à énergie gratuite) qui enclenche tous les processus qui intéressent toute la vie sur cette Terre …..On ne parle pas assez de cette photosynthèse ….On l’a plutôt sacrement mise à mal depuis quelques temps …..On doit peut-être remettre « de la photosynthèse dans les cerveaux »

Si l’homme était si intelligent, au lieu d’avoir une planète avec un climat détraqué, on devrait avoir un paradis naturel en évolution constante……Uniquement si on avait un peu compris la Nature ….au lieu de la détruire , il faut la développer , la booster, et ce qui est terrible , c’est qu’elle peut le faire seule, il suffit de la laisser tranquille …..Elle sait ce qu’elle doit faire faire pour être performante …..Elle faisait ça tranquille depuis très, très longtemps……La Nature est d’une puissance magnifique

https://planet-vie.ens.fr/thematiques/manipulations-en-svt/la-photosynthese-generalites

ARTICLE

La photosynthèse : généralités

Publié le 01.03.04

Par Roger Prat, François Moreau

NOSW, Pixabay

Lecture zen

Article présentant les différentes étapes de la photosynthèse et des expériences réalisables en classe permettant de montrer le déroulement de celle-ci.
Analyse de résultats expérimentaux et de démonstrations célèbres : expériences d’Emerson, d’Engelman, de Ruben et Kamen…

1. Introduction

Les végétaux, organismes photoautotrophes, sont capables d’utiliser l’énergie lumineuse pour réaliser la synthèse de molécules organiques, à partir de composés minéraux. L’ensemble de ces réactions est regroupé sous le terme de photosynthèse.
La photosynthèse est réalisée par des organismes autotrophes au carbone, grâce à des pigments particuliers, et peut être découpée en deux groupes de réactions.

Le dossier aborde de manière succincte ces généralités sur la photosynthèse. Il s’agit essentiellement d’une version « abrégée » de l’ensemble de documents présents sur le site Biologie et Multimédia qui reprennent l’essentiel du module « Biologie et Physiologie végétales » de 2^e année de l’Université Paris VI. Ce dossier « abrégé » reste donc bien évidemment incomplet. À tout moment, il est possible d’accéder aux documents complets, par les liens signalés.

2. Les organismes autotrophes au carbone

2.1. Autotrophie et hétérotrophie

Les êtres vivants sont composés d’eau et de sels minéraux, ainsi que de substances organiques. Ces dernières comportent glucides, lipides, protéines, acides nucléiques, etc. Or les composés organiques sont continuellement renouvelés (par dégradation et synthèse). Ce fonctionnement des êtres vivants nécessite des échanges constants de matière et d’énergie avec le milieu extérieur.

On peut ainsi distinguer différents types d’organismes en fonction de leurs besoins et de la source d’énergie utilisée.

Les organismes hétérotrophes : ils sont incapables d’effectuer eux-mêmes les synthèses de leurs constituants à partir d’élément minéraux. Ils sont en général chimiotrophes, c’est-à-dire utilisant comme source d’énergie l’énergie chimique récupérée au cours de l’oxydation des composés organiques réduits présents dans leur alimentation.
Les organismes autotrophes : ils sont capables d’utiliser des éléments inorganiques pour synthétiser leurs propres constituants organiques. Ils sont en général phototrophes, c’est-à-dire capables d’utiliser l’énergie lumineuse et de convertir cette énergie en étapes chimiques.

Voir sur le site BMédia : Chez les procaryotes, on peut trouver en fait des types trophiques bien plus complexes…

2.2. Organismes hétérotrophes et chimiotrophes

Il s’agit des animaux, des champignons, et de certains procaryotes (la bactérie E. coli par exemple). Ces organismes utilisent des substances organiques à la fois comme source d’énergie et comme source de pouvoir réducteur.

Figure 1 – Schéma général du métabolisme d’une cellule hétérotrophe / chimiotropheLes intermédiaires sont : 1 = ATP, intermédiaire énergétique ; 2 = NADH ou NADPH, coenzymes d’oxydo-réduction ; 3 = molécules du métabolisme intermédiaire (pyruvate, malate, acétylCoA, etc.).Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : Exemples d’organismes hétérotrophes / chimiotrophes.

2.3. Organismes autotrophes et phototrophes

Il s’agit des végétaux chlorophylliens et de certains procaryotes. Ces organismes utilisent la lumière comme source d’énergie et l’eau comme pouvoir réducteur.

Figure 2 – Schéma général du métabolisme d’une cellule autotrophe / phototropheLes intermédiaires sont : 1 = ATP, intermédiaire énergétique ; 2 = NADH ou NADPH, coenzymes d’oxydo-réduction ; 3 = molécules du métabolisme intermédiaire (pyruvate, malate, acétylCoA, etc.).Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Toutefois, le fait qu’un organisme est autotrophe n’implique pas que toutes ses cellules soient autotrophes. Ainsi, si l’on prend l’exemple des trachéophytes (plantes vascularisées, ce qui inclus les plantes à fleurs), on peut noter que dans leur cas l’appareil aérien est autotrophe, mais que l’appareil racinaire est lui hétérotrophe (de même que l’embryon et la plantule).

Voir sur le site BMédia : Exemples d’organismes autotrophes / phototrophes et classification sommaire

2.4. Cycles de l’oxygène et du carbone

Figure 3 – Cycle du carbone et cycle de l’oxygèneLa photosynthèse des végétaux chlorophylliens est responsable de la fixation et de la réduction de CO₂, ainsi que de la libération d’O₂.
À l’inverse, la fonction respiratoire des organes et organismes non chlorophylliens est responsable de l’oxydation des composés organiques (consommation d’O₂, libération de CO₂).
Il en résulte un cycle pour le carbone et un cycle pour l’oxygène qui sont antiparallèles.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : Le fonctionnement de ces cycles est lié à des flux d’énergie entre les organismes

3. Localisation de la photosynthèse

Chez les plantes terrestres (Embryophytes, anciennement appelées cormophytes), la photosynthèse se réalise dans les chloroplastes des parenchymes chlorophylliens des organes chlorophylliens. Ces organes sont les feuilles, plus rarement les tiges. Chez les algues, les cellules chlorophylliennes sont localisées dans l’ensemble du thalle.

Nous nous limitons ici à l’exemple des Angiospermes. Une étude expérimentale (par exemple basée sur la présence d’amidon, stocké temporairement lors de la photosynthèse) permet de mettre en évidence la localisation de la photosynthèse, aussi bien au niveau de l’organisme dans son entier qu’au sein de la cellule elle-même (voir à ce sujet le document sur cette mise en évidence expérimentale)

3.1. Localisation au sein des feuilles

Chez les Angiospermes, la photosynthèse est essentiellement localisée au niveau de la feuille. Cet organe aplati, en relation étroite avec la tige, possède une morphologie lui permettant de présenter une grande surface vis-à-vis de l’environnement.

Voir sur le site BMédia : Exemple d’une feuille : le lierre

Figure 4 – Structure schématique d’une feuille d’Angiosperme dicotylédoneLa nervure médiane, très en relief comme chez beaucoup de dicotylédones, contient principalement des tissus conducteurs de la sève brute (xylème) et de la sève élaborée (phloème). Ces tissus sont protégés par des tissus de soutien.
De part et d’autre de cette nervure, le limbe est formé par du parenchyme palissadique (face supérieure) et du parenchyme lacuneux (face inférieure).
La feuille est protégée des pertes d’eau par deux épidermes, recouverts d’une cuticule imperméable.
Les échanges de gaz sont assurés par les stomates.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

La plupart des feuilles d’Angiospermes dicotylédones présente un parenchyme chlorophyllien palissadique à la face supérieure : c’est à son niveau que se déroule la photosynthèse. Ce tissu est en relation aussi bien avec l’extérieur (par les stomates) qu’avec l’intérieur de la plante (par les tissus conducteurs des nervures).

Voir sur le site BMédia : La feuille des Angiospermes Monocotylédone ne présente souvent qu’un seul type de parenchyme et Présentation plus complète de la structure de la feuille.

3.2. Localisation au sein des cellules

Au sein des cellules chlorophylliennes, la photosynthèse se déroule dans les chloroplastes. Ces organites de grande taille (environ 10 micromètres de long) possèdent une enveloppe composée d’une double membrane, et un système endomembranaire formant des saccules : les thylakoïdes. La conversion de l’énergie lumineuse en énergie de liaison chimique et en pouvoir réducteur se réalise au niveau des membranes des thylakoïdes. La réduction du carbone inorganique (CO₂) en carbone organique a lieu dans le stroma du chloroplaste. Cette matière organique synthétisée peut être stockée temporairement sous la forme de grains d’amidon.

Figure 5 – Photographies d’une cellule chlorophyllienne (d’élodée du Canada) et d’un chloroplasteDans la cellule végétale, les chloroplastes sont disposés dans le cytoplasme périphérique de la vacuole. Voir le document complet pour un schéma explicatif.
Le chloroplaste est observé au microscope électronique à transmission. On note deux types de thylakoïdes : les thylakoïdes granaires qui s’assemblent en « piles » de saccules (les grana), et les thylakoïdes intergranaires.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : Schéma du chloroplaste, et voir aussi le document sur le chloroplaste

3.3. Isolement de chloroplastes

Les chloroplastes peuvent être observés dans les conditions naturelles (« in situ »). Mais il est parfois nécessaire de les isoler, afin de réaliser une étude plus précise de leur nature et de leur fonctionnement. Pour cela, on procède à l’éclatement des cellules végétales, puis à l’isolement et à la purification des chloroplastes intacts par plusieurs centrifugations successives.

Voir sur le site BMédia : Isolement des chloroplastes : protocoles de laboratoire et photographies

4. Équation globale de la photosynthèse

Diverses expériences permettent d’aboutir à une équation globale, résumant les mécanismes de la photosynthèse. Nous revenons ici sur quelques expériences permettant d’en démontrer les différents éléments, et donc de construire progressivement cette équation.

Plus de propositions d’expériences sont disponibles dans le dossier Expériences sur la photosynthèse.

4.1. Production de dioxygène, utilisation de dioxyde de carbone

On peut tout d’abord chercher si certains échanges gazeux se réalisent chez les plantes chlorophylliennes, en présence de lumière. On utilisera pour cela une plante aquatique, l’élodée du Canada, et comme source de CO₂, de l’hydrogénocarbonate de sodium. Celui-ci, soluble dans l’eau est absorbé par la plante et converti en CO₂ grâce à une anhydrase carbonique selon la réaction :

Equation bilan de la réaction catalysée par l'anhydrase carbonique HCO3- + H+ donne CO2 + H2O

Figure 6 – Expérience de dégagement de dioxygène par une élodée à la lumièreLes trois expériences sont réalisées dans : **(a)** de l’eau distillée ; **(b)** de l’eau du robinet ; **(c)** de l’eau additionnée d’hydrogénocarbonate à 1 %.
C’est en **(c)** que la production d’oxygène est la plus importante.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Figure 7 – Équation bilan de la photosynthèse : équation (1)L’expérience précédente montre qu’à la lumière, une plante verte produit de l’O₂ si du CO₂ lui est fourni.
Cette constatation n’implique aucune relation chimique entre le CO₂ et l’O_2.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : On peut obtenir des conclusions plus quantitatives en utilisant une électrode à oxygène (ExAO)

Ces expériences permettent donc de démontrer qu’en présence de lumière, les végétaux chlorophylliens consomment du CO₂ et libèrent du O₂. Toutefois, ces expériences seules ne nous permettent pas d’expliquer ce que permettent ces échanges gazeux pour la plante.

4.2. Production de glucides

Dans un deuxième temps, on recherche si l’exposition à la lumière a des conséquences sur la matière organique (et plus particulièrement glucidique) présente au sein du végétal. Des expériences utilisant des isotopes radioactifs démontrent ainsi que l’énergie lumineuse permet, indirectement, la synthèse de glucides simples.

Toutefois, il est difficile de caractériser ces glucides simples produits par la photosynthèse dans des expériences utilisant du matériel simple. Il est possible par contre de caractériser l’amidon (un polymère de glucose mis en réserve lorsque la photosynthèse est très active). Cette caractérisation se réalise avec le lugol, un réactif spécifique de l’amidon.

On peut ainsi observer la présence d’amidon au sein des chloroplastes de cellules de feuille d’élodée mises à la lumière.

Figure 8 – Observation d’une feuille d’élodée exposée à la lumièreUne feuille d’élodée est placée dans une eau enrichie en hydrogénocarbonate et éclairée plusieurs heures.
A gauche : cellules observées sans coloration, chloroplastes naturellement verts.
A droite : après traitement par le lugol, des grains d’amidon de couleur sombre sont visibles dans les chloroplastes.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : On peut réaliser une expérience similaire à l’échelle de la feuille du pélargonium

On peut donc déduire de ces expériences qu’une plante éclairée fabrique des glucides (CH₂O)_n dans ses chloroplastes à partir du CO₂ du milieu.

Figure 9 – Équation bilan déduite de ces expériences : équation (2)Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

On obtient ainsi l’équation bilan de la photosynthèse. Afin d’obtenir un équilibre chimique de cette réaction, on rajoute H₂O, mais sans que les expériences présentées ici aient permis de démontrer son utilisation réelle.

Figure 10 – Équation bilan de la photosynthèse : équation (3)Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

4.3. Remarque : origine de l’O₂

Des études plus précises peuvent être réalisées, afin de mieux comprendre les relations entre les atomes des molécules figurées dans cette équation bilan. Si le devenir du carbone du CO₂ ne pose pas de problème (il est incorporé dans les glucides synthétisés), l’origine de l’oxygène de l’O₂ pourrait se trouver soit au niveau du CO₂, soit au niveau de l’eau H₂O. En réalité, il apparaît que c’est l’oxygène de l’eau qui est libéré, au cours d’une réaction d’oxydo-réduction. Ceci permet de préciser alors l’équation bilan de la photosynthèse.

Voir sur le site BMédia : Origine de l’O₂ et implications pour l’équation bilan de la photosynthèse

5. Les pigments photosynthétiques

La réalisation de la photosynthèse par les chloroplastes des végétaux met en jeu un ensemble de molécules particulières, nommées pigments photosynthétiques. Le terme de « pigment » correspond au fait que ces molécules sont colorées, de part leur capacité à capter certaines radiations lumineuses. Ces pigments sont de trois types :

les chlorophylles, présentes chez tous les végétaux autotrophes au carbone ;
les caroténoïdes, présents chez tous les végétaux autotrophes au carbone ;
les phycobilines, présentes exclusivement chez les algues et les cyanobactéries.

On peut assez facilement extraire et séparer ces différents pigments.

Voir sur le site BMédia : Extraction et séparation des pigments photosynthétiques

5.1. Structure des pigments

Les chlorophylles sont constituées d’un noyau tétrapyrrolique avec un magnésium en son centre, et estérifié avec un alcool à très longue chaîne en C20 (le phytol). Dans la membrane des thylakoïdes, les chlorophylles sont associées à des protéines et forment des complexes protéines – pigments.

Figure 11 – Formules des chlorophylles a et bLes chlorophylles diffèrent par les substituants des groupements pyrroles. Le phytol n’est pas détaillé ici.
Légende : **I, II, III, IV** = groupements pyrroles et V = cycle supplémentaire.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Télécharger le fichier PDB de la chlorophylle a pour une visualisation avec rasmol / rastop : chloa.pdb

Les caroténoïdes sont des molécules constituées de 40 carbones, avec deux extrémités cyclisées reliées par une longue chaîne de 8 unités isoprènes.

Figure 12 – Formule de deux caroténoïdesLe β-carotène est un exemple de carotène, et la lutéine un exemple de xanthophylle. À droite est représentée une unité isoprène.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Télécharger le fichier PDB du βcarotène pour une visualisation avec rasmol / rastop : bcarotene.pdb

Les phycobilines sont composées d’un noyau tétrapyrrolique ouvert, associé à une protéine. On les trouve au sein des photosystèmes de certaines algues, et de bactéries photosynthétiques telles que les cyanobactéries.

Figure 13 – Formule d’une phycobilineL’exemple présenté ici est la phycocyanobiline, représentée sans la protéine qui l’accompagne normalement.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Télécharger le fichier PDB de la phycocyanobiline pour une visualisation avec rasmol / rastop : phycocyanobiline.pdb

5.2. Spectres d’absorption

Les chlorophylles et les caroténoïdes absorbent certaines radiations dites actives pour la photosynthèse, dans la gamme de longueurs d’onde visibles comprises entre 500 et 700 nm.

À partir d’une solution de pigments, on peut donc mesurer les caractéristiques d’absorption de la lumière en réalisant un spectre d’absorption à l’aide d’un spectrophotomètre UV-visible classique, qui permet de mesurer l’absorption (A) en fonction de la longueur d’onde (l).

Figure 14 – Spectre d’absorption des pigments bruts extraits à partir d’une feuilleA : spectre lumineux en absence de pigments.
B : spectre lumineux en présence de pigments.
On note que l’absorption maximale se réalise dans le bleu et dans le rouge.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Un tel spectre global ne permet pas de reconnaître la part qui revient à chaque pigment. Pour cela, il faut travailler sur des solutions de pigments séparés et purifiés.

Figure 15 – Spectres d’absorption des chlorophylles, du carotène et de la fucoxanthineA gauche : spectres d’absorption des chlorophylles a et b.
A droite : spectres d’absorption du bêta-carotène et de la fucoxanthineAuteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : distribution spectrale de l’énergie lumineuse

5.3. Comportement des chlorophylles à la lumière

Les chlorophylles sont des pigments. De ce fait, ces molécules (comme les autres pigments photosynthétiques) peuvent être excitées par les radiations lumineuses. Cette excitation est due à la présence de liaisons conjuguées (et donc d’électrons délocalisés) : l’arrivée d’un photon fait passer un électron délocalisé d’un état fondamental (non excité) à un état excité. Chez la chlorophylle, il existe deux états excités : un état supérieur (Sa) et un état inférieur (Sb), selon l’énergie du photon excitateur.

La chlorophylle, une fois excitée, retourne à son état fondamental, plus stable thermodynamiquement. Ceci peut se faire de plusieurs manières, et en particulier en :

émettant de la lumière (c’est la fluorescence constatée dans une solution de chlorophylle) ;
transférant son énergie à une molécule très proche (c’est la résonance, qui permet aux pigments de l’antenne collectrice des photosystèmes de transférer l’énergie lumineuse de molécule en molécule jusqu’à une chlorophylle piège) ;
perdant un électron (c’est la photochimie, qui permet à la molécule de chlorophylle piège du photosystème de réduire un accepteur d’électron, et ainsi de permettre la réalisation de la chaîne photosynthétique).

Voir sur le site BMédia : Précisions et importance des deux états d’excitation

Figure 16 – Excitation et retour à l’état fondamental d’une molécule de chlorophylle par fluorescence, résonance ou photochimie

Gilles Furelaud

5.4. Spectre d’action – expérience d’Engelman

Les spectres d’absorption des pigments sont uniquement liés à leur capacité à capter des photons de certaines longueurs d’onde. Le spectre d’action consiste à quantifier l’activité que l’on cherche à corréler à ces pigments (ici l’activité photosynthétique), en fonction des longueurs d’onde incidentes. Les spectres d’action ainsi réalisés suivent globalement les spectres d’absorption des végétaux chlorophylliens, ce qui confirme que c’est bien cette capacité à capter les photons qui permet la réalisation de la photosynthèse.

Voir sur le site BMédia : Spectres d’action et d’absoprtion, rendement quantique

Plusieurs approches expérimentales permettent de déterminer ce spectre d’action. Une expérience simple et bien connue est celle réalisée par Engelman.

Figure 17 – L’expérience d’Engelman

Gilles Furelaud

6. Influence des conditions du milieu

La photosynthèse est influencée par les facteurs de l’environnement : la lumière (source d’énergie), le CO₂ (source de carbone) et la température (qui affecte l’ensemble des réactions biochimiques).

La photosynthèse est un processus complexe qui fait intervenir de nombreuses étapes qui sont affectées de manière différente par les facteurs de l’environnement. De ce fait, les facteurs externes agissent indépendamment les uns des autres et le phénomène global obéit à la loi dite des « facteurs limitants » que l’on peut énoncer de la façon suivante : lorsqu’un processus est contrôlé par plusieurs facteurs agissant indépendamment, son intensité est limitée par le facteur qui présente la valeur minimum. Le facteur est alors limitant et la vitesse du processus est proportionnelle à la valeur de ce facteur.

6.1. Mesure de la photosynthèse

Pour pouvoir étudier les facteurs externes influant sur la photosynthèse, encore faut-il être capable de mesurer celle-ci. Dans cette optique, un certain nombre de paramètres peuvent être pris en compte, et en particulier l’incorporation du carbone dans les molécules organiques, l’évolution de la concentration en CO₂, ou encore l’évolution de la concentration en oxygène.

Une solution simple et quantitative est l’utilisation d’une électrode à oxygène pour mesurer l’évolution de la concentration en oxygène. Ainsi, on observe à la lumière un dégagement d’oxygène. La mesure de ce dégagement correspond à la photosynthèse nette (Pn). En effet, la plante, dans le même temps, réalise la respiration cellulaire, et consomme ainsi de l’oxygène, ce qui fausse cette mesure… La solution est alors de mesurer la consommation d’oxygène à l’obscurité, qui correspond à la respiration (Ro). On obtient alors la valeur de la photosynthèse brute (Pb) par la formule suivante : Pb = Pn – Ro

Figure 18 – Évolution de la concentration en dioxygène à l’obscurité et à la lumière lors de la photosynthèsePb = Pn – RoPb = photosynthèse brute ; Pn = photosynthèse nette ; Ro = respirationAuteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : explication des paramètres de mesure ; les différentes techniques de mesure ; détails sur l’électrode à oxygène…

6.2. Influence de la lumière

La photosynthèse se réalise en présence de lumière. Il est possible de quantifier ce phénomène, en éclairant des plantes avec une source lumineuse permettant de réaliser une gamme d’intensités (flux de photons) déterminées.

Figure 19 – Influence de l’éclairement sur la photosynthèse netteAuteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

On obtient ainsi des courbes biphasiques, permettant de déterminer plusieurs paramètres :

L’éclairement saturant ou optimal (I_S) : c’est l’éclairement pour lequel la courbe atteint un plateau. Au-delà, la capacité d’absorption des photons dépasse la capacité de leur utilisation. Les réactions d’assimilation du CO₂ deviennent limitantes et la photosynthèse présente une intensité maximale.
Le point de compensation pour la lumière (I_C) : c’est la valeur de l’éclairement pour laquelle la photosynthèse nette est nulle ; la photosynthèse compense juste la respiration.
Le rendement de l’absorption des photons (ou rendement quantique foliaire Phi Ф) c’est la pente (coefficient directeur) de la partie linéaire initiale de la courbe. Dans cette gamme d’éclairement, la lumière est limitante.

Il est aussi possible d’étudier l’influence qualitative de la lumière, en réalisant le spectre d’action de la lumière sur le végétal étudié. On peut ainsi s’apercevoir que toutes les radiations lumineuses ne sont pas aussi efficaces pour la photosynthèse.

Voir sur le site BMédia : Étude du spectre d’action, détermination du rendement quantique en fonction de la longueur d’onde

6.3. Comparaison de la photosynthèse de plantes de lumière et de plantes d’ombre

Figure 20 – Courbes de saturation de la photosynthèse en fonction de la densité du flux de photons chez une plante de lumière et une plante d’ombreLes autres facteurs (concentration en CO₂ atmosphérique, température 25 °C) sont maintenus constants.
**I_C** : intensité de compensation ; **I_S** : intensité saturante ; Ф : rendement quantique foliaire.
En **bleu** : plantes d’ombre ; en **rouge** : plantes de lumière.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Quand on compare le comportement de ces deux types de plantes on constate que :

I_CO (ombre) est inférieure à I_CL (lumière) ;
Ф_O (ombre) est supérieur à Ф_L (lumière) ;
I_SO (ombre) est inférieure à I_SL (lumière).

En d’autres termes, les plantes d’ombre présentent une intensité photosynthétique optimale et une intensité de compensation plus faible, mais une efficacité dans l’absorption des photons plus élevée (plantes des sous-bois). Inversement, les plantes de lumière sont moins efficaces dans la capture des photons, mais elles fixent davantage de CO₂ (ex : plantes cultivées).

6.4. Influence de la concentration en CO₂

Les plantes aériennes assimilent le CO₂ atmosphérique (0,035 % de CO₂) tandis que les plantes aquatiques absorbent soit le CO₂ dissous (concentration faible : environ 10 µM à pH 7), soit les ions bicarbonate HCO₃^– (concentrations élevées : de l’ordre du mM, mais variable en fonction du pH), qui sont ensuite convertis en CO₂ grâce à la réaction catalysée par l’anhydrase carbonique.
La quantité de CO₂ disponible est limitante dans des conditions d’éclairement moyen. Par conséquent, une augmentation de la photosynthèse est observée lorsqu’on augmente la concentration de CO₂.

Figure 21 – Influence de la concentration en CO₂ de l’air sur la consommation en CO₂ d’une plante verteLa courbe présente une première partie pseudo-linéaire pour laquelle le CO₂ est limitant, et une seconde partie qui correspond à un plateau pour lequel l’éclairement est devenu limitant et la photosynthèse maximale, dans ces conditions.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : Effets conjugués de la teneur en CO₂ et de l’éclairement

6.5. Influence de la température

L’optimum de température des plantes varie en fonction de leur origine. Ainsi, les plantes des régions tempérées ont un maximum qui se situe entre 15 °C et 25 °C, avec une limite de tolérance au froid vers – 2 °C à 0 °C et de tolérance au chaud vers 40 °C à 50 °C.
Pour une plante donnée, on observe des modifications du point de compensation (I_C) et du point de début de saturation (I_S), mais sans modification du rendement Ф. Ceci montre que les réactions photochimiques sont peu ou pas sensibles à la température, au contraire des réactions biochimiques.

Voir sur le site BMédia : L’influence de la température. Courbes de photosynthèse nette d’une plante à 15 °C et à 25 °C

7. Deux groupes de réactions

Plusieurs types d’expériences ont montré que la photosynthèse pouvait être découpée en deux groupes de réactions de significations différentes, mais couplées entre elles et nécessitant des intermédiaires.

7.1. Origine de l’oxygène (Ruben et Kamen, 1938)

L’équation bilan de la photosynthèse montre un dégagement de dioxygène.

Figure 22 – Equation bilan de la photosynthèseAuteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

La question se pose de savoir d’où provient ce dioxygène. On peut en effet émettre deux hypothèses : soit cet oxygène provient du CO₂, soit il provient de l’eau H₂O. Afin de trancher entre ces deux possibilités, Ruben et Kamen ont utilisé un isotope lourd de l’oxygène (¹⁸O) à la place de l’oxygène habituel (¹⁶O) et ils ont marqué ainsi diverses molécules (H₂O, CO₂). Lorsque de l’eau est marquée par le ¹⁸O (H₂¹⁸O), le dioxygène produit par la photosynthèse devient marqué ; ce n’est pas le cas lorsque le CO₂ est marqué par le ¹⁸O. Ils en déduisent que c’est l’eau (H₂O) qui est à l’origine du dioxygène produit. Pour former une molécule de dioxygène, il faut donc 2 molécules d’eau.

Ces résultats montrent que l’on peut décomposer la réaction photosynthétique en deux groupes de réactions :

Figure 23 – Équation bilan des deux groupes de réaction de la photosynthèse phase claire et phase sombreCes deux réactions (oxydation de l’eau et réduction du dioxyde de carbone) sont couplées dans un ensemble complexe de réactions d’oxydoréduction faisant intervenir des transporteurs de protons (H⁺) et d’électrons (e^–).Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : Réactions d’oxydoréductions entre les couples H₂O/O₂ et CO₂/(CH₂O)

7.2. Existence de deux types de réactions (Emerson et Arnold, 1932)

Diverses expériences d’incorporation de CO₂ par des chlorelles (algues unicellulaires) ont permis de mettre en évidence que l’ensemble des réactions composant la photosynthèse peut être décomposé en deux groupes :

des réactions mettant directement en jeu la lumière – on parle de phase photochimique de la photosynthèse ;
des réactions plus lentes, sans utilisation directe de la lumière – on parle de phase biochimique de la photosynthèse.

Figure 24 – Réactions photochimiques et biochimiques de la photosynthèseAuteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Voir sur le site BMédia : Démonstration de l’existence de deux types de réactions

7.3. La libération d’O₂ nécessite un accepteur d’électron (Hill, 1937)

Hill utilise une suspension de chloroplastes isolés dans un tampon sans CO₂. Il mesure les variations de dioxygène à l’aide d’une électrode à oxygène. Il ajoute à la préparation un accepteur artificiel d’électrons, le ferricyanure de potassium, Fe³⁺(CN^–)₆K₃ (réactif de Hill) et travaille en lumière continue.

Figure 25 – Nécessité d’un absorbeur d’électron pour la photosynthèseEn absence de CO₂, les chloroplastes sont capables de libérer du dioxygène, à condition qu’un accepteur d’électron (Fe³⁺) soit présent dans le milieu.Auteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

Le réactif de Hill se comporte comme un accepteur d’électron :

Fe³⁺ + e^– → Fe²⁺

Dans les conditions naturelles de la photosynthèse, ce rôle d’accepteur d’électron est rempli par le couple NADP⁺/NADPH :

NADP⁺ + 2e ^– + 2H⁺ → NADPH + H⁺

Le couple NADP⁺/NADPH joue ainsi le rôle d’intermédiaire entre l’oxydation de l’eau et la réduction du CO₂.
De plus, l’ATP sert aussi d’intermédiaire énergétique : de l’ATP est formé en conséquence du fonctionnement de la chaîne photosynthétique, et est ensuite utilisé lors de la formation des composés carbonés.

7.4. Schéma bilan

Figure 26 – Représentation schématique statique de la séparation de la photosynthèse en deux groupes de réactionAuteur(s)/Autrice(s) : Roger Prat, François MoreauLicence : Pas de licence spécifique (droits par défaut)

13 mars 202413 mars 2024

Soyez la voix des sols ….!!

Chantez les sols …..!!!

La plupart d’entre nous sont familiarisée aux mots et aux concepts tels que changement climatique, emissions de dioxyde de carbone, pollution de l’air et pénurie d’eau, mais nous sommes très peu à avoir porté notre attention sur les sols. Pendant des millénaires, la vie sur terre a été soutenue par une mince couche de sols fertiles sur la croûte terrestre.

Mais…
Que sont les sols et que font-il exactement ?

12 mars 2024

GIEE Magellan

https://www.verdeterreprod.fr/wp-content/uploads/2019/05/Semis-direct-Magellan-2019.pdf

11 mars 2024

Cultures de couverture…..en SCV

« Si vous regardez les écosystèmes naturels, vous verrez que la Terre, préfère être toujours couverte. » » Au cours du siècle dernier, la plupart des agriculteurs ont appris à cultiver le sol après la récolte et à laisser le sol sec et nu, c’était exposé comme la meilleure pratique… il fallait labourer une ou plusieurs fois pour maîtriser les mauvaises herbes avant de planter la prochaine culture de production.

Ce n’est pas une bonne idée.

Lorsque cette pratique a été introduite à l’origine, nous ne comprenions pas vraiment le fonctionnement de la biologie du sol. Gain à court terme pour une douleur à long terme…. Whoa !! Aujourd’hui, nous avons atteint un point de basculement. Les agriculteurs de tout le pays commencent à récolter les bénéfices de la couverture de terre supérieure. Une pratique inspirée par mère nature.

🌱 La culture de couverture est une pratique agricole réalisée dans le but de maintenir le sol couvert avant, pendant et/ou après la récolte de la culture commerciale. Le point le plus important de la culture du couvert est de garder une racine vivante dans le sol. À travers l’incroyable processus de photosynthèse, les plantes excrètent les glucides sous forme de sucres dans le sol, alimentant la microbiologie en échange de nutriments et d’eau. Cette microbiologie – littéralement des milliards de germes dans une cuillère à café de terre saine fait des choses incroyables :

🌱 Produit des colles comme de la glomaline pour aider à créer des agrégats de sol qui empêchent l’érosion et des enzymes et des acides secrets pour décomposer les minéraux du sol et du sous-sol.

🌱 Évitez l’érosion causée par le vent et la pluie. Les plantes ralentissent , amortissent l’impact de chute d’une goutte de pluie. Cela permet à l’eau de pénétrer doucement dans le sol, au lieu d’enlever la couche vitale de surface du sol sans perturbation.

🌱 Et comme vous avez un collecteur solaire vivant et permanent au-dessus du sol, vous protégez aussi le sol, la vie du sol, ce qui empêche la température du sol de devenir trop importante et cuire toute la biologie du sol , cet isolant naturel réduit et ralenti fortement l’évaporation.

✔ Enfin, une culture de couverture peut aussi aider à accumuler la matière organique dans le sol , c’est une action intéressante de stockage de Carbone dans le sol ..

10 mars 2024

Prévoir le climat ….Pour prévoir la vie sur la Terre….

Une vision tunnel !

Au sein d’une partie de la communauté scientifique, des climatologues et des activistes de l’environnement, une nouvelle inquiétude grandit. Plusieurs d’entre eux alertent sur un mal bien trop répandu chez la plupart de ceux qui défendent le climat et tentent de lutter contre le réchauffement climatique : la carbon tunnel vision ! Il s’agit d’une tendance généralisée à se concentrer uniquement sur la réduction des gaz à effet de serre, en particulier du dioxyde de carbone, en omettant complètement le fait qu’œuvrer pour le climat ne dépend pas que d’un seul facteur.

La carbon tunnel vision est un terme défini par le Dr Jan Konietzko, professeur en économie circulaire et durable et régénération à l’Université de Maastricht aux Pays-Bas. Les défenseurs du climat n’ont bien souvent qu’un seul paramètre dans leurs préoccupations, et occultent le reste des causes, et donc des solutions. Ce sont au total une vingtaine de causes et d’axes de travail qui doivent être prises en compte dans la lutte contre le réchauffement climatique.

Préserver et restaurer le monde vivant est une nécessité pour lutter contre le réchauffement climatique

Comme toutes les catastrophes majeures, la crise climatique n’est pas liée qu’à une seule cause, mais à une multitude de facteurs. Avouons-le, certains sont « tendance » et font régulièrement la Une des actualités, alors que d’autres n’intéressent personne ou presque. Il est de bon ton d’œuvrer pour la limitation des gaz à effet de serre liée au secteur des transports, le principal émetteur dans le monde, ou encore d’inciter les entreprises à faire des efforts sur leurs émissions de carbone. Mais le système climatique dépend aussi de la nature qui nous entoure :

“L’importance de la biodiversité commence à peine à faire surface dans les consciences, comme dans les médias, et est encore bien loin de concerner les politiques”

La faune et la flore ont bien sûr le droit d’exister pour elles-mêmes, mais le monde vivant est indissociable de la lutte contre le changement climatique. Il est impensable de vouloir réduire les émissions de gaz à effet de serre responsables du réchauffement climatique sans faire de la protection de la biodiversité une priorité. Le végétal (arbres, prairies, parmi lesquelles les tristement nommées « mauvaises herbes ») permet de séquestrer le dioxyde de carbone dans le sol. Mais pour espérer avoir une végétation et un sol en bonne santé, il faut préserver la faune : insectes pollinisateurs bien-sûr, oiseaux, mais aussi mammifères, permettent, par leurs actions, de favoriser le développement des plantes. Voilà pourquoi des organismes comme l’ONU militent pour le développement massif des solutions fondées sur la nature, qui permettent de limiter le réchauffement climatique et d’atténuer l’impact des catastrophes météo.

LA PROTECTION DU MONDE ANIMAL ET VÉGÉTAL DEVRAIT ÊTRE UNE PRIORITÉ DANS LA LUTTE CONTRE LE RÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE.

La déforestation a fait beaucoup parler d’elle il y a quelques dizaines d’années, mais a dorénavant été relayée au second plan, si ce n’est plus. Or, l’impact des forêts sur les conditions météo et l’évolution climatique est sans cesse revu à la hausse à chaque nouvelle étude sur le sujet : la déforestation peut détraquer le climat sur des milliers de kilomètres car il est désormais prouvé que les forêts provoquent les précipitations. Selon l’Université des Pays-Bas, un tiers de l’eau qui tombe sur la forêt amazonienne provient de la transpiration des arbres. Et cette pluie circule dans l’atmosphère, en Argentine, dans les Caraïbes et jusqu’au Midwest des États-Unis : la déforestation de la forêt amazonienne aggrave donc le risque de sécheresse aussi loin que dans le centre des États-Unis !

LA DÉFORESTATION A UN IMPACT MAJEUR SUR LE CLIMAT ET DEVRAIT ÊTRE AU CENTRE DES PRÉOCCUPATIONS ET DES GRANDES MESURES.

Urbanisation, consommation, économie, population et pollution sont aussi à prendre en compte

La disparition de la biodiversité est clairement une cause majeure qui demande un renouvellement total de la vision que l’Homme a de la nature : une alliée pour sa survie, et non pas une ressource à piller et écraser. Mais d’autres facteurs sont trop souvent omis : l’urbanisation grandissante et l’artificialisation des sols, la surconsommation des pays les plus développés en matière de textiles, de nourriture, ou d’électronique, l’expansion de la population humaine (en nombre, comme en étalement sur l’ensemble des territoires de Planète), les inégalités et la pauvreté de certains pays du monde qui contraint les habitants à des pratiques destructrices envers l’environnement, mais aussi la pollution des sols par des produits toxiques, la pollution de l’eau, la pollution de l’air ou encore les zoonoses qui fragilisent le monde vivant.

Le problème du réchauffement climatique est immense, et ne peut être réglé qu’avec une solution : réduire les émissions de dioxyde de carbone issus des activités humaines est une évidence, mais ce n’est qu’une partie d’un défi bien plus global.

Augmentation de la chaleur terrestre…..!!

La chaleur contenue dans l’atmosphère est réémise dans toutes les directions sous forme de rayonnement infrarouge ; une partie s’échappe vers l’espace, une autre partie retourne vers la surface de la Terre et vient en déduction de l’apport de chaleur de la surface vers l’atmosphère, donc s’oppose au refroidissement de la surface

Le bilan radiatif de la Terre est globalement nul, c’est-à-dire que la quantité d’énergie absorbée est égale à la quantité d’énergie réémise, si bien que la température moyenne est sensiblement constante. Plus précisément, le rayonnement reçu par la Terre (essentiellement solaire) est globalement réémis. Le bilan global est cependant légèrement positif, du fait de la chaleur issue de la Terre elle-même, modifiée par la chaleur dégagée ou absorbée par les océans, sur des temps de l’ordre du millénaire.

L’urgence pour résoudre l’avenir de l’humanité et améliorer notre climat c’est uniquement l’élévation des températures de notre atmosphère …..Ces T° élevées ont pour conséquence les sécheresses, les inondations, les tempêtes et autres multiplication d’ouragans et cyclones ……Mais surtout le manque de performance de la végétation restante …..!! Le climat de demain sans végétation suffisante pour le refroidir va amplifier encore ses dérèglements …..La seule solution urgente à prendre, c’est de faire le maximum pour baisser les T° atmosphériques …….. plus ce sera chaud, plus ça va bouillir …..Lutter tout azimut contre les surfaces minérales …Encourager tout azimut le végétal et la photosynthèse …..!!

L’avion, participe t-il à un dégagement de chaleur supplémentaire …??

134 386 vols commerciaux le 6 juillet, « record » battu ! En moyenne, à chaque instant, 1 250 000 humains s’envoient en l’air. Et le temps de lire ce message, 10 avions auront décollé. Suicide collectif au kérosène.

Le régulateur de température terrestre est dépassé

Le dérèglement climatique vu du côté CHALEUR …..L’élévation des températures , de la chaleur dans l’atmosphère ne joue t’elle pas un rôle important dans le dérèglement climatique

L’eau, la vapeur d’eau circule t-elle plus vite dans l’atmosphère à cause de plus de chaleur

Ne serait-ce pas des apports divers et variés de chaleur qui viennent impacter aussi notre climat , en plus du manque, de la disparition partielle de végétation terrestre ….Quelques milli-degrés par-ci, et par-là en plus ….ça finit par devenir un excès très gênant ….C’est de la chaleur qui s’accumule dans notre atmosphère sans contrepartie naturelle refroidissante même si l’espace gère une partie de cette production de chaleur…

J’observe que nos forêts soufrent de plus en plus , les arbres et la végétation ont de plus en plus de mal a supporter la chaleur , quelquefois , même avec de l’eau (arbres qui meurt en bordure d’étang avec des racines dans l’eau) ….L’excès, le déséquilibre de la chaleur, des températures entraîne un dérèglement de la photosynthèse, une perte d’efficacité

Est-ce que tous ces phénomènes ne s’accumulent pas exponentiellement

_ Augmentation de la population

_ Équipement ménagers (électriques) en augmentation (climatisation , chauffage ) en augmentation

_ Chaleur émise par nos moteurs (chaleur émise par les énergies, par la mise en œuvre de cette énergie fossile et électrique)

_ Feux de forêts

_ Incendies de tout les genres

Y a t-il des études disponibles sur ces sujets

Si le GIEC évoque l’activité humaine pour le dégagement de CO2 , parle t-il du dégagement de chaleur dans l’atmosphère du uniquement à nos usines , nos fonderies, nos transports ,nos activités humaines…

Que devient la chaleur émise par le corps humain

Même si c’est minime , pour moi l’ensemble des habitants de cette planète en augmentation rajoute quelques milli-degrés à la hausse des T° atmosphériques

La température du corps reste stable parce que l’énergie qu’il libère est compensée par l’énergie dégagée par la respiration cellulaire ou les fermentations. Globalement, la puissance thermique libérée par un corps humain dans les conditions de vie courante au repos est de l’ordre de 100 W.

https://eduscol.education.fr/document/25381/download#:~:text=La température du corps reste,l’ordre de 100 W.

https://www.kartable.fr/ressources/enseignement-scientifique/cours/le-bilan-thermique-du-corps-humain/51280

Quel volume de chaleur suplémentaire, l’ensemble des humains de cette planète dégage …

Peut-il y avoir une différence d’apport de température entre 3 milliards d’habitants en 1960 et 8 milliards en 2022 …

La chaleur humaine, l’ensemble de la chaleur humaine joue t-elle un rôle dans la hausse des températures atmosphériques

https://www.save4planet.com/ecologie/185/lien-augmentation-temperature-consommation-nombre-humains#title-0

Je n’ai pas trouver d’articles précis sur ce sujet ….En tout cas, à mon avis, le corps des humains, l’évolution du nombre d’humain ne peut pas refroidir l’atmosphère (je ne parle pas de l’activité des hommes, uniquement le dégagement de chaleur de l’ensemble des corps des humains)

Que devient la chaleur quand on utilise nos moteurs à explosions et même électriques

Le système de refroidissement sur les véhicules modernes repose sur la circulation d’un liquide à basse température acheminant les calories vers le radiateur afin de les rejeter dans l’air. Il existe d’autres solutions comme le refroidissement par air, plus simple mais beaucoup moins efficace.

La température optimale d’un moteur est de 88°

Le rôle du radiateur d’un moteur de voiture ou autre engin est d’évacuer les calories dans l’air libre

Imaginez que l’énergie qui recharge les batteries du véhicule soient issues de la récupération d’énergie thermique des fluides moteur …et non plus gaspillée dans l’atmosphère……

Même les moteurs électriques émettent de la chaleur , sans parler des résistances électriques, des contacts, des échauffements de circuits électriques….etc

Est-il possible d’orienter la recherche sur des techniques de récupérations de chaleur plus efficace et valorisante , en cycles nouveaux et durables …..Le climat nous oblige à trouver les solutions innovantes , on a plus maintenant le luxe de gaspiller la chaleur et donc l’énergie librement dans l’atmosphère pour continuer à nous pénaliser ….Au contraire, ne faut-il pas transformer, récupérer cette chaleur pour la transformer en énergie utile ….N’y a t-il pas un cycle permanent à établir …

Le déséquilibre de fabrication de chaleur supplémentaire avec une augmentation de la population pose t-il un réel problème pour le refroidissement normal du climat… ?

Autrefois, avec moins de population et plus de végétation, la Nature arrivait à équilibrer les températures et le climat…..Aujourd’hui, + d’hommes et plus de chaleur émise et – de végétation = déséquilibre du régulateur naturel de la chaleur et du climat

DENEUVILLE Noël

8 mars 2024

Le retour de la pluie

Comment mettre en œuvre la pompe biotique à l’échelle territoriale pour augmenter la pluviométrie d’une région ?🌳🌧️

Dans la leçon inaugurale [1] de Nathalie de Noblet à l’Ecole supérieure des agricultures, la bioclimatologiste décrypte les rétroactions entre occupation des sols et climat. La chercheuse française montre comment ensemencer la pluie grâce à la végétation, afin qu’elle précipite plus loin et génère un système vertueux.

Elle cite un exemple documenté en Californie. L’objectif était de reverdir une colline en plantant des arbres irrigués dans une vallée. Les vents dominants allant de la vallée vers la colline, l’évapotranspiration accrue de ces nouveaux arbres s’est dirigée vers la colline avant de s’y condenser et de précipiter. Cela a permis à la végétation de croître sur la colline. Une partie de cette pluie supplémentaire a ruisselé vers la vallée, diminuant ainsi l’irrigation.

Les conditions pour utiliser cette approche de manière méthodique sont :

☁️ la première zone végétalisée est située à côté de flux d’humidité conséquents
🌬️ la seconde zone doit se trouver sous le vent de la première
🌧️ ainsi, les vents dominants se chargent d’humidité dans la première zone et les précipitations augmentent dans la seconde

Nathalie De Noblet, co-auteure du rapport sur l’état des sols du GIEC de 2019, insiste sur le caractère non local de cette action. Un projet déployé dans un lieu donné bénéficie à un territoire plus vaste. Notre projet s’inscrit dans la même démarche : mailler les territoires d’autoroutes de la pluie. L’aménagement du territoire pensé de manière systémique permet d’en améliorer la résilience à plusieurs échelles.

Ces considérations font écho à l’approche décrite dans notre post sur l’amélioration ciblée des précipitations , qui devrait guider la réflexion de tous projets de reforestation, et plus généralement de toute évolution sensible de l’usage des sols.

On le voit, il n’est pas nécessaire de disposer d’un potentiel d’évapotranspiration tel que celui de l’Amazonie pour impacter positivement le climat. Déployer ce type de démarche permettrait d’atténuer la tendance à la désertification du pourtour méditerranéen,. A condition de miser sur des solutions fondées sur la nature plutôt que sur le techno-solutionnisme (voir notre post sur les services rendus par les zones humides littorales et leur coût comparé à celui du dessalement de l’eau de mer [3]).

Le passage sur l’augmentation localisée et volontaire de la pluviométrie est accessible à la 45ème minute de la conférence de Nathalie De Noblet.

Les images illustrant ce post et la vidéo proviennent de l’étude “Induced precipitation recycling (IPR): A proposed concept for increasing precipitation through natural vegetation feedback mechanisms “, publiée en 2016. Cette étude aborde le rôle potentiel des forêts et du couvert végétal comme outil d’adaptation.

Inverser le massacre de la végétation et retrouver rapidement la compétence de la photosynthèse …..!!