Une infime partie de l’énergie solaire reçue par la Terre est captée par les végétaux chlorophylliens, les algues et certaines bactéries. Grâce à la photosynthèse, ils la stockent sous forme d’énergie chimique dans la matière organique. Cette énergie fait ensuite vivre presque tous les écosystèmes… et nos moteurs.
Une question sur ce cours ?
ULU, le tuteur d’ULUMINE, t’aide à partir de ce cours.
Objectifs
- Écrire l’équation bilan de la photosynthèse
- Relier le spectre d’absorption des pigments à l’efficacité de la photosynthèse
- Estimer la part de l’énergie solaire convertie par la photosynthèse
- Expliquer le devenir de la biomasse : réseaux trophiques, respiration, combustibles fossiles
1. La photosynthèse
Photosynthèse : Ensemble de réactions qui, dans les chloroplastes, utilisent l’énergie lumineuse pour fabriquer de la matière organique (glucose) à partir de dioxyde de carbone et d’eau, en libérant du dioxygène.
6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
Le glucose produit sert à fabriquer d’autres molécules organiques (amidon, cellulose, lipides, protéines…). La plante stocke ainsi de l’énergie chimique et augmente sa biomasse.
2. Quelle lumière est utilisée ?
Les pigments chlorophylliens absorbent surtout le bleu et le rouge, et très peu le vert, qui est diffusé et transmis : c’est pourquoi les feuilles nous apparaissent vertes.
- Spectre d’absorption : proportion de lumière absorbée par les pigments selon la longueur d’onde.
- Spectre d’action : intensité de la photosynthèse (dégagement d’O₂, par exemple) selon la longueur d’onde.
- Les deux spectres ont la même allure : ce sont bien les radiations absorbées par les pigments qui sont efficaces.
3. Un faible rendement à l’échelle de la planète
Une grande partie de l’énergie solaire n’atteint pas les végétaux (océans sans algues, déserts, glaces) ou n’est pas utilisable (longueurs d’onde inefficaces, lumière réfléchie, énergie dissipée en chaleur, évaporation de l’eau).
rendement =
Rendement d’un champ
Un hectare de culture reçoit 5,0 × 10¹³ J de lumière pendant la saison et stocke 5,0 × 10¹¹ J dans sa biomasse.
- rendement =
- = 1,0 × 10⁻² = 1 %
Seulement 1 % de l’énergie reçue est stockée.
4. Le devenir de la biomasse
- Réseaux trophiques : les végétaux sont des producteurs primaires ; leur matière organique nourrit les consommateurs (herbivores, puis carnivores) et les décomposeurs.
- Respiration : les êtres vivants (y compris les plantes) oxydent la matière organique et libèrent l’énergie dont ils ont besoin ; une partie est dissipée en chaleur.
- Combustibles fossiles : une petite partie de la biomasse, enfouie sans être décomposée, s’est transformée en charbon, pétrole et gaz naturel au cours de millions d’années.
À retenir
- 6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂, grâce à l’énergie lumineuse.
- La chlorophylle absorbe surtout le bleu et le rouge ; spectres d’absorption et d’action se superposent.
- Environ 0,1 % de l’énergie solaire reçue par la Terre est stockée par la photosynthèse.
- La biomasse est à la base des réseaux trophiques.
- Les combustibles fossiles sont de l’énergie solaire stockée il y a des millions d’années.
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.