La photosynthèse

Qu'est-ce que c'est ?

La photosynthèse est l'ensemble des processus biologiques mis en oeuvre par un organisme vivant pour fabriquer sa matière carbonée afin de réaliser sa croissance (on parle d'organisme autotrophe). Celle-ci s'opère grâce à la lumière et consomme (entre-autres) du Gaz Carbonique CO₂.

Certaines bactéries, les algues et les plantes sont des organismes capables d'effectuer la photosynthèse. Pour ce faire, ils ont besoin d'énergie apportée par la lumière (énergie lumineuse), qu'elles vont transformer en énergie chimique.
Un certain nombre de pré-requis sont nécessaires pour que la photosynthèse puisse s'opérer. En effet, les animaux (hétérotrophes) ne peuvent pas synthètiser tous leurs constituants par eux-mêmes, il leur faut donc obtenir, dans leur milieu, toutes les briques constitutives de leurs organes. La plante à besoin de lumière (pas n'importe laquelle), de gaz carbonique, mais aussi d'engrais (Azote (N), Phosphore (P) et Potassium(K)), ainsi que des oligo-éléments (en faible quantités). Elle puise dans le milieu tous ces éléments et les assemble (en présence de lumière) pour se développer.

Le bilan chimique de la photosynthèse peut être décrit comme suit : 6 CO₂ + 6 H₂O + énergie lumineuse ->C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Respiration

Il faut bien comprendre que les organismes photosynthètiques ne sont pas exemptés de respirer. Ce mécanisme se fait au niveau cellulaire et conduit au dégagement de molécules d'eau et de CO₂. De ce fait, il utilise l'oxygène de l'air et le glucose qui subit une réaction d'oxydo-réduction (Le glucose est oxydé et l'oxygène réduit).

Le bilan de la respiration peut être écrit comme suit : C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ -> 6 CO₂ + 6 H₂O

Ce mécanisme s'effectue en parallèle de la photosynthèse, aussi les plantes, en présence de lumière, fabriquent plus d'oxygène qu'elles n'en consomment, bien qu'elles en utilisent pour faire fonctionner leur métabolisme.

En terme de bilan, en présence de lumière, les plantes consomment plus de CO₂ et libèrent plus d'oxygène.
En effet, le rendement de la photosynthèse en terme de libération d'oxygène ou de consommation de CO₂ est plus élevée que les bilans équivalents vis à vis de ces molécules dûs à la respiration du même organisme.
En revanche, en absence de lumière, la photosynthèse ne couvrent plus les besoins de la respiration, le bilan est alors inversé : Elles consomment de l'oxygène et libèrent du gaz corbonique.

Les autres microbes et animaux hétérotrophes (tels que tous les animaux hôtes de nos aquariums) respirent. Aussi, ils consomment de l'oxygène et libérent du gaz carbonique. De plus, ils sont incapables de fabriquer leur matière carbonée. Ils la trouvent sous la forme d'hydrates de carbones dans leur alimentation.

Tout ceci peut-être résumé par un principe écologique. Les animaux supérieurs ne pourraient pas vivre sans les êtres dits "inférieurs", pourtant seuls capables de photosynthèse et donc autotrophes.

Photosynthèse, respiration et aquariophilie

Un petit schéma permet de résumer rapidement les échanges qui s'opérent :

Tout ceci permet de mieux comprendre pourquoi l'aquarium n'est pas simplement un vase clos. A plus ou moins long terme, l'équilibre risque de se rompre si tel ou tel élément vient à manquer à une catégorie d'organisme. Les changements d'eau sont là encore un grand secours pour remédier à des accumulations (par dilution - Nitrates par exemple) ou des carences (l'eau neuve apporte par exemple des oligo-éléments).

Les variations de Ph entre le jour et la nuit sont aussi liées à la photosynthèse. La nuit le gaz carbonique n'et plus consommé par les plantes, ce surplus se transforme pour partie en acide carbonique : le ph baisse donc (si le KH n'est pas trop élevé). Le jour le CO₂ devient nécessaire est l'acide carbonique se re-transforme alors en eau et CO₂ : le ph remonte.

Concentration en gaz dissouts

La concentration d'un gaz dissout dans l'eau dépends de la température et de la différence de pression partielle de ce gaz entre l'eau et l'air. La pression partielle illustre la concentration du gaz considéré dans son milieu.

• Température : Plus elle est élevée, moins le gaz se dissoudra facilement dans l'eau.

• Pressions partielles : La nature ayant horreur du vide, un gaz tentera toujours de se dissoudre dans l'eau (qui est un très bon solvant), mais cette augmentation de concentration ne se fera que si la pression partielle de ce gaz dans l'air est supérieur à celle dans l'eau.

La plupart du temps, on explique naïvement que la pompe à air et le bulleur sont bénéfiques car cela OXYGENE l'eau. Il convient de bien comprendre les mécanismes mis en jeu dans la dilution des gaz dans l'eau et dans la réalité des besoins en oxygène et gaz carbonique des occupants de nos bacs.

Ainsi, la teneur en oxygéne augmente quand on brasse l'eau. Mais ceci est vrai uniquement si l'eau n'est pas saturée en oxygène. Il y a saturation en O2 dans un aquarium si la consomation est faible (peu de poissons) et que la production y est importante : beaucoup de plantes.
dans le cas contraire, le bulleur, par brassage et en augmentant la surface de contact air/eau, contribue à augmenter la teneur en oxygène de l'eau, car alors la pression partielle de l'oxygene est inférieure à celle de l'eau. Il faut néanmoins garder à l'esprit qu'un rejet de pompe placé en surface provoquera un brassage qui aura le même effet et évitera le ronronnement souvent génant de la pompe à air.

Par contre, si votre aquarium est très planté et qu'une injection de CO₂ dope la photosynthèse, le bulleur n'apporte rien bien au contraire. Il favorise en effet l'élimination du CO₂ de l'eau, qui lui possède une pression partielle bien supérieure à celle de l'air. Par voie de conséquence, vous défavorisez la croissance des plantes. Le manque de CO₂ est en effet un des plus importants facteurs limitatif de la croissance des plantes. Un bac planté et non surpeuplé n'a généralement pas besoin de pompe à air. Le seul brassage de l'eau en surface doit suffir pour favoriser l'oxygénation de l'eau et apporter le complémént en oxygène dont les poissons ont besoin, si l'oxygène produit par les plantes n'y pourvoit pas (par exemple la nuit).

NE JETEZ PAS POUR AUTANT VOTRE POMPE À AIR si vous en avez une. Celle-ci peut être en effet utile pour de nombreuses choses :

• Pour favoriser l'évaporation du chlore d'une eau de conduite avant un changement d'eau,
• Pour alimenter un filtre à exhausteur dans un bac hôpital ou un bac d'élevage (c'est dans ce but uniquement que les magasins utilisent des compresseurs, car c'est un moyen de filtration économique et facile à mettre en oeuvre),
• Pour favoriser l'oxygénation de l'eau (par brassage) si vos poissons en présente le besoin, temporairement.
  Par exemple la nuit si les poissons pipent de l'air à la surface le matin, ou encore si votre aquarium à un gros souci (attaque bactérienne, poissons malades). En présence de nitrites, la capacité des ouïes de vos poissons à capturer l'oxygène diminue, un bulleur peu limiter les dégâts et l'augmentation du taux d'oxygène favorisera la transformation des nitrites en nitrates.

Engrais

En ce qui concerne les engrais, l'azote est généralement présent dans l'aquarium sous forme de nitrates. Cette forme est un engrais naturel pour les plantes. Généralement, ceux-ci s'accumulent car ils sont produits au bout de la chaîne de dégradation des matières azotées. Des changements d'eau sufisants et fréquents permettent de contourner ce problème. En ce qui concerne les autres engrais (Phosphore, Potassium), un sol riche en présente dans le complexe argilo-humique et les plantes y puisent ce qu'il leur faut. Au bout d'un certain temps (de quelques mois à quelques années), il convient néanmoins de pallier à d'éventuels carences en ajoutant (par exemple) des boulettes d'argiles au pied des plantes.

Oligo-éléments

L'apport d'oligo-éléments est généralement couvert par les apports d'eau neuve. Le point à surveiller est souvent le fer. En effet, une des principales molécules nécessaires à la transformation de l'énergie lumineuse en énergie chimique (la chlorophylle), contient du Fer. Les plantes en croissance ont donc de gros besoin en Fer puisqu'elles fabriquent de nouvelles molécules de chlorophylle pour les nouvelles feuilles. Elles doivent donc trouver le Fer nécessaire dans le milieu. Pour permettre un développement harmonieux des plantes à long terme, il est donc généralement nécessaire de faire des apports en fer sous forme chélatée, car il est souvent le facteur limitant si toutes les autres conditions sont réunies. On considère en général qu'un taux de 0,1mg/l de Fer est une bonne valeur. Attention, trop de Fer n'est pas souhaitable non plus !

Laissez vos plantes vous dire comment elles se sentent, avec un peu d'habitude, on voit très bien quand elles se portent bien, et il faut s'en rappeler pour les fois où elles ont un problème.

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