Photosynthèse et réduction du co2 : de quoi parle-t-on ?
Définition et élément essentiel à la photosynthèse
Dans la nature, la photosynthèse est un phénomène naturel qui se développe chez les végétaux (algues, plantes et bactéries). Il s’agit d’une réaction biochimique durant laquelle l’énergie lumineuse émise par le soleil est captée par les plantes et transformée en énergie chimique.
Ce processus chimique est d’une importance capitale car cela permet aux plantes de produire leur propre nourriture pour se développer. In fine, la photosynthèse offre aux autres organismes présents sur Terre les prémices de leur nourriture. Les végétaux servent ensuite à l’alimentation des herbivores, puis des carnivores.
L'origine de la synthèse du CO2 par les plantes se fait car elles captent la lumière du soleil grâce à leurs feuilles. Ce sont les chloroplastes contenus sur les feuilles qui contiennent la chlorophylle.
Les étapes de la photosynthèse : schéma photosynthèse
La photosynthèse est un phénomène qui se déroule en plusieurs étapes.
Pour qu’elle se produise, il faut entre autres : de l’énergie solaire, des molécules d'eau connectées aux racines, des éléments minéraux, une température adéquate (ni trop faible ni trop élevée) et une plante dotée de chloroplastes pour capter l’énergie du soleil.
Puis, la photosynthèse se déroule en différentes phases distinctes :
- En premier lieu, c’est l’étape de la captation de la lumière et du dioxyde de carbone par les feuilles des végétaux grâce à la chlorophylle ;
- Puis, différentes réactions chimiques ont lieu. On parle alors de “phase lumineuse”. C’est le moment où la plante, nourrie par différents composés organiques, émet différentes protéines pour permettre le transport de l’énergie vers la prochaine étape;
- Lors de la phase sombre ou (phase de Calvin et Benson), le dioxyde de carbone est transformé en glucose. De l’oxygène est également créé en tant que sous-produit lors de cette réaction.
Ainsi, on peut dire que le carbone disponible dans l’atmosphère sert à produire de nouvelles molécules organiques dans la plante. Ces molécules sont ensuite consommées ou stockées dans les végétaux. La photosynthèse est donc étroitement liée au cycle du carbone en contribuant à son équilibre. C’est-à-dire le dioxyde de carbone est capté par la photosynthèse.
Quelle est l'équation photosynthèse ? Formule photosynthèse
L'origine de la synthèse du gaz carbonique (CO2) par les plantes peut s'écrire ainsi : 6CO2+6H20+énergie lumineuse = C6H12O6 + 6O2.
C'est-à-dire que six molécules de CO2 et six molécules d'eau, avec de l'énergie lumineuse, produisent une molécule de glucose et six molécules d'oxygène.
La photosynthèse est souvent citée au cœur des débats sur la réduction des émissions de Co de l’atmosphère (dioxyde de carbone).
Et pour cause : ce mécanisme contribue à la diminution des taux de dioxyde de carbone sur Terre car les plantes absorbent le CO2 pour le convertir ensuite en composés organiques et en glucose.
Rôle de la photosynthèse dans la réduction active du co2 en industrie
Réaction photosynthèse et technologies industrielles
La photosynthèse, un processus naturel, est désormais imitée par les nouvelles technologies. Il s’agit de reproduire artificiellement la captation de CO2 par les plantes.
Dans l’industrie, précisément, plusieurs innovations technologiques s’inspirent de la photosynthèse. Les bioréacteurs, par exemple, permettent de cultiver des algues de façon optimale et automatique.
Ainsi, en cultivant la biomasse de la sorte et en circuit fermé, cela permet d’avoir les meilleures conditions possibles pour la réussite de la photosynthèse.
En fonction du type de biomasse élevée, la culture avec des bioréacteurs permet de créer de la matière première pour l’industrie. Ces produits sont des acides gras, des protéines, des pigments, des agents tensioactifs qui offrent l’avantage d’être biologiques et non dérivés du pétrole.
La photosynthèse peut aussi être utilisée pour produire de la biomasse pour fabriquer des biocarburants. Les industriels favorisent la reproduction de plantes telles que bambous ou miscanthus pour créer des l’éthanol ou du biodiesel.
Certains sites industriels réfléchissent également à la possibilité de capter et valoriser les émissions de CO2 d’une activité grâce à la mise en culture d’organismes comme des microalgues.
Enfin, pour réduire l’impact énergétique de certaines activités industrielles, il est envisagé de valoriser l’énergie chimique créée par la photosynthèse dans les processus industriels.
Photosynthèse artificielle et stockage de l’énergie solaire
Une autre voie possible de valorisation de la photosynthèse dans l’industrie est celle de la captation de l’énergie solaire.
En effet, l’un des enjeux pour développer massivement les énergies renouvelables dans le cadre de la transition énergétique est celui du stockage de l’énergie solaire.
Précisément, pendant les périodes de forts ensoleillements, en été, la production solaire est plus importante que la quantité demandée. En hiver, c’est le contraire qui se produit et l’on déplore alors l’intermittence de l’énergie solaire.
Des expériences inspirées par la photosynthèse offrent des résultats encourageants. Il serait possible d’inventer des dispositifs électrochimiques qui réalisent une photosynthèse artificielle grâce à l’énergie solaire. Grâce à cette technologie, les molécules d'eau pourraient être transformées en hydrogène et le dioxyde de carbone en énergie.
Photosynthèse et réduction co2 : quelles perspectives d’avenir ?
Photosynthèse explication et technologies biomimétiques
À l’avenir, le processus de photosynthèse artificiel offre de belles perspectives notamment en ce qui concerne les applications industrielles.
C’est là tout l’enjeu du biomimétisme en tant que processus d’innovation. En s’inspirant des formes, des matières, des propriétés et du mode de fonctionnement des êtres vivants, il est ainsi possible de trouver des solutions aux problématiques actuelles.
Les innovations qui imitent la photosynthèse sont un exemple de biomimétisme appliqué dans le domaine industriel. Différentes recherches sont actuellement en cours en ce sens.
Par exemple, des études cherchent à améliorer la conception des panneaux solaires. Une hypothèse de panneaux solaires bio-inspirés qui imitent la façon dont les végétaux captent la lumière sur leurs feuilles est au stade expérimental.
De même, pour limiter les effets du réchauffement climatique avec les émissions de CO de l’atmosphère, on imagine des systèmes artificiels pour capter ce trop plein de carbone.
Dans de nombreux processus industriels, les apprentissages liés à l’étude et à la reproduction de la photosynthèse seront précieux. On envisage la création de catalyseurs qui imitent la production de glucose des plantes afin d’utiliser cette technique dans des processus industriels précis. De plus, il est possible d’imaginer que les bioréacteurs imitant la photosynthèse pourraient être à l’origine de composés chimiques spécifiques utilisés ensuite en tant que matière première.
Développements en bio-ingénierie photosynthétiques
La bio-ingénierie, ou génie biologique, s’attache à concevoir des technologies pour résoudre des problèmes biologiques. Couplée à la génétique, les techniques de bio-ingénierie permettent par exemple d’améliorer les caractéristiques des végétaux qui reproduisent la photosynthèse dans le but de les utiliser à terme dans l’industrie.
Car toutes les précédentes applications que nous avons citées au cours de cet article (utilisation de la photosynthèse pour créer des matières premières, captation du CO2…) nécessitent des végétaux et des algues.
Grâce aux avancées scientifiques, on peut envisager de créer les végétaux les plus adaptés, ceux qui seront les plus efficaces, les moins malades, les plus dépolluantes ou les plus appropriés pour un usage donné. De la même manière, il sera possible de concevoir des algues qui peuvent survivre dans des conditions difficiles (climat, absence de nutriment, ravageurs).
La bio-ingénierie s’attache également à décupler les qualités des plantes. On peut ainsi modifier des plantes pour qu’elles accumulent davantage de cellulose afin de produire ensuite des biocarburants.
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Réduction co2 photosynthèse : à retenir
Quel est le rôle du co2 dans la photosynthèse ?
Le dioxyde de carbone ou gaz carbonique (CO2) est un des composants essentiels pour que le processus de photosynthèse se produise. En absorbant du CO2, les végétaux peuvent ensuite le transformer en glucose et en oxygène au contact de l'eau. Le CO2 est donc l'un des ingrédients principal au processus de photosynthèse.
Est-ce que les plantes rejettent du co2 la nuit ?
Les plantes rejettent du dioxyde de carbone la nuit lorsqu'elles respirent. Dans la journée, au contact de l'énergie solaire, elles effectuent la photosynthèse en absorbant le CO2 et forment des composés organiques.
Comment les plantes absorbent le dioxyde de carbone ?
L'origine de la synthèse du CO2 par les plantes se fait via les pores des feuilles et des végétaux. Lorsque ces pores sont ouverts, le CO2 est diffusé à l'intérieur des cellules végétales pour être utilisé pour convertir l'énergie solaire lors du processus de photosynthèse.
