coursécosystème

Cours Écosystème oct’03
B. Boudol
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Les écosystèmes aquatiques
 Les critères des écosystèmes page 97
11 Définition
12 Signification énergétique d’un écosystème
13 Le réseau trophique
14 Notion de physiologie microbienne des bio-réducteurs
Les eaux dormantes page 100
21 Définition
22 Types
23 Critères physico-chimiques
24 Evolution et valeur
25 Impact sur le traitement des eaux d’égout
Les eaux courantes page 103
31 Définition
32 Types
33 Critères potamologiques
34 Critère thermique
35 Fonctionnement des écosystèmes
36 Chaîne trophique et flux d’énergie
37 Impact sur le traitement des eaux d’égout
 Le cycle de l’azote page 109
41 La représentation schématique
42 La fixation par les producteurs
43 L’utilisation par les consommateurs
44 La transformation en N minéral par les bio-réducteurs
45 La dénitrification
46 Impact de ce cycle sur l’environnement
 Le cycle du phosphore page 112
51 La représentation schématique
52 Origine du phosphore
53 Utilisation par les consommateurs
54 Transformation en P minéral par les bio-réducteurs

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55 Impact de ce cycle sur l’environnement
1 Les critères des écosystèmes
‘’ Naturae nisi parendo non imperatur ‘’ sir F. Bacon
1
(1561-1626)
11 Définitions
Les êtres vivants cohabitent grâce à un réseau d’interactions. Un groupement d’organismes……………
" rassemblés par l’attraction due aux divers facteurs du milieu…" constitue une BIOCENOSE.
2
Ce groupement est caractérisé par une composition définie et occupe un espace déterminé appelé
BIOTOPE
3
biotope + biocénose = ECOSYSTEME
11. 1 Exemple :
A Fontainebleau (importante forêt proche de Paris) l’écosystème " Forêt " devient l’addition :
d’un biotope " chênaie sèche " sur sols gréseux,
ET d’une biocénose à base de sangliers dévorant les glands, de vipères mangeant les rats, etc…..
11. 2 Etude des interactions
Celles qui se développent au sein des écosystèmes peuvent définir l’ECOLOGIE
4
lorsque la finalité de
ce travail reste la compréhension d’une économie et d’une sociologie de la nature.
11. 3 Les facteurs
Ceux qui règlent les conditions du milieu dont dépend toute espèce peuvent se classer en :
abiotiques, essentiellement des paramètres physico-chimiques
biotiques, qui restent liés aux êtres vivants.
12 Signification énergétique d’un écosystème
Toute espèce vivante animale ou végétale a besoin d’énergie pour, à partir de certaines matières,
fabriquer ses cellules, donc vivre.
L’on classe les espèces d’un écosystème selon qu’ils sont :
12. 1 Les producteurs
Ils peuvent capter une forme d’énergie NON liée aux vivants pour la transformer en matière organique
composant leurs cellules.
exemple : l’arbre qui utilise l’énergie lumineuse pour constituer sa matière organique ; il s’agit de
phénomène de photosynthèse.
12. 2 Les consommateurs
Ils doivent obtenir l’énergie nécessaire à leur métabolisme en consommant les producteurs précédents.
exemple : le cheval qui mange les feuilles de l’arbre pour en tirer l’énergie nécessaire à sa vie ; les
microorganismes BIOREDUCTEURS qui transforment la matière organique en éléments minéraux et qui feront
l’objet d’un développement infra.
1
On ne peut commander la nature qu’en lui obéissant
2
ί la vie et έ l’union
3
ό le lieu
4
o ί la maison et όγοςle discours

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13 La vie au sein d’un écosystème
Chaque espèce d’un écosystème occupe donc une séquence ordonnée de façon que chacune soit
DEPENDANTE de la précédente.
exemple : l’herbe est semée par l’homme, le cheval mange l’herbe, l’homme mange le cheval.
Une suite de ces séquences constitue une chaîne TROPHIQUE
5
ou alimentaire. Ces diverses chaînes se
trouvent connectées et constituent un réseau trophique, où chaque séquence est remplacée par un niveau, le
premier demeurant celui des producteurs.
Ainsi l’écosystème s’organise de façon à assurer le FLUX D’ENERGIE nécessaire au maintien de la
vie des espèces concernées. Mais celles-ci nécessitent pour la synthèse des matières organiques qui les
composent, d’ELEMENTS MINERAUX tels que : le carbone, l’azote…….sans oublier l’eau.
14 Notions de physiologie
6
microbienne
14. 1 Les matières premières
Elles sont capturées au sein de l’écosystème
exemple : l’arbre se nourrit au moyen des racines qui dans le sol, absorbent K + , Ca ++ So4- - …….
14. 2 L’apport d’énergie
Selon sa physiologie propre, l’être végétal peut utiliser :
soit la LUMIERE, grâce à la photosynthèse (cas de végétaux dits supérieurs)
soit des réactions d’OXYDO-REDUCTION ; chacune de celles-ci se trouvant caractérisée par un
transfert d’électrons d’un corps qui joue le rôle de réducteur à un accepteur appelé oxydant. Trois cas se
présentent (pour ces végétaux dits inférieurs).
142. 1 La fermentation :
L’oxydant est composé de matières ORGANIQUES ; ainsi
oxydant
organisme végétal réducteur
déchet obtenu
raisin
levure
CH3 CH2 OH et CO2
vin
Champignon ( mycoderma aceti)7
CH3 - COOH
lait
bactérie lactique
CH3 - CHOH – COOH
beurre
bactérie butyrique
CH3 CH2 CH2 – COOH
Le processus chimique s’effectue ainsi
éthanol : CH3 CH2 OH CH3 [COOH] acide acétique
propanol : CH3 CH2 CH2 OH CH3 CH2 [COOH] acide propionique
CH3 - CHOH [COOH] acide lactique
butanol : CH3 CH2 CH2 CH2 OH CH3 CH2 CH2 [COOH] acide butyrique
142. 2 La respiration aérobie :
L’oxydant est ici, l’OXYGENE ; par exemple
Oxydant
organisme végétal réducteur
déchet obtenu
O2 + ammoniac
nitrosomonas
CO2 et OH2
O2 + nitrite
nitrobacter
CO2 et OH2
O2 + sulfure
beggiatoa
CO2 et OH2 (biolixiviation)
5
ή la nourriture
6
ύ la nature
7
ο μύκητας : le champignon et το δέρμα : la peau

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O2 + fer
chlamydobacteria
CO2 et OH2 ( Fe++  Fe +++ )
Dans ce cas, le phénomène d’oxydation s’avère COMPLET. Rappelons que l’être humain oxyde le
sang veineux avec l’oxygène de l’air et rejette du gaz carbonique et de l’eau.
Le procédé de BIOLIXIVIATION permet à la bactérie d’oxyder la chalcopyrite
8
(minerai de cuivre S2
Cu) en sulfate (eau céleste, So4 Cu) et d’en tirer Cu.
142. 3 La respiration anaérobie :
En l’absence d’oxygène ce dernier se trouve dans un composé minéral tel que : sulfate, nitrate,
carbonate.
oxydant
organisme végétal réducteur
déchet obtenu
nitrates
bactéries hétérotrophes
NH4 ou N2
sulfates
sulfobactéries
So4— So3 — S2 O3(sesquioxyde) SH2
carbonates
méthanobacterium
CH4 et CO2
14.3 Remarque terminologique
Ces organismes peuvent aussi se classer selon leur autotrophie ou leur hétérotrophie.
143. 1 Un organisme autotrophe
9
Vis-à-vis de C (par exemple des bactéries nitrifiantes) l’organisme autotrophe n’a pas besoin de
carbone organique, car il utilise le CO2 de l’air atmosphérique.
143. 2 Un organisme hétérotrophe
10
Vis-à-vis de C (par exemple des bactéries dénitrifiantes) l’organisme hétérotrophe a besoin de carbone
organique, car il vit en condition anaérobie donc sans contact avec l’air.
Lorsque le biotope EVOLUE et passe par exemple d’une situation aérobie à une situation anaérobie, les
bactéries autotrophes disparaissent au profit des bactéries hétérotrophes.
8
ί le minerai de cuivre
9
όsoi-même
10
έ  autre

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2 Les eaux dormantes
" C’était un grand pays de mares et d’étangs "
" où l’eau dormante avait ce parfum d’inconnu "
Mulhauser
21 Définition potamique
 L’eau dormante constitue un système dynamique caractérisé par un courant dont la vitesse est égale
ou proche de zéro mètre par seconde et dont les forces hydrauliques mises en jeu sont trop faibles pour permettre
le transport de particules vers l’aval.
 Les lacs, les étangs ou les plaines inondées sont des réservoirs naturels ou artificiels, le volume et la
superficie pouvant être très importants. Ils interviennent directement dans le bilan hydrologique par les échanges
d’eau avec le sol, en favorisant l’évaporation à leur surface ou encore en retardant l’écoulement en rivière par
laminage. cf. schéma infra
22 Types d’eau dormante
Le vocable « eau dormante » regroupe une infinité de termes qui ne sont pas toujours très explicites ;
on en retiendra quatre.
22. 1 Lac
Etendue d’eau dormante intérieure qui possède en plus de sa zone littorale, une zone profonde privée de
lumière où les espèces végétales ne peuvent se développer.
22. 2 Etang
Etendue d’eau dormante intérieure qui ne possède pas de zone profonde, mais dont le fond est parfois
soustrait à l’action thermique du soleil.
22. 3 Mare