Definition

La photosynthèse (du grec phōs « lumière » et sýnthesis « combinaison ») est le processus bioénergétique qui permet à des organismes de synthétiser de la matière organique en utilisant l’énergie lumineuse, l’eau et le dioxyde de carbone.

Il existe 2 types de photosynthèse selon les organismes concernés : la photosynthèse oxygénique (c.-à-d. Avec libération d’oxygène, cyanobactéries, algues et plantes) ou anoxygénique (sans libération d’oxygène, uniquement bactérien). On s’intéressera ici exclusivement à la photosynthèse oxygénique.

Le schéma suivant illustre le processus de biosynthèse oxygénique

La photosynthèse oxygénique se déroule au niveau de la feuille (dans de rares cas au niveau de la tige), majoritairement grâce à un pigment photosynthétique spécifique, la chlorophylle (a ou b). Cette chlorophylle va absorber différentes longueurs d’ondes de la lumière afin de fournir l’énergie chimique nécessaire à la transformation du C02 et de l’eau en sucres (glucose) et oxygène (libéré dans l’atmosphère). On comprend vite l’importance des végétaux chlorophylliens pour la planète : ils captent en effet le C02 massivement rejeté par l’activité humaine et libère de l’oxygène, véritable station d’épuration gazeuse qu’il faut absolument préserver.

Les pigments chlorophylliens sont donc essentiels dans le mécanisme de captation de l’énergie lumineuse et transformation en énergie chimique. Outre la chlorophylle a et b, on distingue également des caroténoïdes et xanthophylles. Ci-dessous un tableau présentant les différences dans leur spectre d’absorption corrélé au rendement du processus photosynthétique. On notera tout de suite que la zone du vert est la moins absorbée (d’où la couleur du végétal chlorophyllien, qui réfléchit en grande partie cette longueur d’onde).

Dans l’éclairage horticole, l’objectif est de fournir une lumière répondant au mieux aux besoins de la plante (donc à son spectre d’absorption et de restitution de l’énergie, cf courbe de Mc Cree) pour une croissance optimale.

Comme toujours dans la croissance de nos chères plantes, des facteurs environnementaux vont intervenir et influencer le mécanisme de la photosynthèse, à savoir :

  • La température : propre à chaque espèce (gamme de températures). Au sein de chaque gamme, l’efficacité du processus augmente avec la température, mais au-delà d’un certain seuil, provoque une atteinte tissulaire et donc une moindre efficacité, voire la mort cellulaire.
  • La concentration en dioxyde de carbone : si l’intensité lumineuse est élevée et constante, les performances photosynthétiques augmentent en relation directe avec la concentration en dioxyde de carbone dans l’air, jusqu’à atteindre une certaine valeur à partir de laquelle le rendement se stabilise.
  • La concentration en oxygène : plus la concentration en oxygène dans l’air est élevée, plus la performance photosynthétique est faible, en raison des processus de photorespiration.
  • L’intensité lumineuse : chaque espèce est adaptée pour développer sa vie dans une plage d’intensité lumineuse. Dans chaque intervalle, une intensité lumineuse plus élevée entrainera un rendement plus élevé, dans certaines limites (saturation).
  • Le temps d’illumination : variables selon les espèces (alternance des heures d’illumination et heures d’obscurité).
  • Le manque d’eau : en l’absence d’eau et de vapeur d’eau dans l’air, la performance photosynthétique diminue. Cela est dû au fait que la plante réagit à un stress hydrique, en raison de la rareté de l’eau, en fermant les stomates pour éviter le dessèchement, empêchant ainsi la pénétration du dioxyde de carbone.
  • La couleur de la lumière : cf « spectre d’absorption/rendement » des pigments photosynthétiques
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