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La photosynthèse, porte d'entrée de l'énergie solaire dans le monde vivant

Grâce à des pigments comme la chlorophylle, les végétaux absorbent une partie de la lumière visible, le reste de la lumière les éclairant étant transmis ou réfléchi. Au final, une faible partie de la lumière solaire reçue au niveau des feuilles va permettre de réaliser la photosynthèse, c'est-à-dire la synthèse de matière organique à partir de dioxyde de carbone, d'eau et de sels minéraux.

À l'échelle de la planète, les végétaux verts utilisent de cette manière environ 0,1 % de la puissance solaire totale disponible, et convertissent ainsi une partie de l'énergie solaire en énergie chimique utilisable par les êtres vivants.

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La photosynthèse, base indispensable de la nutrition des êtres vivants

À l'échelle de la planète, la photosynthèse permet la production primaire de matière organique, qui sert ensuite d'énergie chimique à toute la biosphère. Au sein des écosystèmes, cette matière organique est utilisée pour réaliser le métabolisme : d'une part , elle est à l'origine de la production d'énergie utilisable par respiration ou fermentation et, d'autre part, elle permet de synthétiser de nouvelles molécules organiques complexes nécessaires aux êtres vivants.

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La photosynthèse à l'origine des combustibles fossiles

Dans certains environnements particuliers, une faible partie de la matière organique issue de la photosynthèse n'est pas décomposée et s'accumule dans les sédiments. À l'échelle des temps géologiques (en millions d'années), cette matière organique va se transformer en donnant des combustibles fossiles différents selon les conditions de formation et l'origine de la matière organique : le charbon d'une part, le pétrole et le gaz d'autre part.

Le temps important et les conditions particulières de leur formation font des combustibles fossiles des ressources énergétiques non renouvelables à l'échelle du temps humain.

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La photosynthèse, source d'énergies renouvelables

L'importante biomasse produite grâce à la photosynthèse est à l'origine de différentes sources d‘Énergies renouvelables, c'est-à-dire inépuisables à l'échelle du temps humain. Par exemple, l'exploitation du bois pour le chauffage ou la production de biométhane par dégradation des déchets organiques, sont de réelles alternatives à l'utilisation des combustibles fossiles.

Au fond des océans, il existe des écosystèmes totalement privés de lumière. La source d'énergie primaire des êtres qui y vivent n'est donc pas la photosynthèse. L'énergie utilisée est celle contenue dans certaines molécules minérales. On parle de chimiosynthèse.

Pigment : composé moléculaire transformant l'énergie lumineuse en énergie chimique.

Photosynthèse : réaction dans les parties vertes d'un végétal produisant de la matière organique et du dioxygène à partir d'énergie lumineuse, d'eau et de dioxyde de carbone.

Matière organique : matière fabriquée par les êtres vivants.

Métabolisme : ensemble des réactions chimiques qui se déroulent au sein des cellules.

Respiration : échange gazeux entre un organisme et son milieu avec absorption de dioxygène et rejet de dioxyde de carbone.

Fermentation : processus de dégradation incomplète du glucose en l'absence de dioxygène.

Combustibles fossiles : combustibles riches en carbone formés par la transformation de matière organique enfouie dans le sol pendant plusieurs millions d'années.

Biomasse : masse totale des êtres vivants sur une surface donnée.

Énergies renouvelables : énergies dont la source n'est pas épuisable à l'échelle humaine (vent, Soleil, eau, géothermie, biomasse).

L'énergie solaire est aussi utilisable, mais de façon indirecte, par l'exploitation des mouvements atmosphériques (par les éoliennes par exemple) et océaniques. Le moteur du mouvement des enveloppes fluides est en effet l'inégale répartition de l'énergie solaire sur Terre (

voir chapitre 4

).