Chapitre de SVT seconde sur Le soleil, une source d’énergie essentielle

Thème 2 : Enjeux planétaires contemporains : énergie, sol – Chapitre 1

Chapitre 1 : Le soleil, une source d’énergie essentielle

L’énergie solaire est convertie en différentes formes d’énergie. A l’origine de la photosynthèse, l’énergie
solaire initie les chaines alimentaires. Cette énergie peut être stockée sous forme de ressources
énergétiques fossiles. Elle est aussi à l’origine des déplacements des enveloppes fluides de notre
planète. Nous verrons donc dans ce premier chapitre comment l’énergie solaire est convertie en une
énergie profitable à l’Homme

I- L’énergie solaire permet la photosynthèse

TP n°1 : La photosynthèse et la production de matière organique à l’échelle du végétal
Quelles sont les conditions nécessaires au déroulement de la photosynthèse, quels en sont les réactifs
et les produits ?

 L’étude de l’évolution des concentrations en O et en CO d’une enceinte contenant des cellules 2 2
chlorophylliennes placées soit à la lumière soit à l’obscurité nous permet de dire que Fiche méthode
- ces cellules prélèvent de l’O et rejettent du CO à l’obscurité, 2 2  Analyse de
échanges gazeux correspondant à la respiration graphique
- elles prélèvent du CO et rejettent de l’O à la lumière, 2 2
échanges gazeux correspondant à la photosynthèse.

NB : en réalité les cellules chlorophylliennes
respirent jour et nuit mais la respiration est
cachée le jour par la photosynthèse
prédominante.


 A la lumière et en présence de dioxyde de carbone, une production de matière organique et de
dioxygène par des végétaux chlorophylliens est mise en évidence. La synthèse de glucose puis
d’amidon, composés organiques, a lieu au niveau des chloroplastes des cellules chlorophylliennes des
feuilles.

 Bilan de l’ensemble des réactions de la photosynthèse :


 Eau et sels minéraux sont aussi indispensables à la photosynthèse, ils sont puisés dans le sol par
les racines de la plante.










Thème 2 – Chapitre 1
II- La photosynthèse permet l’entrée d’énergie dans la biosphère

TP n°2 : La photosynthèse à l’échelle de la biosphère
Quelle est l’importance de la photosynthèse dans un écosystème et à l’échelle planétaire
A- Des relations trophiques* entre les êtres vivants d'un écosystème *Trophique : relatif
à la nutrition
 Les producteurs primaires
A la lumière, les végétaux, producteurs primaires, utilisent le carbone du dioxyde de carbone
atmosphérique pour constituer les chaînes carbonées de leurs composants. Ils sont photo-auto-
trophes au carbone, c’est à dire qu'ils ont la capacité de synthétiser de la matière organique à
partir de matière minérale CO , eau, sels minéraux et d'énergie lumineuse. 2
 Les consommateurs
Les consommateurs primaires et secondaires utilisent le carbone des composés organiques
préexistants pour constituer leurs propres composants. Ils sont hétérotrophes au carbone, c’est à
dire qu'ils ont besoin de matière organique préexistante pour élaborer leur propre matière
organique. Ils dépendent directement ou indirectement des producteurs primaires. Ils sont dits
producteurs secondaires

Exemple de chaîne alimentaire


 Exemple de chaîne alimentaire théorique:

B- Des flux d’énergie au sein d'un écosystème

Les transferts de matière entre les différents niveaux de la chaîne définissent des flux d’énergie entre
les êtres vivants ayant pour origine la lumière. L’énergie est en partie stockée sous
forme de biomasse et en partie perdue sous forme de chaleur.
Plus les chaînes alimentaires sont longues et plus la déperdition d’énergie est grande.
Tous les milieux présentent une productivité primaire plus ou moins forte selon
 Doc 3&4 p 125 l’énergie solaire reçue et transformée en énergie chimique.
Au final, c’est la photosynthèse qui permet, à l’échelle de la planète, l’entrée de matière minérale et
d’énergie dans la biosphère et donc qui assure son fonctionnement.


III- Une partie de la biomasse produite grâce à l’énergie solaire peut être fossilisée

TP n°3 : Les combustibles fossiles, énergie solaire du passé
Comment la biomasse peut-elle se fossiliser ? Quelle est l’origine d’un combustible fossile comme le
charbon ?

Dans des environnements de haute productivité, comme dans les marécages des forêts luxuriantes du
carbonifère, une faible proportion de la matière organique, enfouie sous une couche de sédiments,
échappe, en l’absence d’oxygène, à l’action des décomposeurs et donc à la minéralisation.
2 Thème 2 – Chapitre 1
Cette matière organique est transformée très lentement en combustible fossile au cours de son
enfouissement.
Ainsi les charbons sont issus de débris végétaux d’origine continentale. Les fossiles qu’ils renferment
l’attestent.

Les facteurs favorables à la formation de charbon
a. Dans un premier temps, les
végétaux se déposent dans des
bassins sédimentaires.
b. La subsidence (enfoncement
progressif du fond du bassin) de
cette zone provoque
l’enfouissement de la végétation,
ce qui empêche sa
décomposition.
c. Un ralentissement de la
subsidence favorise le retour de
la végétation.
Ce phénomène se répète,
expliquant l’alternance des
couches de grès/argile et de
charbon.
A l'abri de l'air, dans l’eau, les
débris végétaux se transforment
progressivement (en plusieurs
dizaines de Ma) en roches sous
l’effet de bactéries anaérobies
(sans O ), puis de l’augmentation 2
de la pression et de la
température. Cette
transformation aboutit à la
formation de charbon.
→  doc 1a p. 150 et 1 p. 152

Les pétroles résultent eux d’accumulation de matière organique d’origine planctonique dans des milieux
marins fermés, à l’estuaire de grands fleuves, dans des milieux récifaux.

La répartition des gisements de combustibles fossiles montre que transformation et conservation de la
matière organique se déroulent dans des circonstances géologiques bien particulières.
- Un milieu sédimentaire présentant une subsidence (enfoncement) favorise l’enfouissement rapide
- Une augmentation de pression et de température
- Une présence de roches imperméables à proximité
La connaissance de ces mécanismes permet de localiser des zones susceptibles d’accueillir des
réserves de combustibles fossiles, ressources potentielles, exploitables par des méthodes adaptées.

Les roches carbonées issues de la transformation de biomasses anciennes représentent une énergie
solaire fossile dont la formation a pris des millions d’années. Leur exploitation a des conséquences
économiques et environnementales.

 LES CONSEQUENCES DE L’UTILISATION HUMAINE DES COMBUSTIBLES FOSSILES

TP n°4 : L’utilisation par l’Homme des combustibles fossiles et ses conséquences
Quelles sont les conséquences de cette utilisation de combustibles fossiles par l’Homme ?

L’utilisation de combustible fossile restitue rapidement à l’atmosphère du dioxyde de carbone prélevé
lentement par photosynthèse et piégé dans les roches. Brûler un combustible fossile, c’est en réalité
utiliser une énergie solaire du passé.
Cette libération massive de CO interfère avec le cycle naturel du carbone : une partie se dissout dans 2
les eaux océaniques, une partie rejoint la biosphère, le reste concourt à l’augmentation rapide de la
concentration de CO de l’atmosphère avec, par conséquence un impact climatique (CO = gaz à effet 2 2
de serre).