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Absorption du CO2 par les plantes sur leur cycle de vie (1/2)

Quand et comment les plantes absorbent-elles du CO2 ?

Vous souhaitez comprendre simplement quand et comment les plantes absorbent elles du CO2 ? Vous êtes au bon endroit !

Cette série d’articles a pour objectif d’aider à mieux comprendre les liens entre absorption du CO2 par les plantes, effet de serre et climat. Autrement dit, avant de rentrer dans le vif du sujet, faisons un rapide topo sur l’effet de serre.

L’effet de serre en bref

La terre reçoit son énergie du soleil. Elle absorbe une partie du rayonnement et renvoie l’autre partie vers l’espace dont une part est retenue par les gaz à effet de serre (GES) pour être redirigée vers la Terre.

Naturellement présents dans l’atmosphère, ils permettent ainsi de maintenir la température moyenne à la surface de notre planète à 15°C alors qu’elle serait une boule de glace sans eux.

Absorption du CO2 par les plantes
L’effet de serre en image

Cet équilibre se trouve déstabilisé par les activités humaines qui ont émis des quantités très importantes de certains de ces gaz dans l’atmosphère, réchauffant ainsi la surface de la terre.

Durant les 250 dernières années, plus de 90% de cette chaleur est absorbée par les océans, 3% par les glaces et 4% par les terres émergées (continents et îles) et l’atmosphère1.

Et le CO2 dans tout ça ?

Issu en grande partie des combustibles fossiles de l’activité humaine, le dioxyde de carbone arrive en tête de ces GES représentant 75 % des émissions2. C’est pour cette raison qu’on mesure les effets des autres gaz en équivalent CO2.

Le cycle carbone

Le carbone est un des principaux éléments de la matière organique constituant les êtres vivants. Ce sont les végétaux qui le fixent lors de leur croissance, à partir du CO2 présent sous forme dissoute dans les océans ou sous forme gazeuse dans l’atmosphère. Il est ensuite soit rejeté dans l’air ou dans l’eau par la respiration, soit séquestré plus ou moins longtemps dans les sols et les fonds marins. 

Le cycle carbone expliqué simplement

Comment le CO2 est-il capté par les végétaux et comment l’oxygène y est-il créé ?  

Deux processus se déroulent dans une plante simultanément en faisant intervenir les mêmes gaz, dans des « sens » opposés : la photosynthèse et la respiration.

La photosynthèse

Dans cette phase, qui se déroule en journée (en présence de la lumière), les végétaux absorbent le CO2 de l’atmosphère à l’aide des feuilles ou des aiguilles et le transforment ensuite en nourriture et oxygène, selon la réaction chimique suivante :

Dioxyde de carbone + eau + lumière —> glucose + Oxygène

Le carbone reste emprisonné dans les racines, le tronc et les branches, où il sert à créer la matière organique pendant que l’oxygène est rejeté dans l’atmosphère. 

La respiration

Ayant lieu jour et nuit au niveau des feuilles, mais aussi des tiges et des racines, la plante (comme l’être humain) absorbe l’oxygène et rejette le dioxyde du carbone en transformant les sucres produits lors de la photosynthèse en énergie.

La réaction se déroule comme suit :

 Sucre + oxygène → dioxyde de carbone + eau + énergie

Pour résumer, la plante se nourrit avec le glucose créé via la photosynthèse en journée et pousse grâce à l’énergie produite lors de la respiration. Quant au dioxyde de carbone, la moitié est assimilée par la masse végétale (qu’on appelle aussi biomasse) avant de rejoindre le sol et l’autre moitié retourne dans l’atmosphère par la respiration.

À quel stade de son cycle de vie la plante capte-t-elle le CO2 ?  

L’absorption du CO2 est liée à la quantité de photosynthèse qu’une plante peut faire. Un arbre, par exemple, ne capte donc pas tout au long de sa vie le CO2 avec la même intensité. En effet, un jeune semis avec peu de feuilles ou d’aiguilles met des décennies avant d’être mâture et d’acquérir un feuillage plus fourni pour capter et emmagasiner le carbone. 

Selon son espèce et les conditions dans lesquelles il pousse, un arbre vit entre 20 et plus de 100 ans et pendant ce temps il peut séquestrer de 10 à 40 kg de CO23.

Une autre étude4 démontre que ce sont les spécimens les plus vieux et donc les plus grands de chaque espèce qui grandissent le plus vite et qui absorbent ainsi le plus de CO2. Par ailleurs, une étude anglaise5 sur des chênes de 175 ans exposés à un taux très important de CO2 dans l’air a montré que ces vieux arbres sont capables d’augmenter la photosynthèse en réponse à cette hausse et donc absorber plus de CO2

Qu’est-ce qui influence la capacité de stockage du CO2 ?  

L’absorption du CO2 par les plantes dépend de plusieurs facteurs : l’espèce (la vitesse de croissance), l’âge, la taille, le climat (la température), le sol, la luminosité, le niveau de gaz dans l’atmosphère…

Pour les arbres, certains poussent plus vite et donc absorbent plus rapidement plus de CO2. Au contraire, d’autres espèces d’arbres ont une croissance plus lente mais vivent aussi plus longtemps et absorbent donc plus de CO2 sur le long terme.

Ainsi, varier les espèces d’arbres dans une forêt permet d’absorber plus de CO2 qu’une variété unique. Il existe des méthodes de calcul pour estimer la quantité de CO2 séquestrée par les plantes qui dépendent principalement des facteurs cités précédemment. Nous n’allons pas détailler ces méthodes dans l’article, mais ce lien vous permettra d’aller plus loin.

Pour aller plus loin 🌱

Une fois absorbé par les plantes, qu’advient-il du dioxyde de carbone ? La plantation d’arbres est-elle véritablement une solution pour compenser nos émissions de gaz à effet de serre ? Lisez notre 2ème article pour en savoir plus.

1 Le Monde, les décodeurs du 03/11/2021
2 "Les gaz à effet de serre", Agence parisienne du Climat
3 ecotree.green
4 Tree growth never slows, publiée dans le magazine Nature du 15/01/2014
5 Is photosynthetic enhancement sustained through three years of elevated CO2 exposure in 175-year-old Quercus robur?, publiée dans Tree physiology du 23 July 2021