De la conversion biologique de l'énergie solaire par la photosynthèse à l'énergie nécessaire à tous les êtres vivants
Programme en vigueur — arrêté du 2023, applicable en Première depuis la rentrée 2023. Voir le texte
Photosynthèse et rendement de conversion. Productivité primaire et biomasse. Transferts entre niveaux trophiques. Combustibles fossiles comme photosynthèse ancienne.
La règle d'or
Toute l'énergie des êtres vivants vient du Soleil, convertie par la photosynthèse : même un carnivore mange du rayonnement solaire transformé.
L'erreur que tout le monde fait
Croire qu'un rendement de conversion faible signifie que la photosynthèse est peu importante.
Le rendement rapporte l'énergie fixée à l'énergie reçue, et il est effectivement de l'ordre du pour cent. Mais l'énergie reçue est immense et la surface concernée aussi : la quantité absolue produite chaque année soutient l'ensemble de la biosphère. Confondre un rendement et une quantité fait manquer l'échelle du phénomène.
Distinguer le pourcentage converti et la quantité totale produite.
Un loup ne voit jamais le Soleil dans son assiette, et pourtant il n'y a que cela. L'énergie qu'il tire d'un herbivore vient de l'herbe, et celle de l'herbe vient du rayonnement solaire capté par des feuilles. Toute la chaîne remonte à une seule opération : la photosynthèse.
1La conversion primaire
Règle
Toute l'énergie des êtres vivants vient du Soleil, convertie par la photosynthèse. Les végétaux chlorophylliens utilisent le rayonnement pour fabriquer de la matière organique à partir de dioxyde de carbone et d'eau, en libérant du dioxygène. Ils sont les seuls producteurs : tous les autres consomment ce qu'ils ont produit, directement ou non.
Productivité primaire — La productivité primaire est la quantité de matière organique produite par unité de surface et de temps. Elle varie fortement selon les milieux — une forêt tropicale et un désert n'ont rien de commun sur ce point —, et elle conditionne tout ce qui vit ensuite dans le milieu considéré. On la mesure souvent en masse de carbone fixé par mètre carré et par an.
Piège
Croire qu'un rendement de conversion faible signifie que la photosynthèse est peu importante.
Pourquoi — Le rendement rapporte l'énergie fixée à l'énergie reçue, et il est effectivement de l'ordre du pour cent. Mais l'énergie reçue est immense et la surface concernée aussi : la quantité absolue produite chaque année soutient l'ensemble de la biomasse terrestre. Confondre un rendement et une quantité fait manquer l'échelle du phénomène.
Le réflexe — Distinguer le pourcentage converti et la quantité totale produite.
2Les transferts entre niveaux
Définition
Niveau trophique — Un niveau trophique rassemble les êtres vivants qui occupent la même position dans la chaîne alimentaire : producteurs, consommateurs primaires, consommateurs secondaires. À chaque passage d'un niveau au suivant, une grande part de l'énergie est perdue — respiration, chaleur, parties non consommées, déchets. Le transfert est de l'ordre de dix pour cent ; neuf dixièmes ne montent pas d'un cran.
Propriété
Cette perte explique la forme des pyramides écologiques et la longueur limitée des chaînes alimentaires : au bout de quelques niveaux, il ne reste plus assez d'énergie pour soutenir une population. Elle explique aussi pourquoi une même surface cultivée nourrit davantage de personnes en production végétale qu'en production animale — l'écart n'est pas une opinion, c'est une conséquence du rendement de transfert.
3Les combustibles fossiles
Les combustibles fossiles sont de la photosynthèse ancienne : de la biomasse enfouie, transformée pendant des millions d'années. Les brûler libère en quelques décennies une énergie solaire accumulée sur des durées incomparablement plus longues. C'est ce décalage entre le temps de constitution et le temps de consommation qui fait qu'on parle d'un stock, et non d'une ressource renouvelable à notre échelle.
Suivre l'énergie dans une chaîne alimentaire
Identifier les producteurs primaires, seuls à convertir le rayonnement.
Appliquer le rendement de conversion à l'énergie reçue pour obtenir la production.
Multiplier par le taux de transfert à chaque passage d'un niveau au suivant.Le transfert d'un niveau trophique au suivant est de l'ordre de dix pour cent.
Vérifier que l'énergie diminue à chaque étape, jamais l'inverse.
Conclure sur ce que cette perte implique pour la longueur des chaînes.
▢Ai-je fait remonter toute l'énergie à la photosynthèse ?
▢Ai-je écrit l'équation avec ses réactifs et ses produits ?
▢Ai-je distingué rendement et quantité totale ?
▢Ai-je appliqué le transfert de dix pour cent entre niveaux trophiques ?
▢Ai-je présenté les fossiles comme un stock de photosynthèse ancienne ?
L'essentiel en 8 points
·Toute l'énergie du vivant vient du Soleil via la photosynthèse.
Vérifié automatiquement — non relu par un enseignant. Conforme au programme officiel · version 2026.1.
3
Exercices corrigés
1
Notions. Répondre en une phrase précise.
Connaître
a.Écrire le bilan de la photosynthèse.
b.Qu'est-ce que la productivité primaire ?
c.Qu'appelle-t-on niveau trophique ?
d.Quel ordre de grandeur pour le transfert entre deux niveaux ?
e.Pourquoi les combustibles fossiles sont-ils de l'énergie solaire ?
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a. Dioxyde de carbone et eau, sous l'action de la lumière, donnent de la matière organique et du dioxygène.
b. La quantité de matière organique produite par unité de surface et de temps. Elle varie fortement d'un milieu à l'autre.
c. L'ensemble des êtres vivants occupant la même position dans la chaîne alimentaire : producteurs, consommateurs primaires, consommateurs secondaires.
d. Environ dix pour cent : neuf dixièmes de l'énergie ne passent pas au niveau suivant.
e. Parce qu'ils proviennent de biomasse enfouie et transformée : c'est de la photosynthèse ancienne, stockée pendant des millions d'années.
2
Une chaîne alimentaire. Un hectare de prairie reçoit une énergie solaire de 40 000 000 kJ par an. La photosynthèse en convertit 1 %. Le transfert entre niveaux trophiques est de 10 %.
Calculer
a.Quelle énergie est fixée par les végétaux ?
b.Quelle énergie parvient aux herbivores ?
c.Et aux carnivores qui les consomment ?
d.Quelle fraction de l'énergie solaire initiale atteint le carnivore ?
e.Que conclure sur la longueur des chaînes alimentaires ?
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a. Énergie fixée, en kilojoules :40000000×0,01=400000
b. Énergie transmise aux herbivores :400000×0,1=40000
c. Énergie transmise aux carnivores :40000×0,1=4000
d. Fraction restante :4000÷40000000=0,0001
Soit un dix-millième de l'énergie solaire reçue.
e. Qu'elles sont nécessairement courtes : après quelques niveaux, l'énergie disponible ne suffit plus à soutenir une population. Ce n'est pas une règle biologique arbitraire, c'est une conséquence du rendement de transfert.
3
Rendement, quantité, stock. Argumenter.
Argumenter
a.« La photosynthèse est inefficace, son rendement est de 1 %. » Nuancer.
b.Pourquoi une surface nourrit-elle plus de personnes en culture végétale ?
c.Où part l'énergie perdue entre deux niveaux trophiques ?
d.Pourquoi les combustibles fossiles ne sont-ils pas renouvelables à notre échelle ?
e.En quoi ce chapitre éclaire-t-il la notion de stock ?
›Voir le corrigéMasquer le corrigé
a. Le rendement est faible, la quantité ne l'est pas : l'énergie reçue est immense et la surface concernée aussi. La production annuelle soutient l'ensemble de la biomasse terrestre.
b. Parce que passer par l'animal ajoute un niveau trophique, donc une perte d'environ 90 %. La même production végétale nourrit directement bien plus de personnes.
c. En respiration et en chaleur, en parties non consommées, en déchets. Elle n'est pas détruite : elle cesse d'être disponible pour le niveau suivant.
d. Parce que leur constitution a demandé des millions d'années et que leur consommation se fait en quelques décennies. Le rythme de formation est sans commune mesure avec celui de l'usage.
e. Il montre qu'un stock est un flux ancien accumulé : la différence entre stock et flux n'est pas de nature mais de temps de constitution rapporté au temps de consommation.
Ce qui rapporte des points, ce qui en coûte
Faire remonter l'énergie à la photosynthèse4 ptsPerdu si : Traiter les carnivores à part
Écrire le bilan de la photosynthèse4 ptsPerdu si : Oublier un réactif ou un produit
Appliquer les rendements en cascade5 ptsPerdu si : Additionner au lieu de multiplier
Distinguer rendement et quantité4 ptsPerdu si : Conclure à l'inefficacité
Présenter les fossiles comme un stock3 ptsPerdu si : Les traiter comme une source du même type
4
La méthode
Suivre l'énergie dans une chaîne alimentaire
1
Identifier les producteurs primaires, seuls à convertir le rayonnement.
2
Appliquer le rendement de conversion à l'énergie reçue pour obtenir la production.
3
Multiplier par le taux de transfert à chaque passage d'un niveau au suivant.
Le transfert d'un niveau trophique au suivant est de l'ordre de dix pour cent.
4
Vérifier que l'énergie diminue à chaque étape, jamais l'inverse.
5
Conclure sur ce que la perte à chaque niveau implique pour la longueur des chaînes.
5
Se tester
Touches 1 à 4
Les questions de ce chapitre ne sont pas encore disponibles. Voici un échantillon pour patienter.
Mathématiques4ème
Question 1
Dans un triangle rectangle, l'hypoténuse mesure 13 cm et un côté 5 cm. Combien mesure le troisième côté ?
Aucun compte requis — réponds, la correction s'affiche aussitôt.
De la conversion biologique de l'énergie solaire par la photosynthèse à l'énergie nécessaire à tous les êtres vivants : c'est en quelle classe ?+
Ce chapitre est au programme de Enseignement scientifique au lycée, en classe de Première, année du Bac de français. Il est défini par le Bulletin Officiel de l'Éducation nationale, le texte de référence qui fixe ce qui doit être enseigné dans chaque matière.
Que faut-il savoir sur De la conversion biologique de l'énergie solaire par la photosynthèse à l'énergie nécessaire à tous les êtres vivants ?+
Photosynthèse et rendement de conversion. Productivité primaire et biomasse. Transferts entre niveaux trophiques. Combustibles fossiles comme photosynthèse ancienne. Les notions à maîtriser sont : photosynthèse, rendement, biomasse, trophique, productivité, matière organique.
Où télécharger la fiche PDF de De la conversion biologique de l'énergie solaire par la photosynthèse à l'énergie nécessaire à tous les êtres vivants ?+
Sur cette page, dans le bloc « Imprimer » : 3 documents à télécharger — le cours, les exercices et le corrigé — soit 5 pages au format A4, prêtes à imprimer. Le téléchargement est gratuit, immédiat, et ne demande ni compte ni adresse e-mail.
Le corrigé de De la conversion biologique de l'énergie solaire par la photosynthèse à l'énergie nécessaire à tous les êtres vivants est-il fourni ?+
Oui, et c'est un document à part : chaque exercice y est repris étape par étape, avec le barème détaillé en fin de fiche — ce qui est attendu, combien de points, et ce qui fait perdre le point. Un parent qui ne se souvient plus du programme peut corriger une copie avec.
De la conversion biologique de l'énergie solaire par la photosynthèse à l'énergie nécessaire à tous les êtres vivants peut-il tomber au Bac de français ?+
Ce chapitre fait partie du programme officiel de Première, il entre donc dans le périmètre du Bac de français. Le sujet exact varie chaque année et aucun chapitre n'est garanti, mais l'ensemble du programme de l'année est susceptible d'être évalué : mieux vaut ne pas parier sur des impasses.
Comment réviser De la conversion biologique de l'énergie solaire par la photosynthèse à l'énergie nécessaire à tous les êtres vivants efficacement ?+
Commence par lire la fiche de révision pour remettre la règle en place, puis enchaîne immédiatement sur le quiz de cette page. Répondre juste après avoir lu ne suffit pas : reviens sur le chapitre deux ou trois jours plus tard. C'est l'espacement des révisions, plus que leur durée, qui fait tenir une notion en mémoire. Une session de quinze minutes répétée vaut mieux qu'une heure unique.
Faut-il un compte pour s'entraîner sur De la conversion biologique de l'énergie solaire par la photosynthèse à l'énergie nécessaire à tous les êtres vivants ?+
Non. Les quiz, les corrections détaillées et les fiches de révision sont accessibles sans créer de compte et sans donner d'adresse e-mail. Le compte gratuit sert uniquement à conserver la progression d'un appareil à l'autre.
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