Biochimie N. m. * cycle : du grec kuklos {cycl(o)-, -cycle, -cyclique}, cercle, roue ; * azote : du préfixe a privatif et du grec zôê , la vie. {azot(o)-, -azoïque} : l’azote ne permet pas la vie ; qui contient de l’azote. Il faut le reconnaître, le problème n’est pas très simple à comprendre si l’on n’a pas quelques connaissances élémentaires de chimie, car l'azone atmosphérique N2 va subir une série de transformations dans les différents compartiments de la biosphère (atmosphère, hydrosphère, lithosphère), ce qui justifie l'adjectif biogéochimique. L’azote et ses dérivés font cependant partie des produits qui peuvent bouleverser l’équilibre d'un milieu, de la flaque d'eau en passant par un aquarium, un étang, un lac jusqu'à la mer. I - L’ AZOTE Son symbole chimique est la lettre « N » qui vient du mot « Nitrogène », autre nom plus ancien de l’azote. L’air en contient 79 % mais ni les animaux, ni les plantes aquatiques ne peuvent l’absorber à l’état gazeux. Remarque : on sait aujourd’hui que certaines bactéries (Rhizobium) fixées sur les racines de légumineuses forment des produits capables de transformer directement l’azote de l’air en engrais azotés. En retour, grâce à la photosynthèse, la plante fournit aux bactéries des substances nutritives. Cette symbiose est utilisée actuellement au Sahel avec les acacias. Pour en savoir plus, quelques articles un peu anciens mais très intéressants : La Recherche de janvier 1985 : « Fixation de l’azote et agriculture tropicale » ; La Recherche de mai 1988 : « Les engrais verts à l’honneur » ; La Recherche de juin 1991 : « Les acacias fixateurs d’azote du Sahel ». Dans la nature, l’azote est combiné à d’autres substances provenant essentiellement de la décomposition des matières organiques, animales et végétales. On parle alors de composés azotés. II - DANS UN MILIEU FERMÉ (aquarium, étang ...) Pour bien comprendre ce qui se passe dans ce milieu, je vous propose un schéma évolutif en quatre parties essentielles : * formation des matières organiques, * transformation en ammoniac et ions ammonium, * apparition des nitrites toxiques, * nouvelle transformation en nitrates. 1 - Décomposition : Malgré tous les systèmes de filtration et de nettoyage de l’eau, il reste toujours des matières organiques provenant de la décomposition des végétaux et des surplus d’aliments, ainsi que des excréments des poissons et invertébrés et de leurs cadavres. A ce stade, on peut intervenir en limitant les apports nutritionnels (organiques) et en enlevant immédiatement les poissons morts. Ces quelques précautions limiteront la quantité de matières organiques de l’eau. 2 - Ammonisation A partir de ces matières organiques et grâce à l’action de nombreuses bactéries présentes dans le sol, sur les matières filtrantes et tous les supports, deux produits vont apparaître dans l’eau : * L’ammoniac : NH3 très toxique et très soluble dans l’eau * Les ions ammonium : (NH4) + de toxicité moindre. Il est actuellement reconnu que ces deux facteurs vont varier en fonction du pH (signifie « potentiel Hydrogène : c’est le degré d’acidité ou de basicité - syn. alcalinité - de l’eau) et qu’ils seront nettement moins dangereux si ce pH est inférieur à 7, c’est-à-dire si l’eau est légèrement acide. REMARQUE : pour les aquariophiles, on voit ici l’importance de surveiller soigneusement l’eau d’un aquarium marin, où le pH est normalement basique. 3 - Nitrosation et apparition des nitrites Un autre groupe de bactéries (Nitrosomonas par exemple) est capable, en présence d’oxygène de transformer l’ammoniac et les ions ammonium en nitrites : (NO2) - . Ces bactéries ayant besoin d’oxygène pour faire ces transformations, il est très important d’avoir * une eau bien aérée dont la surface n'est pas colmatée par des algues flottantes, * une eau non stagnante et surtout : * un sol permettant la circulation de l’eau, donc à granulométrie assez grossière. 4 - Nitratation C’est la dernière étape de la dégradation qui aboutit, grâce à d’autres bactéries (Nitrobacter par exemple), à la formation de nitrates qui ne sont dangereux qu’à des concentrations importantes. Cette dernière étape se fait aussi par oxydation. III) NITRIFICATION : bilan et conditions Matières organiques ---> ammoniac et ions ammonium ---> nitrites ---> nitrates. Quand cette chaîne de réactions se produit correctement, l’avantage permanent est que, à partir d’un produit très toxique (ammoniac), on obtient un composé peu dangereux pour les êtres vivants (nitrates) et qui sert d’aliment aux plantes, donc qui va progressivement disparaître. Les plantes absorbent aussi une petite partie des nitrites.