Fiche de révision
SVTEEHB

Flux et dissipation de l’énergie dans un écosystème

Du soleil au lion : à chaque maillon, l’énergie se dissipe en chaleur ; elle circule mais ne se recycle pas.

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Fiche de révision de SVTEEHB : « Flux et dissipation de l’énergie dans un écosystème », proposée par ndolomath.com

Flux et dissipation de l’énergie dans un écosystème

Module I : Le monde vivantSéquence 6 : Le flux d’énergie et les cycles du carbone et de l’azote dans les écosystèmesSéance 37 : Le flux et la dissipation de l’énergie dans un écosystème
💡 Idée principale : l’énergie entre dans l’écosystème sous forme de lumière, captée par les producteurs, puis passe de niveau en niveau sous forme d’énergie chimique. À chaque transfert, une grande partie est dissipée en chaleur (respiration) ou perdue dans les déchets : seulement 10 % environ passe au niveau suivant. L’énergie circule en sens unique, la matière se recycle.
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Étapes résumées
  1. Les producteurs n’utilisent qu’environ 1 % de l’énergie solaire reçue.
  2. Production brute − respiration = production nette, disponible pour le niveau suivant.
  3. Rendement d’un niveau au suivant : environ 10 %.
  4. Pertes : respiration (chaleur), parties non mangées, excréments.
  5. Conséquence : les chaînes alimentaires sont courtes (4 à 5 maillons).

Situation problème

Un éleveur de Ngaoundéré se demande s’il vaut mieux cultiver du maïs pour nourrir directement sa famille, ou utiliser ce maïs pour nourrir des poulets qu’il mangera ensuite. Son fils, élève de Première D, lui affirme que « manger le maïs nourrit beaucoup plus de personnes que manger les poulets nourris au maïs ».

Consignes :

  1. Relève le problème posé.
  2. Que devient l’énergie du maïs mangé par un poulet ?
  3. Le fils a-t-il raison ? Propose une explication.
le problème
le maïs
la volaille
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Compétence visée

Réduire les conséquences néfastes des activités humaines sur les ressources naturelles.

Objectifs de la leçon

  • Décrire le flux d’énergie à travers les niveaux trophiques.
  • Calculer un rendement écologique.
  • Expliquer la dissipation de l’énergie et ses conséquences.

Le flux d’énergie dans l’écosystème

1. Du soleil aux consommateurs

Document 1 : schéma du flux d’énergie (valeurs arrondies).

2. Un flux à sens unique

L’énergie lumineuse est convertie en énergie chimique par la photosynthèse. Elle passe ensuite d’un niveau à l’autre par l’alimentation. À chaque niveau, la respiration libère de la chaleur qui quitte l’écosystème : l’énergie ne revient jamais aux producteurs. C’est un flux et non un cycle.

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Les pertes à chaque niveau

Activité 1 : le devenir de l’énergie chez un herbivore

Le document 2 montre ce que devient l’énergie fixée par 1 m² de prairie broutée par un bœuf (valeurs arrondies, en kJ).

Document 2 : de la production brute à la production nette de l’herbivore.

  1. Quelle part de la production brute est utilisée par la plante pour respirer ?
  2. Calcule le rendement entre la production nette végétale et la production nette de l’herbivore.
  3. Cite les causes des pertes.
Ce qu’il faut comprendre : la plante consomme 400 kJ pour sa respiration (40 %). L’herbivore n’ingère qu’une partie de la plante, n’assimile qu’une partie de ce qu’il mange (le reste part dans les excréments) et respire beaucoup. Rendement : 22 ÷ 600 × 100 ≈ 4 %. Les pertes sont la chaleur de la respiration, les parties non consommées et les excréments.
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3. Rendement écologique

rapport entre l’énergie (ou la production) d’un niveau trophique et celle du niveau qui le nourrit : R = production du niveau n+1 ÷ production du niveau n × 100. Il est souvent proche de 10 %.

Conséquences

Exemple guidé

Un champ de maïs fixe 100 000 kJ (production nette). Avec un rendement de 10 %, combien d’énergie récupère-t-on en mangeant les poulets nourris avec ce maïs ? Et en mangeant le maïs ?

Solution :
Poulets : 100 000 × 10 / 100 = 10 000 kJ.
Maïs mangé directement : 100 000 kJ (environ 10 fois plus).
Raccourcir la chaîne alimentaire permet de nourrir plus de personnes.
les kilojoules
la poule
les molécules d’ATP
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Ce qu’il faut en déduire

  • Les chaînes alimentaires sont courtes : l’énergie disponible devient trop faible après 4 ou 5 maillons.
  • Les super-prédateurs (lion, aigle) sont peu nombreux et très sensibles aux perturbations.
  • Pour l’alimentation humaine, les produits végétaux (haricot, arachide, soja) sont plus économes en énergie que la viande.

Trace écrite : ce que je retiens

À retenir
  • L’énergie entre dans l’écosystème sous forme de lumière, captée par les producteurs.
  • Elle passe de niveau en niveau sous forme d’énergie chimique (matière organique).
  • À chaque niveau, une grande partie est dissipée en chaleur par la respiration ou perdue dans les déchets.
  • Le rendement écologique est d’environ 10 % d’un niveau au suivant.
  • L’énergie suit un flux à sens unique ; la matière, elle, est recyclée par les décomposeurs.
je retiens
l’énergie (ATP)
le recyclage
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Vocabulaire à connaître

Flux d’énergiepassage de l’énergie à travers les niveaux trophiques.Production primairematière organique fabriquée par les producteurs.Production netteproduction brute moins la respiration.Rendement écologiquepourcentage d’énergie transmise au niveau suivant.Dissipationperte d’énergie sous forme de chaleur.

Je m’évalue

1. Sous quelle forme l’énergie entre-t-elle dans l’écosystème ?
2. Sous quelle forme est-elle surtout perdue ?
3. Un niveau dispose de 5 000 kJ : combien au niveau suivant (10 %) ?
4. Pourquoi les chaînes alimentaires sont-elles courtes ?

Réponses : lumière solaire · chaleur (respiration) · 500 kJ · trop d’énergie perdue à chaque niveau. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

je réfléchis
le cortex
la lumière
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Erreurs fréquentes

  • Dire que l’énergie est « recyclée » : c’est la matière qui est recyclée, l’énergie est dissipée.
  • Croire que toute la nourriture mangée devient de la chair.
  • Oublier la respiration des producteurs dans le calcul de la production nette.

Méthode

Pour calculer un rendement : identifie bien les deux valeurs (niveau donneur et niveau receveur), divise le receveur par le donneur et multiplie par 100. Commente toujours le résultat (pourquoi il est faible).

Activité d’intégration

Une étude dans le lac de Lagdo montre que les algues fixent 80 000 kJ/m²/an, les petits crustacés 8 000 kJ, les tilapias 800 kJ et les gros poissons carnassiers 60 kJ. Les pêcheurs se demandent pourquoi les gros poissons sont si peu nombreux.

  1. Construis la pyramide des énergies de cet écosystème.
  2. Calcule le rendement entre chaque niveau.
  3. Explique la rareté des gros poissons carnassiers.

La correction détaillée de cette activité et d’autres sujets type est dans les cours et exercices corrigés.

les poissons
le poisson
le tilapia
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