La décomposition de la matière organique dans le sol

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Le bois est de la matière organique

La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par des êtres vivants , végétaux, animaux, ou micro-organismes. Il s'agit par exemple des glucides, protides et lipides. À la différence de la matière minérale, la matière organique est souvent biodégradable. Elle peut ainsi être facilement recyclée en compost ou en biogaz.

Pour être précis la matière organique est constituée de composés organiques dont l'étude est l'objet de la chimie organique et de la biochimie. Outre le carbone et l'eau qui sont les composants essentiels, elle peut contenir aussi les éléments hydrogène (H), oxygène (O), azote (N), phosphore (P), soufre (S), fer (Fe)...

Dans un écosystème

La matière vivante

La composition des êtres vivants comprend surtout de l'eau (90% d'un végétal, 65% d'un être humain), mais aussi de minéraux (ions). La matière organique constitue un faible pourcentage de la matière fraîche, mais une forte part de la matière sèche:

Paroi des cellules végétales

• Glucides : cellulose, pectine.
• Lignine, tanins

L'acide palmitique, 16 atomes de carbone, un exemple d'acide gras. C'est le constituant principale de l'huile de palme, utilisée dans l'alimentation mais aussi pour produire des agrocarburants

Composants intra-cellulaires majeurs 

• Glucides : amidon, saccharose...
• Protides : protéines, acides aminés.
• lipides : graisses (triglycérides), acide gras.
• Acides nucléiques: ADN, ARN, nucléotides.

Composants intra-cellulaires mineurs

• Terpénoïdes.
• Flavonoïdes..

Les sols

La matière organique morte des sols constitue la nécromasse sur Terre, surtout en milieu froid. Quant à la matière organique vivante, elle constitue la biomasse.

Cette matière est :

• d'origine végétale: résidus alimentaires, bois, feuilles, fumiers, composts, tourbe...
• d'origine animale: cadavres d'animaux, êtres vivants du sol (souris, vers, collemboles, nématodes, etc.)
• L'humus.

C'est un réservoir important de carbone, et l'accélération de sa dégradation due au réchauffement climatique augmente les rejets de CO₂ et de méthane CH₄, qui sont des gaz à effet de serre.

Biodégradabilité

En biologie, on fait référence sous le terme de matière organique à la matière capable de se décomposer (ou de l'être), ou à la matière résultante de la décomposition. Il est vrai que la matière organique est bien souvent le reste d'un organisme vivant, et peut même contenir des organismes vivants, mais toute matière organique n'a pas à voir avec le vivant. À l'inverse, les polymères et les plastiques, si on peut les qualifier de « matériaux organiques », ne sont généralement pas considérés comme des matières organiques selon cette définition, car ils se décomposent très difficilement.

Le caractère biodégradable de la matière organique intéresse en particulier le secteur de la gestion et de la distribution des eaux. La détermination de la Demande Biologique en Oxygène (DBO) rend compte de la biodégradabilité d'une pollution organique dans une eau, du fait que les micro-organismes sont avides de matière organique. La détermination de la Demande Chimique en Oxygène (DCO) rend compte quant à elle de la matière organique dissoute, qu'elle soit biodégradable organique ou non. Ces analyses biochimiques possèdent toutes deux un protocole normalisé.

Ambiguïté de la notion de matière organique

La matière organique n'est pas nécessairement créée par des organismes vivants, et ces derniers ne reposent pas exclusivement sur elle. La coquille d'une palourde, par exemple, bien qu'elle soit le produit d'un organisme vivant, ne peut pas être décomposée — en premier lieu à cause de sa pauvreté en molécules organiques. Un contre exemple est l'urée, une substance organique qui peut être synthétisée sans avoir recours à une activité biologique.

La corrélation entre « organique » et organisme vivant vient de l'idée scientifique, aujourd'hui abandonnée, du vitalisme, laquelle attribuait à la vie une force spéciale qui lui conférait à elle seule le pouvoir de créer les substances organiques. La synthèse de l'urée par Friedrich Wöhler en 1828 fut une première remise en question de cette théorie, avant la microbiologie moderne.

La matière organique contient par définition du carbone. On la trouve dans la nature sous forme de matière d'origine animale ou végétale. Les chimistes élaborent des « composés » organiques de synthèse qui n'existent pas dans la nature à partir du pétrole, notamment du plastique. C'est le domaine de la chimie organique.

Exemple de matières plastiques :

• PVC : Polychlorure de vinyle (gouttières, bouteilles d’eau minérale...)
• PP : polypropylène (pot de yaourt, crème fraîche...)
• PET : Polyéthylène téréphtalate (bouteille de boissons gazeuses…)
• PS : Polystyrène (isolant thermique…)

Matières organiques dans l'eau

Le lien qu'ont les matières organiques avec l'eau est très important dans les secteurs qualité de l'eau. En effet, une certaine partie de la MO n'est pas accessible à l'analyse (en phase aqueuse). La matière organique dans l'eau se distingue en catégories :

• la matière organique particulaire ;

• la matière organique dissoute :
  • dont la MO volatile,
  • dont la MO non volatile.

Matières organiques fossiles

On distingue différents types de matières organiques fossiles :

• pétrole et gaz naturel sont les produits de la décomposition incomplète de matière organique bactérienne, microbienne produite en milieu océanique.
• charbon, lignite et tourbes sont le produit de la décomposition incomplète de végétaux terrestres, ou semi-aquatiques.

Utilisations pratiques

Utilisations énergétiques

Les liaisons carbone-carbone sont riches en énergie. La combustion des composés organiques libère cette énergie, sous forme de chaleur et peut-être utilisée pour divers besoins: chauffage, transport.

• Énergie fossile (pétrole..)
• Énergies ou biomasse non fossiles:
  • Bois
  • biogaz
  • Biocarburants: bioéthanol, biodiesel.

Engrais

Les éléments N, P contenus dans la matière organique peuvent être lentement libérés lors de la lente décomposition de matière organique contenue dans :

• le compost
• le fumier
• le lisier
• le purin

Ils sont donc utilisés comme fertilisants.

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Liens externes

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