Requiem pour une pomme pourrie

Les fruits et les légumes se décomposent en... (123RF/Lightwise)

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Les fruits et les légumes se décomposent en raison des différents types de microbes qui vivent dessus.

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(Québec) CHRONIQUE / «J'ai récemment appris tous les avantages de faire du compostage, que ce soit en grande ou en petite quantité. Non seulement nous récupérons une matière renouvelable, mais nous créons en plus du biométhane, dont on peut tirer de l'énergie. Mais comment des fruits et des légumes peuvent-ils se décomposer entre eux? Comment le biométhane est-il produit?» demande Steven McAllister de Québec.

En fait, ce ne sont pas les fruits et légumes qui se «décomposent entre eux», mais plutôt des microbes qui vivent dessus. Essentiellement, on peut dire sans trop exagérer que tous les aliments (comme tout ce qui nous entoure) sont plus ou moins couverts de microorganismes, puisque ceux-ci sont présents partout. Cette «faune» extrêmement diversifiée n'est pas tout adaptée pour prospérer à la surface d'un fruit ou d'un légume, mais certains groupes de bactéries et de champignons microscopiques sont bien équipés pour se nourrir de matière végétale. Ce sont donc eux qui vont se multiplier le plus rapidement sur la nourriture et qui, en la «digérant», vont la dégrader, la faire pourrir.

Ce phénomène se produit de manière universelle: on peut le retarder par diverses méthodes de conservation (séchage, marinade, réfrigération ou congélation, etc.), mais en fin de compte, les microbes finissent toujours par «gagner». Il n'y a rien à faire, vraiment, à part bien sûr tout manger avant eux...

L'endroit, la clé

Cela dit, la clé de toute cette histoire est l'endroit où la décomposition se produit. La plupart du temps, les aliments sont laissés à l'air libre, donc en présence d'oxygène. Ce sont alors des microbes dits aérobies qui fleurissent, en «brûlant» les sucres et les graisses des aliments pour en tirer de l'énergie, grosso modo comme nous le faisons en respirant. Il s'agit d'un procédé beaucoup plus efficace que les procédés dits anaérobies, qui surviennent en l'absence d'oxygène - la combustion d'une molécule de sucre libère 18 fois plus d'énergie que sa fermentation. Ajoutons à cela que l'oxygène est souvent toxique pour les bactéries anaérobies et l'on comprend pourquoi ce sont les décomposeurs aérobies qui prennent le pas à l'air libre.

Quand cela survient, le contenu en carbone des aliments est transformé en énergie par combustion, ce qui rejette du gaz carbonique et de la vapeur d'eau. Les bactéries utilisent aussi d'autres nutriments, mais il reste toujours une petite partie plus minérale qu'elles sont incapables de digérer et qu'elles laissent derrière - c'est le compost.

Différentes transformations

Maintenant, il y a tout de même des endroits sur Terre, et davantage qu'on le croit, où il n'y a pratiquement pas d'oxygène. Par exemple, au fond de certains lacs, en des endroits où l'eau stagne, longtemps, la faune et les bactéries ont vite fait de consommer tout l'oxygène disponible. Et dès qu'il n'en reste plus, ce sont des bactéries anaérobies qui dominent.

Or celles-ci ne transforment pas la matière organique de la même manière que leurs consoeurs qui aiment l'oxygène. Elles font de la fermentation, pas de la combustion, et ne produisent donc pas les mêmes déchets. Ceux-ci varient selon le type de fermentation - les levures font de l'alcool, par exemple, certaines bactéries font de l'acide lactique, etc. -, mais l'essentiel, pour répondre à la question de notre lecteur, est que certains microbes appartenant à un (très) grand groupe nommé archées font du méthane. Quiconque a déjà fait un peu de canot dans un marécage en a d'ailleurs déjà vu le résultat - quand on pèse sur le fond, des bulles de gaz remontent à la surface.

Pour produire du biométhane à partir de déchets en général - comme le fait Montréal depuis longtemps dans l'ex-dépotoir de la carrière Miron et bientôt ailleurs - ou d'un mélange d'eaux usées et de restes de table - comme Québec se propose de le faire d'ici 2022 -, il faut des bactéries comme celles-là, que l'on installe dans un «digesteur» étanche, à l'abri du méchant oxygène.

Il faut également d'autres sortes de bactéries, remarquez bien, parce que les méthanogènes ne sont pas particulièrement bonnes à briser directement la nourriture. Il faut d'autres microbes pour commencer le travail: d'abord, des microbes dits hydrolitiques, c'est-à-dire capables de briser en maillons plus petits les grandes chaînes de molécules que sont les sucres complexes (comme les amidons), les graisses et les protéines. Ensuite, d'autres espèces de bactéries qui se nourrissent de ces «maillons» prennent le relai, en refermentant les «déchets» qu'ont laissés les microbes hydrolitiques et en rejetant des acides. Le flambeau est alors passé à d'autres bactéries encore qui re-refermentent tout cela pour produire de l'acétate (CH3COO-) et un peu d'hydrogène (H2). Et enfin, des espèces méthanogènes se nourrissent d'acétate et rejettent du méthane - certaines recombinent également de l'hydrogène avec du CO2, gaz carbonique qui est produit à diverses étapes.

Bref, contrairement à la combustion, qui brise rapidement et complètement les sucres, graisses et protéines en molécules plus petites (CO2 et vapeur d'eau), la digestion anaérobique est plus lente et se fait en plusieurs étapes.

Sources:

- Ryan Graunke, «Anaerobic Digestion: Microbiology and Biochemistry», Biogas: A Renewable Biofuel, University of Florida, 2012, goo.gl/iqE7RB

- F. H. Liu et al., «The structure of the bacterial and archaeal community in a biogas digester as revealed by denaturing gradient gel electrophoresis and 16S rDNA sequencing analysis», Journal of Applied Microbiology, 2009.

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