Écologie

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L'essentiel

L'écosystème est une notion locale, qui concerne l'interaction entre des êtres vivants et les ressources offertes localement par leur environnement. Ils établissent une dépendance fragile, qui peut être menacée lors d'accidents ou crises écologiques, comme la prolifération anormale de prédateurs, mais aussi des rejets polluants ou des dégradations réalisées par l'espèce humaine. Ces écosystèmes interagissent entre eux, à travers notamment les chaînes alimentaires. Devant les conséquences planétaires des modifications écologiques, des mouvements environnementalistes ont vu le jour, depuis les années 1970, comme notamment des partis écologistes dits partis « verts ».

La fiche

L'environnement désigne le milieu qui nous entoure, de manière naturelle comme artificielle. En raison des enjeux politiques, commerciaux, sociaux, écologiques, qu'il recouvre, le terme « environnement » a maintenant une dimension mondiale. L'écosystème désigne, quant à lui, l'ensemble des êtres vivants, de leur environnement (géologique, atmosphérique…) et de leurs ressources. En raison des multiples interactions, les activités humaines ont profondément perturbé les écosystèmes locaux de nombreuses espèces, si bien que l'écologie et les questions environnementales sont devenues une des préoccupations de premier plan des pays industrialisés.
Environnement
Étymologiquement, environnement vient du verbe « virer », du vieux français viron, cercle et du latin vibrare, tourner. On parle d'ailleurs des environs pour désigner les alentours d'un lieu. Le terme « environ » date du xe siècle, et le mot environnement fait son apparition au xiiie siècle. De nos jours, il fait référence au milieu local (écosphère, biosystème, biosphère) voire à l'échelle globale (Terre). Cette définition est empruntée en 1964 à l'anglais environment (lui-même issu du français) et remonte aux années 1920, où les conditions naturelles ou culturelles permettant d'agir sur le développement des organismes vivants et des activités humaines, sont clairement identifiées et étudiées.
On peut définir l'environnement comme les ressources naturelles végétales et animales interagissant avec les activités humaines.
Brève histoire de notre perception de l'environnement
La perception que nous avons de notre environnement a changé, selon que l'on se place à un niveau local (village, cadre de vie, poubelle, par exemple) ou à l'échelle mondiale (pollution planétaire, réchauffement climatique, par exemple). La vision planétaire de notre environnement a bénéficié du développement des images satellites.
Actuellement, notre environnement est de moins en moins rural et de plus en plus urbain. Il devient donc de plus en plus contrôlé et construit. Il s'éloigne du terme de « nature ».
Le contrôle de l'environnement est assuré par les collectivités qui délèguent certaines actions à des entreprises privées : gestion des déchets, de l'eau, des espaces verts, voirie.
L'environnement n'est plus directement exploité que par quelques professions (agriculteurs, forestiers, pêcheurs, etc.), il est désormais exploité indirectement et ses ressources sont moins facilement localisables.
L'environnement est perçu comme une ressource finie, non inépuisable. Les concepts de développement durable attirent notre attention sur la notion de legs aux générations futures.
L'environnement peut subir des atteintes physiques, chimiques (pollutions), écologiques, biologiques, sociales (surpopulation par exemple). Cette perception, liée à notre qualité de vie, a engendré des efforts pour réduire les pollutions, réduire le gaspillage des ressources, notamment énergétiques, et contribuer au recyclage des déchets.
Cependant, le terme d'environnement n'est pas synonyme d'écologie. La définition normalisée de l'environnement est : « Milieu dans lequel les organismes fonctionnent, incluant l'air, l'eau, la Terre, les ressources naturelles, la flore, la faune, les êtres humains, et leurs inter-relations. » L'écologie est la science qui étudie les processus des êtres vivants, sans se limiter aux hommes.
Les crises écologiques majeures
On cite actuellement : le réchauffement climatique (effet de serre) ; le trou dans la couche d'ozone ; la déforestation massive ; la production des déchets ; l'épuisement des ressources en eau ; la dégradation ou l'épuisement des sols ; les marées noires ; les pollutions industrielles ou nucléaires ; la surpêche ; les produits chimiques présents dans l'environnement, notamment eau et air ; les pollutions électromagnétiques.
Exemple : l'effet de serre. Le réchauffement planétaire, ou du moins l'accentuation de ses variations climatiques, a pointé du doigt l'effet de serre. La compréhension des phénomènes à son origine est d'ailleurs devenue une préoccupation de premier plan. Parmi les molécules responsables de cet effet, il faut citer le dioxyde de carbone CO2 (responsable à 70 %), la vapeur d'eau H2O, le méthane CH4 (responsable à 15 %), des composés dits « halogénés » à quelques pour-cent (composés fluorés par exemple), et le protoxyde d'azote N2O à 15 %. Pour simplifier, l'effet de serre est l'échauffement de l'atmosphère terrestre provoqué par des gaz qui emprisonnent la chaleur que dégage la Terre. Le développement industriel accru depuis le début du xxe siècle a favorisé la production de ces gaz dans l'atmosphère.
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L'effet de serre : un mécanisme naturel© rue des écoles
L'effet de serre : un mécanisme naturel
L'effet de serre peut être envisagé comme un effet de redistribution de l'énergie lumineuse solaire à la surface de la terre. L'énergie lumineuse est captée par la surface de la terre, qui s'échauffe et réémet ainsi un rayonnement thermique dans l'infrarouge, notamment en direction de son atmosphère. Dans le cas où celle-ci contient des molécules de type CO2 (dioxyde de carbone), CH4 (méthane), des dérivés halogénés (contenant par exemple du chlore ou du brome, comme les CFC), mais aussi de la vapeur d'eau H2O, l'énergie émise par la terre et située dans l'infrarouge est absorbée par ces molécules, qui acquièrent du coup davantage d'énergie cinétique : elles sont plus agitées, l'atmosphère s'échauffe. L'énergie émise par la terre est « piégée » par les gaz à effet de serre.
Sensibilisation aux questions environnementales
Des journées spéciales sont mises en place pour sensibiliser les hommes à leur environnement. Ainsi, le jour de l'équinoxe (20 ou 21 mars) est décrété « Jour de la Terre » ; le 22 septembre est la « Journée sans voiture » ; le 16 septembre est la journée de protection de la couche d'ozone ; le 8 juin est consacré à la protection globale de l'océan. En plus des journées consacrées aux éléments (la journée de l'eau le 22 mars, par exemple), on trouve celle pour la protection des espèces animales (journée de la baleine le 13 mai).
De nombreuses associations ont vu le jour : GreenPeace, Amis de la Nature, WWF, Ligue de protection des oiseaux, etc. La préoccupation fait même l'objet d'un code de l'environnement, d'une veille environnementale, on parle de l'aménagement du territoire et de l'environnement. Au niveau politique, en France, un ministère de l'environnement et du développement durable a vu le jour. Des pratiques visant à respecter l'environnement font l'objet d'un enseignement obligatoire récent au collège.
Écosystème et écologie
L'écosystème désigne l'ensemble des êtres vivants, de leur environnement géologique, atmosphérique, de leurs ressources, ainsi que leurs interactions. Le terme a été inventé par A. Tansley en 1935. L'interaction entre le contexte écologique et la population vivante est un équilibre toujours instable. L'écosystème est une notion locale.
Le terme d'écologie vient du grec oikos (maison) et logos (science). C'est donc la science de l'habitat. Le terme a été inventé en 1866 par E. Haeckel. L'écologie s'intéresse donc aux échanges de matière et d'énergie dans l'écosystème, qui est un habitat localisé. En toute rigueur, l'étude des phénomènes globaux sur Terre (effet de serre, pollution) ne peut pas relever de l'écologie et encore moins de l'écosystème, malgré les nombreux abus de langage des hommes politiques…
La biodiversité
La Terre comprend l'hydrosphère (eau), la lithosphère (sol) et l'atmosphère (air). La biosphère comprend l'ensemble des êtres vivants à la surface de la Terre. Elle s'étale environ entre une profondeur de 11 km (dans les océans) et s'élève à environ 15 km dans les airs. La biosphère comprend de nombreux éléments comme de l'azote, du carbone, des ions (calcium, potassium) indispensables à la vie. Ils se séparent en éléments minéraux et organiques. La biosphère interagit avec l'atmosphère via ses échanges respiratoires (dioxygène, diazote, dioxyde de carbone) ; les courants aériens permettent ensuite leurs circulations. La lumière et les conditions climatiques (notamment de température) et la composition de l'air (20 % de dioxygène, 80 % de diazote environ) sont importantes.
Écosystèmes et chaînes
On peut distinguer, par exemple, des écosystèmes forestiers (forêts) et des écosystèmes aqueux (océans, lacs, rivières). Ces écosystèmes peuvent être reliés : on dit qu'il y a interdépendance. Ainsi, la relation de prédation est importante dans la chaîne alimentaire : l'herbe est consommée par un herbivore lui-même consommé par un carnivore qui est ensuite dévoré par un carnivore plus grand ou plus intelligent. Cette chaîne alimentaire mêle plusieurs écosystèmes et les rend interdépendants. On distingue enfin les producteurs (végétaux autotrophes) qui consomment des minéraux et produisent de la matière organique ; les consommateurs (animaux), phytophages (herbivores) ou carnivores ; les décomposeurs (bactéries, champignons) qui restituent au milieu les éléments minéraux. On parle enfin de niche écologique pour désigner la partie d'un écosystème habitée par une espèce (territoire, régime alimentaire, etc.). Pratiquement, deux espèces ne peuvent pas se partager la même niche écologique : il y a compétition.
Les écosystèmes marins couvrent les trois quarts de la Terre. Les activités humaines ont considérablement réduit les écosystèmes forestiers (déforestation) et accentuent les écosystèmes extrêmes (désertification).
Crises écologiques
Il s'agit d'une situation où l'environnement se dégrade au point de menacer la survie d'une population. Il peut s'agir de l'augmentation des pluies ou des températures, de l'augmentation des prédateurs (pêche intensive), d'une surpopulation. Ainsi, l'île de Pâques a fait l'objet d'un désastre écologique : la complète déforestation réalisée pour l'édification des statues monumentales a, à terme, mené à la disparition de la civilisation.
L'eutrophisation des lacs en est un autre exemple.
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L'eutrophisation d'un lac par des engrais azotés© rue des écoles
L'eutrophisation d'un lac par des engrais azotés
Le ruissellement des eaux de pluie entraîne un enrichissement des eaux en engrais azotés, qui se retrouvent dans un lac. Sous l'effet de l'éclairement solaire, ces éléments azotés favorisent la prolifération anormale des algues en surface du lac. Cette barrière en surface empêche la pénétration de la lumière au fond du lac et donc un manque de production de dioxygène au fond du lac. Il y a mort et décomposition des végétaux au fond du lac.
Un exemple de développement durable
Afin de préserver les ressources naturelles existantes sur Terre, ou bien de réduire la prolifération des éléments polluants dans notre environnement, des mesures sont prises à divers niveaux de la société pour sensibiliser la population et pour développer des solutions alternatives.
Ainsi, face à l'épuisement des ressources en pétrole d'ici quelques dizaines d'années, les constructeurs automobiles développent des moteurs exploitant du bioéthanol ou des huiles végétales (huile de colza). On peut aussi envisager de recourir à l'énergie « cachée » dans les déchets organiques (la biomasse) en la convertissant en une forme d'énergie utilisable. Il s'agit de récupérer l'énergie qui se forme au niveau moléculaire dans les liaisons des molécules organiques présentes dans les déchets.
De plus en plus de centrales productrices d'électricité font appel à des modes alternatifs comme l'énergie éolienne. Enfin, les citoyens sont appelés à traiter leurs déchets dans le but de pouvoir mieux les recycler et d'en éliminer les agents polluants.
L'attention est de plus en plus attirée vers une démarche citoyenne visant à avoir une consommation énergétique maîtrisée, afin de réduire l'impact sur l'environnement mais aussi préserver les ressources qui se tarissent. Actuellement, on s'intéresse de très près aux prototypes de moteurs dits à piles à combustion. Moins polluants (ils ne rejettent que de la vapeur d'eau et ne consomment que du dioxygène présent dans l'air et du dihydrogène extrait de l'eau de mer), ces moteurs tirent leur énergie de la rupture des liaisons simples dans les molécules H2 (dihydrogène) et O2 (dioxygène) lors de la fabrication de la molécule d'eau (selon 2 H2 + O2 → 2 H2O). Augurant des futurs modes de propulsion, quelques voitures de ce type existent actuellement dans le monde ; la difficulté réside dans l'extraction du dihydrogène de l'eau salée (par électrolyse) et dans le stockage du dihydrogène.

Zoom sur…

Les métaux lourds
Dans les rades de Brest, de Toulon et de Marseille, et même de Venise, les ports sont de plus en plus encombrés par des sédiments très pollués responsables de maladies. Les vases et boues sont ainsi contaminées en grande partie par des métaux toxiques (plomb, cuivre, cadmium) et des rejets organiques évalués à 15 millions de mètres cubes. Pour les détoxifier, il a été entrepris une étude depuis 2005 afin de recycler ces boues et les transformer en ciments ou remblais non toxiques.

Pour aller plus loin

Repères bibliographiques
C. Chaline, J. Dubois-Maury, La ville et ses dangers, Masson, 1994.
R. Dajoz, Précis d'écologie, Dunod, 2006.
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