L'aquariophilie pour des aquariums modernes

Définition de cycle de l'azote

Que signifie cycle de l'azote ?

Définition cycle de l'azote:

Le cycle de l'azote, ou cycle azoté, consiste en une succession de processus naturels qui transforment l'azote N en substances organiques, c'est-à-dire en ammoniac, ammoniaque, nitrite et nitrate, puis finalement en azote gazeux N2. Le N de vient du mot Nitrogène, le nom scientifique de l'azote. En aquarium, c'est la fin du premier cycle de l'azote qui date la fin du cyclage aquarium, une durée supérieure au passage du pic de nitrite.

schéma du cycle de l'azote
Le cycle de l'azote consiste en 6 étapes simples et cette définition générale ne concerne pas uniquement le cycle azoté en milieu aquatique, mais s'applique à tous les milieux.

Parmi les expressions trouvées, on trouvera différentes formes de l'azote incluant HNO3, l'acide nitrique, HNO2, l'acide nitreux, NO3-, l'ion nitrate, NO2-, l'ion nitrite, NH4+, l'ion ammonium, NH3, l'ammoniac, NH4OH, l'ammoniaque, N2, le diazote ou azote gazeux. L'azote existe donc sous forme gazeuse, organique (déchets de matière organique), et minérale.


Les étapes du cycle azoté:

1. La fixation:
L'azote gazeux est transformé en composés minéraux par les cyanophycées (Anaebaena, Nestoc, Phormidium) ou les bactéries (Azotobacter, Clostridium, Desulfovibrio). Ce phénomène ne touche que les organismes primitifs.

2. L'assimilation:
L'assimilation de l'azote dans le cycle consiste à transformer des composés minéraux en matière organique (par les organismes autotrophes, c'est à dire les végétaux) ou de la matière organique en autre matière organique (par les hétérotrophes, c'est à dire les animaux). Ce processus constitue ce que l'on nomme synthèse des protéines. Ainsi, un végétarien transformera les protéines végétales en protéines animales, dont les carnivores se nourriront pour fabriquer d'autres protéines. Seuls les végétaux (dont font partie les bactéries) sont capables de synthétiser des protéines à partir d'éléments minéraux, c'est la raison pour laquelle on peut cultiver des plantes grâce à une solution nutritive ne comportant que des sels minéraux, chose qu'il serait vain d'entreprendre avec un animal.

3. L'excrétion:
Il s'agit de l'émission de matières organiques non assimilées, car non digestibles, et de molécules plus petites, résultant de la dégradation plus ou moins complète de la matière organique, telles que l'ammoniac (amphibiens de forme larvaire, bactéries, invertébrés et vertébrés aquatiques), l'urée (amphibiens adultes et vertébrés terrestres) ou sous sa forme acide en acide urique (reptiles terrestres et oiseaux).

4. L'ammonification:
Les molécules issues du métabolisme et présentes dans le milieu après excrétion, sont décomposées en ammoniac (une forme minérale de l'azote) par des bactéries (Achromobacter, bacillus, Clostridium, Corynebactérium, Flavobacterium, Nitrococcus, Proteus, Pseudomonas, Sarratia).

5. La nitrification:
C'est la succession de deux processus: la nitratation, qui conduit les ions ammonium à s'oxyder en nitrites par des bactéries (Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrospira) et la nitratation, qui transforme les nitrites en nitrates par des bactéries également (Nitrobacter).

6. La dénitrification:
Processus inverse du précédent, conduisant à la réduction des nitrates en nitrites puis éventuellement en diazote ou ammoniac et effectué grâce à des bactéries dénitrifiantes (Azotobacter, Arthrobacter, Bacillus, Pseudomonas, Thiobacillus).


La biogenèse du cycle de l'azote en aquariophilie:

En premier lieu,, il faut rappeler l'importance du cycle de l'azote et du danger potentiel lié à la présence des nitrates dans l'aquarium. L'analyse élémentaire de la matière sèche des êtres vivants montre que les éléments chimiques les plus abondants sont le carbone, l'Hydrogène, l'Oxygène et l'azote (environ 90 % de la masse). Le carbone constitue le squelette des corps organiques, et la présence d'azote permet de différencier les protides des glucides et lipides.

Pour leur alimentation, les animaux ont besoin presque exclusivement de composés azotés organiques que les enzymes de la digestion décomposent, par étapes, en éléments acides assimilables (acides aminés). En revanche, les végétaux absorbent l'azote principalement sous forme minérale (nitrique et ammoniacale) et accessoirement sous forme organique (acides aminés, vitamines). L'étude et la maîtrise du cycle de l'azote restent donc très importantes pour l'aquariophile.

Le cycle de l'azote se décompose en plusieurs phases distinctes même si elles ne sont pas séparables. Rappelons également en préambule que l'azote peut (co)exister sous plusieurs formes: gazeux, organique ou minéral.

Commençons d'abord par le processus de minéralisation de l'azote organique: les protides sont constitués des acides organiques aminés d'une part, et des composés formés par ces acides aminés (peptides, polypeptides, protéides) d'autre part. La première étape de la dégradation biochimique des protéides est, comme pour les autres composés organiques, une hydrolyse enzymatique qui conduit à des aminoacides. La diversité de ces composés, et la complexité de l'ensemble des réactions de dégradation ne permettent pas d'en donner un schéma général, d'autant plus que les voies suivies par la biodégradation sont souvent différentes selon qu'il s'agit de micro-organismes, de plantes ou d'animaux. On se bornera à envisager le sort de l'azote dans les amino-acides. Leur biodégradation comprend deux étapes, l'ammonisation et la nitrification:L'ammonification (ou ammonisation): la dégradation des acides aminés commence par la désamination (perte de la fonction amine), pour laquelle de nombreuses espèces de micro-organismes jouent un rôle important. C'est un phénomène banal qui peut s'effectuer selon plusieurs modes (lyase catalysant la rupture de la molécule, hydratation, réduction) qui conduisent tous à la formation d'ammoniac (NH3), quelle que soit son origine (excès de nourriture, excréments, débris végétaux, cadavres d'animaux).La nitrification: elle intervient par la suite, c'est un autre grand phénomène naturel de chimie microbienne qui, en deux stades successifs, produit de l'acide nitrique à partir de l'ammoniac:la nitrosation: l'ammoniac est oxydé en acide nitreux HNO2 par des organismes, non plus banals comme le sont les bactéries ammonisantes, mais spécifiques: les Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosospira, qui vivent dans les sols et se cultivent dans les lits bactériens des stations d'épuration. L'acide nitreux donne en solution des nitrites (NO2-), très toxiques.la nitratation: d'autres bactéries, les Nitrobacter, oxydent ensuite l'acide nitreux et les nitrites en acide nitrique (HNO3), qui donne en solution les nitrates (NO3).
Ainsi s'achève la biodégradation de l'azote organique qui retourne au monde minéral sous forme de nitrates.

La biogenèse de l'azote organique à partir de l'azote minéral résulte de l'équation chimique:
R - CO - COOH + NH3 -----> R - CHNH2 - COOH + 1/2 O2

Les végétaux utilisent directement l'azote minéral pour la biogenèse des aminoacides. Cette synthèse naturelle implique des réactions de condensation de l'ammoniac avec des acides organiques produits par le métabolisme des glucides (photosynthèse), et apparaît globalement comme l'inverse de la désamination par oxydation selon la réaction:


Le cycle de l'azote dans l'aquarium à proprement parlé:

Dans l'aquarium, le cycle de l'azote tel qu'il vient d'être décrit peut se dérouler, permettant aux plantes de disposer de l'ammoniac qui leur est nécessaire. Lors de la mise en service d'un aquarium neuf, les processus bactériologiques bien connus se produisent, quelle que soit la solution adoptée pour l'ensemencement bactérien initial.

Schéma des phases d'un cycle de l'azote:
Le cycle de l'azote en aquarium
La phase de démarrage d'un aquarium comporte un premier cycle de l'azote auquel il convient impérativement de prendre le temps de sont établissement définitif. Pour les aquariophiles experts, voir la maîtrise des composés azotés.


Lorsque les différentes colonies bactériennes se sont développées successivement, l'ammonification et la nitrification se déroulent simultanément; les produits toxiques n'apparaissent plus. Par contre, les nitrates continuent de s'accumuler de façon inexorable.

La toxicité, initialement très faible, des nitrates n'apparaît que pour des teneurs de l'ordre de 3 à 4 000 mg/l (3 à 4 g/l !!!), mais il faut absolument éviter leur accumulation en aquarium et il est admis que le seuil maximum admissible en aquarium est de 80 à 100 mg/l car:Des taux trop élevés entravent la croissance de nombreuses espèces végétales (certaines sont perturbés au-delà de 5 mg/l !).Ils constituent un grave danger potentiel en cas de mise en place d'un milieu réducteur dans l'aquarium (au niveau du sol principalement) ; en effet, une prolifération brutale de bactéries dénitrifiantes est alors possible et aurait pour conséquence l'intoxication immédiate de tous les poissons par les nitrites et l'ammoniac formés.
On peut renouveler partiellement l'eau, mais pour faire baisser de 100 à 75 mg/l la teneur en nitrates de l'eau d'un aquarium contenant 200 litres, il faut éliminer 5 g de nitrates et pour cela remplacer 50 litres d'eau par de l'eau neuve soit une manipulation de 100 litres en tout!Une autre solution consiste à utiliser un épurateur biologique calqué sur les processus naturels. C'est à partir de là que diverses méthodes voient le jour.


Discussion sur le cycle azoté terrestre:

La majorité de l'atmosphère de la Terre (environ 78%) est constituée d'azote, ce qui en fait le plus grand réservoir d'azote de notre planète bleue. Cependant, l'azote atmosphérique n'a qu'une disponibilité limitée pour un usage biologique, cela conduit à une pénurie d'azote utilisable dans de nombreux types d'écosystèmes et biotopes.

Le cycle de l'azote est d'un intérêt particulier pour les écologistes (ou écologues), car la disponibilité en azote peut affecter la vitesse des processus clés de l'écosystème, y compris la production primaire et la décomposition de matière organique. Les activités humaines telles que la combustion de combustibles fossiles, l'utilisation d'engrais azotés artificiels, et la libération de l'azote dans les eaux usées ont considérablement modifié le cycle mondial de l'azote.


Données variées:

L'azote ne se combine pas avec le carbone, ni avec le phosphore mais essentiellement avec des gaz comme l'oxygène et l'hydrogène.

Une étude datant de 2011 a révélé que l'azote inséré dans les roches peut également être une source importante d'azote, qui n'avaient pas été inclus dans le calcul de l'azote mondial jusque là.

Outre ce cycle azoté, il existe un cycle du carbone, un cycle du phosphore, un cycle de l'eau...

Synonyme, antonyme, traduction cycle de l'azote:

Type: locution nominale. Genre: masculin.

Traduction en anglais: nitrogen cycle.

Synonyme: cycle azoté.


Revoir la définition cycle de l'azote ... La définition CYCLE DE L'AZOTE a été vue 48239 fois. Publié le 14/08/2008. Modifié le .
Commentaires (via Disqus):