Cycle de l'azotevignette|droite|upright=2|Le cycle de l'azote dans le sol Le cycle de l'azote est un cycle biogéochimique qui décrit la succession des modifications subies par les différentes formes de l'azote neutre en formes réactives (diazote, nitrate, nitrite, ammoniac, azote organique) et vice-versa.
Fixation biologique du diazotevignette|Vue au microscope électronique à transmission d'une section transversale d'un nodule racinaire bactérien endophyte dans une racine de soja. La bactérie a colonisé l'intérieur des racines du soja et y a établi une symbiose fixatrice d'azote. Cette image (en fort grossissement) montre le réticulum endoplasmique, le dictyosome et la paroi cellulaire.
AzoteL'azote est l'élément chimique de numéro atomique 7, de symbole N (du latin nitrogenium). C'est la tête de file du groupe des pnictogènes. Dans le langage courant, l'azote désigne le corps simple N (diazote), constituant majoritaire de l'atmosphère terrestre, représentant presque les 4/ de l'air (78,06 %, en volume). L'azote est le constituant la croûte terrestre par ordre d'importance.
Nitrificationthumb|350px|Diagramme montrant le cycle de l'azote. La nitrification est le processus biologique par lequel les nitrates sont produits dans l'environnement. Celle-ci se fait en deux étapes distinctes, chacune sous l'action de micro-organismes différents. Étape 1 : l'ammoniaque est oxydé en nitrite, c'est la nitrosation (réaction par des bactéries du genre Nitrosomonas, , ), appelée également nitritation. Étape 2 : le nitrite est oxydé en nitrate, c'est la nitratation (réaction par des bactéries du genre Nitrobacter, Nitrococcus, Nitrospira).
DénitrificationLa dénitrification, appelée aussi rétrogradation de l'azote minéral, est un processus microbien de respiration anaérobie qui utilise les ions nitrates comme accepteurs d'électrons. Ce phénomène biologique est opéré en milieu hypoxique ou anoxique, par des bactéries spécifiques qui satisfont leur besoin en oxydant par une désoxygénation des nitrates. Ce phénomène se produit dans le sol, mais pas exclusivement : il est aussi à l’œuvre dans certains sédiments, dans les aquifères (dans une certaine mesure et à certaines conditions), dans les matières organiques en décomposition (ex : bois mort), ou encore dans le système digestif.
Nitrifying bacteriaNitrifying bacteria are chemolithotrophic organisms that include species of genera such as Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter, Nitrospina, Nitrospira and Nitrococcus. These bacteria get their energy from the oxidation of inorganic nitrogen compounds. Types include ammonia-oxidizing bacteria (AOB) and nitrite-oxidizing bacteria (NOB).
Cycle biogéochimiqueUn cycle biogéochimique est le processus de transport et de transformation cyclique (recyclage) d'un élément ou composé chimique entre les grands réservoirs que sont la géosphère, l'atmosphère, l'hydrosphère, dans lesquels se retrouve la biosphère. Un tel cycle induit souvent des passages de l'état organique à l'état minéral au sein de la biosphère. Les divers cycles en interaction confèrent à la biosphère une capacité de régulation, appelée homéostasie.
ComammoxComammox (COMplete AMMonia OXidation) is the name attributed to an organism that can convert ammonia into nitrite and then into nitrate through the process of nitrification. Nitrification has traditionally thought to be a two-step process, where ammonia-oxidizing bacteria and archaea oxidize ammonia to nitrite and then nitrite-oxidizing bacteria convert to nitrate. Complete conversion of ammonia into nitrate by a single microorganism was first predicted in 2006.
F-ratio (oceanography)In oceanic biogeochemistry, the f-ratio is the fraction of total primary production fuelled by nitrate (as opposed to that fuelled by other nitrogen compounds such as ammonium). The ratio was originally defined by Richard Eppley and Bruce Peterson in one of the first papers estimating global oceanic production. This fraction was originally believed significant because it appeared to directly relate to the sinking (export) flux of organic marine snow from the surface ocean by the biological pump.
Catalyse enzymatiqueLa catalyse enzymatique est le processus par lequel des réactions chimiques sont catalysées dans les systèmes vivants par des protéines spécialisées ou des ARN appelés enzymes. La catalyse enzymatique est indispensable aux organismes vivants pour l'accélération spécifique des réactions nécessaires à leur métabolisme et à la biosynthèse de l'ensemble des biomolécules qui les composent. Les principes de la catalyse enzymatique sont analogues à ceux de la catalyse chimique (voir théorie de l'état de transition).
Enzymeredresse=1.5|vignette| Représentation d'une α-glucosidase () avec à sa droite le substrat au-dessus des produits de réaction . redresse=1.5|vignette|Diagramme d'une réaction catalysée montrant l'énergie E requise à différentes étapes suivant l'axe du temps t. Les substrats A et B en conditions normales requièrent une quantité d'énergie E1 pour atteindre l'état de transition A...B, à la suite duquel le produit de réaction AB peut se former. L'enzyme E crée un microenvironnement dans lequel A et B peuvent atteindre l'état de transition A.
Cinétique enzymatiqueLa cinétique enzymatique a pour objet d'identifier et de décrire les mécanismes des réactions biochimiques, catalysées par les enzymes (réaction enzymatique), en étudiant leur vitesse c'est-à-dire leur évolution en fonction du temps. En partant des enzymes isolées et en allant vers les systèmes métaboliques organisés et intégrés, la cinétique enzymatique permet de décrire quantitativement les propriétés catalytiques des enzymes et les mécanismes mis en place pour leur régulation.
Catalysevignette|Intérieur du musée de la catalyse à Widnes en Angleterre. En chimie, la catalyse (du grec ancien : , « détacher ») se réfère à l'accélération ou la réorientation de la cinétique de réaction au moyen d'un catalyseur, et dans certains cas à la sélectivité pour diriger la réaction dans un sens privilégié (réaction concurrente, production d'un produit plutôt qu'un autre). Le catalyseur est utilisé en quantité beaucoup plus faible que les produits réactifs. Il n'apparait pas en général dans le bilan de réaction, donc pas dans son équation globale.
NitriteL'ion nitrite est la base conjuguée de l'acide nitreux. L'acide nitreux est un acide faible instable de formule HNO. La formule de l'ion nitrite est NO2−. Il ne faut pas confondre l'ion nitrite avec le dioxyde d'azote auquel il ressemble beaucoup par la structure chimique, mais qui est une molécule, et donc de charge électrique neutre. Dans les cours d'eau, notamment canalisés, et dans les régions densément habitées ou d'agriculture intensive, les nitrites (ou bien les nitrates) sont souvent une source de pollution.
École polytechnique (France)L'École polytechnique, couramment appelée Polytechnique et surnommée en France l'« X », est l'une des françaises accréditées au à délivrer un diplôme d'ingénieur. Elle constitue l'une des sept grandes écoles militaires françaises. Elle est fondée en 1794 par la Convention nationale sous le nom d'École centrale des travaux publics et militarisée en 1804 par Napoléon . À l'origine située à Paris, l'école est à Palaiseau (Essonne) depuis 1976, au cœur du pôle technologique Paris-Saclay.
Dioxyde d'azoteLe dioxyde d'azote est un composé chimique de formule . Concentré, il se présente comme un gaz brun-rouge toxique suffocant à l'odeur âcre et piquante caractéristique. C'est un précurseur de la production industrielle de l'acide nitrique et un polluant majeur de l'atmosphère terrestre produit par les moteurs à combustion interne (à Diesel majoritairement) et les centrales thermiques ; il est responsable à ce titre du caractère eutrophisant et acidifiant des « pluies acides » non soufrées (le NO2 combiné à l'ozone troposphérique anthropique forme des nitrates très solubles dans l'eau).
Nitratevignette|Vue planaire de la structure de l'ion nitrate. vignette|Vue en 3D de la structure de l'ion nitrate. vignette|Modèle boules et bâtonnets de la structure de l'ion nitrate. vignette|Niveaux de nitrates à la surface des océans. L'ion nitrate est l'ion polyatomique de formule chimique . En chimie, un nitrate est un composé associant cet anion à un ou plusieurs cations. Autrement dit, c'est un sel (nitrate de sodium, nitrate de potassium) ou un ester (nitrate d'éthyle, nitrate d'amyle, nitrate de cellulose) de l'acide nitrique.
AnammoxL’oxydation anaérobie de l’ammonium ou l’« anammox» est une voie métabolique microbienne importante du cycle de l'azote au cours de laquelle l’énergie chimique du nitrate et de l’ammonium est utilisée par certaines bactéries pour fixer le dioxyde de carbone. Ces bactéries qui réalisent ce processus ont été identifiées en 1999 et ont constitué à l'époque une surprise pour la communauté scientifique. Ce type de réactions se déroule dans de nombreux milieux naturels.
Biogéochimievignette|Biogeochimie La biogéochimie est l'étude du processus cyclique de transfert des éléments chimiques de l'environnement à partir des milieux abiotiques vers les organismes qui à leur tour retransmettent ses constituants à l'environnement. (Traduction française de l'article d'Odum, 1971) Cette notion a été « inventée » par le savant russe Vladimir Vernadski. Différentes analyses moléculaires permettent de qualifier le caractère biogéochimique de la matière organique comme l'analyse des sucres, des lipides, des phénols de la lignine.
Protoxyde d'azoteLe protoxyde d'azote, ou monoxyde de diazote, oxyde nitreux, hémioxyde d'azote ou gaz hilarant, est un composé chimique de formule . Ce gaz incolore a une odeur et un goût légèrement sucrés. Il est utilisé en anesthésie, en chirurgie, en odontologie, en pédiatrie comme adjuvant (en mélange équimolaire avec de l'oxygène) pour ses propriétés anesthésiques et antalgiques. Il est dit « gaz hilarant » car euphorisant à l'inhalation, d'où son usage comme drogue récréative hallucinogène.
