Le contrôle arrive et tu n'as pas vu le chapitre ? On part du vocabulaire des niveaux trophiques : identifier, classer, relier.

1Identifier les acteurs d'un écosystème
Voici des organismes d'un écosystème forestier : chêne, chenille, mésange bleue, renard, bactérie du sol.
  1. Classe chacun dans la catégorie : producteur primaire, consommateur primaire, consommateur secondaire, consommateur tertiaire ou décomposeur.
  2. Construis une chaîne alimentaire à quatre niveaux à partir de ces organismes (utilise des flèches).
  3. Explique, en une phrase, le rôle des bactéries du sol dans les flux de matière de cet écosystème.
Corrigé
a) Classification Chêne : producteur primaire. Chenille : consommateur primaire. Mésange bleue : consommateur secondaire. Renard : consommateur tertiaire. Bactérie du sol : décomposeur. 5 organismes correctement classés.
b) Chaîne alimentaire Chêne \(\rightarrow\) Chenille \(\rightarrow\) Mésange bleue \(\rightarrow\) Renard La flèche représente le sens du transfert de matière et d'énergie (du mangé vers le mangeur).
c) Rôle des bactéries Les bactéries du sol dégradent la matière organique morte (feuilles, cadavres, excréments) en sels minéraux absorbables. Elles ferment le cycle de la matière : les minéraux libérés sont réabsorbés par les producteurs primaires.

Ça te revient ? On applique la formule du rendement énergétique, deux fois, sur un réseau marin.

1Calculer des rendements énergétiques
Dans un écosystème marin, les transferts d'énergie (en kJ/m²/an) sont : Phytoplancton (producteurs) : 80 000 ; Zooplancton (consommateurs primaires) : 8 000 ; Poissons planctonophages (consommateurs secondaires) : 640.
  1. Calcule le rendement énergétique $R_1$ entre le phytoplancton et le zooplancton.
  2. Calcule le rendement énergétique $R_2$ entre le zooplancton et les poissons planctonophages.
  3. Que remarques-tu ? Que deviennent les 90 % d'énergie « perdus » à chaque niveau ?
Corrigé
a) Rendement R₁ \(R_1 = \dfrac{8\,000}{80\,000} \times 100 =\) \(10\,\%\)
b) Rendement R₂ \(R_2 = \dfrac{640}{8\,000} \times 100 =\) \(8\,\%\)
c) Interprétation Les deux rendements sont proches de \(10\,\%.\) Les \(\approx 90\,\%\) d'énergie « perdus » à chaque niveau sont dissipés sous forme de chaleur lors de la respiration cellulaire — ils ne peuvent pas être transmis au niveau suivant.

Même outil, autre document : une pyramide des biomasses à exploiter, puis à représenter.

1Analyser une pyramide des biomasses
Une pyramide des biomasses (en g MS/m²) d'une prairie donne : Végétaux : 500 ; Herbivores : 50 ; Carnivores 1 : 5 ; Carnivores 2 : 0,5.
  1. Calcule le rendement de production entre chaque paire de niveaux trophiques consécutifs.
  2. Représente schématiquement cette pyramide (proportionnelle) en légendant chaque niveau.
  3. Explique pourquoi la biomasse diminue à chaque niveau trophique.
Corrigé
a) Végétaux → Herbivores \(R_1 = \dfrac{50}{500} \times 100 =\) \(10\,\%\)
a) Herbivores → Carnivores 1 \(R_2 = \dfrac{5}{50} \times 100 =\) \(10\,\%\)
a) Carnivores 1 → Carnivores 2 \(R_3 = \dfrac{0{,}5}{5} \times 100 =\) \(10\,\%\)
b) Schéma Pyramide de bas en haut : Végétaux (500) — Herbivores (50) — Carnivores 1 (5) — Carnivores 2 (0,5). Chaque rectangle est proportionnel à la biomasse ; chaque niveau est 10 fois plus étroit que le précédent.
c) Explication À chaque niveau, une grande partie de la biomasse ingérée est utilisée par la respiration cellulaire (production d'énergie thermique, mouvement, croissance) et non stockée dans les tissus. Seule environ 10 % de la biomasse est incorporée dans le niveau trophique supérieur.

Format contrôle : un problème chiffré en quatre étapes enchaînées. Chaque résultat sert au suivant.

1Problème : surface agricole et alimentation mondiale
On estime le rendement énergétique entre niveaux trophiques à 10 %. Une personne consomme 2 500 kcal/jour. La production végétale d'une prairie est de 10 000 kcal/m²/an.
  1. Calcule les besoins énergétiques annuels de cette personne (en kcal/an).
  2. Si elle se nourrit exclusivement de bœuf (consommateur primaire), quelle quantité de végétaux (en kcal/an) faut-il produire pour couvrir ses besoins ?
  3. Quelle surface de prairie est alors nécessaire (en m²) ?
  4. Si elle se nourrit exclusivement de végétaux, quelle surface est nécessaire ?
Corrigé
a) Besoins annuels \(2\,500 \times 365 =\) \(912\,500\text{ kcal/an}\)
b) Végétaux nécessaires (régime carné) \(\dfrac{912\,500}{0{,}10} =\) \(9\,125\,000\text{ kcal/an}\)
c) Surface prairie (régime carné) \(\dfrac{9\,125\,000}{10\,000} =\) \(912{,}5\text{ m}^2\)
d) Surface prairie (régime végétal) \(\dfrac{912\,500}{10\,000} =\) \(91{,}25\text{ m}^2\)

La dernière question du problème, et la plus ouverte : on passe du calcul à l'argument. Reprends les deux surfaces obtenues au palier précédent — c'est le type de conclusion attendu au lycée et au-delà.

1Problème : surface agricole et alimentation mondiale
On estime le rendement énergétique entre niveaux trophiques à 10 %. Une personne consomme 2 500 kcal/jour. La production végétale d'une prairie est de 10 000 kcal/m²/an.
  1. Conclure sur l'intérêt d'un régime peu carné pour les enjeux d'alimentation mondiale.
Corrigé
e) Conclusion \(\dfrac{912{,}5}{91{,}25} = 10\) Un régime carné mobilise une surface 10 fois supérieure à un régime végétal. Réduire la consommation de viande diminue les surfaces agricoles nécessaires et les ressources énergétiques mobilisées — enjeu décisif pour nourrir plus de 8 milliards d'humains.