une photosynthèse sans émission lumineuse?

[Astrotech]

Bien le bonjour !
pour me présenter rapidement et vous donner le contexte de ma question :
je suis actuellement en seconde année de classe prépa TB. Le thème de TIPE de cette année est "enjeux environnementaux" , cela fait maintenant quelques mois que je réfléchis à des sujets. J'aimerai orienter mon projet sur la photosynthèse... mais sortir un peu des sentiers battus, essayer quelques chose, quitte à ce que ça ne marche pas ! (qui ne tente rien n'a rien )

Je m'interroge sur un processus durant la phase photochimique de la photosynthèse : en pratique , un rayonnement lumineux (photon) va venir exciter les pigments de l'antenne collectrice, et par résonance il va y avoir une convergence des électrons vers le centre réactionnel. Je vous passe les détails de ce qui se passe après (et je ne voudrais pas dire de bêtises..).
Mais c'est là que je m’interroge, pourrions nous essayer "d'éviter" l'antenne collectrice en projetant directement des électrons sur nos photosystèmes ?
je pense ici à un tube cathodique.

Auquel cas il serait possible de réaliser une photosynthèse en passant outre les étapes d'excitation des pigments photosynthétiques?
Malheureusement je n'ai trouvé aucune recherches à ce propos, peut être que s'est tout bonnement impossible à réaliser, ou alors qu'une exposition directe à des électrons serait néfaste pour nos végétaux.

Dans le même domaine, je me suis renseigné sur des cyanobactéries ayant des pigments de chlorophylles f , ce qui permet une excitation par des longueurs d'ondes dans l'infrarouge, plutôt cool !
Même si il est évident que je n'ai pas les moyens de "d’inter-changer" les pigments chlorophylliens de cellules eucaryotes végétales, je pourrais creuser sur ces bactéries en question.
Qu'en pensez vous ?


je vous remercie par avance pour le temps que vous accorderez à la lecture de mes question farfelues,
dans l'espoir que vous éclairiez ma lanterne à ce sujet.
bien cordialement,
AstroTech
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[Gwinver]

Bonjour.

en pratique , un rayonnement lumineux (photon) va venir exciter les pigments de l'antenne collectrice, et par résonance il va y avoir une convergence des électrons vers le centre réactionnel. Je vous passe les détails de ce qui se passe après (et je ne voudrais pas dire de bêtises..).
Mais c'est là que je m’interroge, pourrions nous essayer "d'éviter" l'antenne collectrice en projetant directement des électrons sur nos photosystèmes ?
je pense ici à un tube cathodique.

Hum, pas évident.
Projeter des électrons vers la cible est un mécanisme bien différent de celui d'une "mise en mouvement" à l'intérieur de la cible.
Un tube cathodique fonctionne dans le vide, ou à très courte portée dans l'air.

[Astrotech]

merci beaucoup pour ta réponse Gwinver !

J'ai fais quelques recherches de mon côté cette nuit sur les tubes cathodiques, ça parait en effet compliqué, d'autant que je ne suis pas sur que mes profs nous autorise à jouer avec des truc comme ça

en tout cas, pensez vous qu'il est raisonnable d’espérer "éviter" le passage par des photons pour une photosynthèse?
n'y aurait il pas d'autres moyens moins catholiques pour stimuler ce phénomène chez une plante?

je pense ici a des procédés expérimentaux, ayant marché ou non, réalisable par des étudiant tels que moi ?

[rabindodu]

Bonjour
Même si ça marchait, on pourrait objecter que ce qui est intéressant avec la photosynthèse c'est que ça transforme une énergie gratuite, les photons, en énergie chimique utilisable. Quel serait l'interêt d'utiliser une énergie coûteuse pour produire des électrons et les faire absorber par les photosystèmes, avec des pertes, pour produire de l'énergie chimique...? Ce qui serait intéressant ce serait de plutôt de capter directement les électrons qui circulent dans les photosystèmes sans passer par la production d'énergie chimique, qui est difficile à utiliser et qui induit des pertes (la rubisco est un des plus mauvais enzymes existant).
En tout cas c'est bien de réfléchir sur la photosynthèse qui est la source d'énergie de toute la planète.
Bien cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[Astrotech]

merci de ton message rabindodu !

Ce qui serait intéressant ce serait de plutôt de capter directement les électrons qui circulent dans les photosystèmes sans passer par la production d'énergie chimique, qui est difficile à utiliser et qui induit des pertes (la rubisco est un des plus mauvais enzymes existant).

si je comprends bien ce que tu dis, ça serait intéressant de venir intercepter les électrons présent dans les photosystèmes. De cette manière, on utiliserait les photosystèmes comme d'une cellule photovoltaïque (?).
C'est en effet une bonne idée, mais ça me parait compliqué a mettre en oeuvre pour un étudiant bac+1 (et j'avoue que ça me dépasse un peu, je n'ai aucunes idée des méthodes de réalisation de telles expériences.. un jour j’espère !)

Pour en revenir à mon idée de photosyntèse sous infrarouge, je viens de tomber sur un article qui annonce qu'il serait possible de convertir une émission infrarouge en lumière visible, je ne comprends pas tout et ça me parait bien compliquer à mettre en place, mais je vais creuser!

je vais me renseigner quant à ton idée, merci de ton retour.
bien cordialement

[dr.Garou]

A ma connaissance ce genre de système (capture de l'énergie directement depuis les photosystèmes), s'appelle la photosynthèse artificielle, technologie en développement depuis de nombreuses années.

Améliorer la photosynthèse pourrait par contre passer par la proposition d'extension des plages de longueurs d'ondes exploitées, soit en proposant un ajout dans les cellules de pigments ad hoc par génie génétique où en envisageant des méthodes de concentration des longueurs d'ondes efficaces en directions des photosystèmes (option de focalisation ou matériaux permettant la réémission de photons dans les bonnes longueurs d'ondes).

Cela dit une lecture préalable de la littérature sur le sujet serait un énorme plus qui te permettrait d'orienter ta réflexion dans la bonne direction.

[Astrotech]

merci beaucoup pour ton message Dr.Garou, ce que tu dis à l'air d'être un sujet très intéressant.
Je vais aller me renseigner sur tout ça grâce à mon incroyable ami google scholar

bien cordialement.

[Bounoume]

Pour en revenir à mon idée de photosyntèse sous infrarouge, je viens de tomber sur un article qui annonce qu'il serait possible de convertir une émission infrarouge en lumière visible, je ne comprends pas tout et ça me parait bien compliquer à mettre en place, mais je vais creuser!

bonjour Astrotech.
Je rajoute une correction de détail: l' article que tu as lu contredit les règles admises en physique.......
Scolairement, un 'photon' est une particule transportant une certaine 'énergie' .... lié à sa longueur d' onde..... qui elle-même définit le 'rayonnement' constitué par des photons.
Il se trouve que l' énergie d' un photon infra-rouge est inférieure à celle d' un photon de lumière visible (et le photon 'rouge' est moins énergétique que le 'violet'.... et encore moins que ceux des UV etc. etc)

voici un site qui précise ça.... las rayonnements électro_magnétiques, question qu' un jour tu vas sûrement étudier....
https://www.superprof.fr/ressources/.../longueur.html

En revenant au sujet, la conclusion est que l' énergie DU photon infra-rouge est inférieure à celle de tout photon de lumière visible. Donc, sans apport d' énergie supplémentaire à un photon infra-rouge, il NE PEUT PAS devenir un photo de lumière visible.....

A moins que le Père Noël connaisse un moyen d' augmenter l' énergie d' un photon. En tout cas, les physiciens ne savent pas faire.
Pour qu' on rigole un peu, peux-tu donner le lien de cet article qui sait faire le miracle?

[Astrotech]

Bonjour Bounoume et merci de ta réponse,

j'ai sans doutes du mal expliquer ce que je voulais dire, et comme je l'ai mentionné précédemment je n'ai pas compris grand chose à cet article.

quant à ton liens vers le programme de première S, j'ose espérer que ces notions sont acquises pour moi en seconde année de classe préparatoire (sinon mon prof risque de étouffer devant mes copies !(et je ne dis pas que c'est impossible))

l'article à été publié sur Nature, il est payant donc je te le joint en pièce jointe au cas où :
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0835-2

Dans tous les cas, ça me parait irréalisable à mon échelle.

bien cordialement.


PS: après vérification dans mon historique, j'ai découvert cet article sur futura-science. Le père Noel serait-il parmi nous?
https://www.futura-sciences.com/scie...visible-74689/

[Bounoume]

re-bonjour,
et merci de tes références..... car j' ignorais le phénomène décrit ( normal! avec le peu que je sais en physique quantique..... survolée en fac, sous forme de 'recettes de cuisine' , et il y a 50 ans....)
Enfin l' honneur est sauf: il n' y a pas violation du principe de la conservation de l' énergie .....
Bonne soirée....