Le cycle de l’azote : généralités

L’azote (symbole chimique N) est un composant essentiel de la vie, comme l’oxygène et le carbone. Il est présent en particulier dans l’ADN et les acides aminées. Il évolue entre des formes minérales et des formes organiques, le principal réservoir étant l’atmosphère, puisque l’air est composé d’azote à presque 80%.

L’azote suit donc un cycle biogéochimique. Ce cycle de l’azote est assez complexe, avec différents sous-cycles, mais il peut être schématisé assez simplement par 3 phases :
- la fixation : conversion de l’azote de l’air (N2) en azote utilisable par le vivant.
- la nitrification : transformation en chaîne des composants azotés.
- la dénitrification : retour de l’azote à l’atmosphère.
Toutes ces phases mettent en œuvre de bactéries.

La source d’azote pour le vivant évolué est principalement le dernier composant azoté de la phase de nitrification : les nitrates. Les plantes vont se nourrir de ces nitrates, les herbivores des plantes, et les carnivores des herbivores.

Dans le cadre d’un aquarium d’eau douce, le cycle de l’azote est quasiment réduit à la nitrification. En effet, la fixation n’est pas avantageuse pour les bactéries qui trouvent déjà suffisamment d’azote dans le bac. Et la dénitrification requiert des bactéries anaérobies, qui donc n’aiment pas l’oxygène, qui est en général très présent dans le bac.

Le cycle de l’azote simplifié dans un aquarium d’eau douce est donc :

• absorption des nitrates (NO3-) par les plantes.
• ingestion des plantes par les poissons.
• apparition de déchets organiques : déjections des poissons, feuilles mortes, cadavres, etc.
• phase de nitrification qui se décompose elle-même en trois étapes :
  • l’ammonisation : décomposition des produits organiques azotés en ion ammonium (NH4+) et en ammoniac (NH3) par des bactéries des genres Bacillus, Bacterium ou Micrococcus.
  • la nitrosation : transformation de l’ammonium/ammoniac en nitrites (NO2-) par les bactéries du genre Nitrosomonas (ou Nitrosomas).
  • la nitratation : transformation des nitrites (NO2-) en nitrates (NO3-) par les bactéries du genre Nitrobacter.
• absorption des nitrates (NO3-) par les plantes, et ainsi de suite , la boucle est bouclée.

Si l’aquarium était un vase clos, le cycle serait sans effet à long terme, la quantité totale d’azote restant stable.
Mais les poissons ne peuvent se contenter des plantes comme nourriture. L’introduction de nourriture apporte de l’azote supplémentaire, en particulier par les protéines. Cet azote n’est pas éliminé et il va donc s’accumuler à l’endroit où le cycle est le plus faible : les plantes ne sont pas suffisantes pour transformer tous les nitrates produits. La concentration en nitrates augmente donc avec la quantité totale d’azote.
C’est une des raisons pour lesquelles il faut faire des changements d’eau régulier, en remplaçant une partie de l’eau du bac avec de l’eau fraîche, dont la concentration en nitrates est plus faible.

A noter :
- Ammonium, ammoniac et nitrites sont toxiques pour les poissons. Mais la Nature étant bien faite, dans un bac équilibré, les bactéries les maintiennent quasiment à zéro, les transformant dès leur apparition.
- Les nitrates ne sont toxiques qu’à forte dose. Néanmoins, vos poissons préféreront une eau avec moins de 25 mg/l de nitrates. A partir de 50 mg/l, il faut agir (c’est la dose maximale tolérée pour l’eau potable).
- Ammonium et ammoniac sont en équilibre permanent, le premier étant très dominant dans une eau acide, le second (beaucoup plus toxique) dans une eau basique.

Deux articles :
- Mise en place du cycle de l’azote : le pic de nitrites
- Déséquilibres du cycle de l’azote (à venir)

Quelques liens :
- Le cycle de l'azote par Planète Terre
- Cycles biogéochimiques par Wikipédia : le cycle de l'azote
- Le cycle de l'azote par Marco Pagni (microbiologiste)
- Le cycle de l'azote par Association Aquariophilie