Le CO2 entre dans une plante par les stomates, de minuscules pores situés surtout sous les feuilles. Il en ressort par la respiration, qui fonctionne jour et nuit : le jour, la photosynthèse absorbe bien plus de CO2 que la respiration n’en rejette, la nuit il ne reste que le rejet.
Les stomates, porte d’entrée du CO2 dans la feuille
Chaque stomate est formé de deux cellules de garde qui encadrent un orifice central, l’ostiole. Leur paroi est épaisse du côté de l’ostiole et plus fine à l’opposé, ce qui leur permet de se déformer pour ouvrir ou fermer le pore.
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Chez la plupart des plantes, ces pores se trouvent sur la face inférieure des feuilles. Le CO2 de l’air passe par l’ostiole et gagne les espaces situés entre les cellules de la feuille, où il sert à la photosynthèse.
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Le nombre de stomates varie selon les espèces. Les plantes de zones humides en portent souvent beaucoup, celles adaptées à la sécheresse en ont moins.
Ouvrir pour le CO2, fermer pour garder l’eau
Un stomate ouvert laisse entrer le CO2, mais laisse aussi sortir de la vapeur d’eau. La plante doit donc arbitrer en permanence entre capter du carbone et conserver son eau.
Quand l’eau est suffisante, les cellules de garde se gorgent de liquide, deviennent turgescentes et élargissent l’ostiole. En cas de manque d’eau, elles perdent leur turgescence et le pore se referme. La lumière, l’humidité de l’air et la teneur en CO2 jouent aussi sur cette régulation, tout comme une hormone végétale, l’acide abscissique.
Au jardin, ce réflexe explique l’effet d’une chaleur prolongée : la plante ferme ses pores pour ne pas se dessécher et absorbe alors moins de CO2, donc grandit moins. Pour limiter ce stress, on peut protéger les plantes de la canicule avant que les feuilles ne souffrent. La plante repère d’ailleurs ces variations par ses propres moyens, comme le détaille cet article sur la perception de l’environnement par la plante.
Le jour, la photosynthèse absorbe plus de CO2 qu’elle n’en rejette
À la lumière, la plante fixe le CO2 dans des sucres, qui servent à construire ses tissus. Les mécanismes de cette fixation sont détaillés dans l’article sur le rôle du CO2 dans la photosynthèse.
La respiration, elle, ne s’arrête pas en journée. Les cellules continuent de brûler une partie des sucres et de rejeter du CO2, mais ce rejet est masqué par l’absorption bien plus forte de la photosynthèse. Tant que la lumière est suffisante, le bilan reste positif en faveur de l’entrée de CO2.
La nuit, la respiration rejette du CO2
Sans lumière, la photosynthèse s’arrête. Il ne reste que la respiration : la plante consomme de l’oxygène et rejette du CO2, comme tout être vivant.
Les plantes grasses font exception. Chez les plantes à métabolisme CAM, dont les cactées, les kalanchoés, les agaves, les sansevières et l’ananas, les stomates restent fermés le jour et ne s’ouvrent que la nuit, quand l’air est plus frais et plus humide. Le CO2 capté à ce moment est stocké sous forme d’acide malique, puis utilisé pour la photosynthèse le lendemain. Ces plantes sont étudiées dans l’article sur les stratégies de photosynthèse des plantes.
Le bilan du CO2 sur 24 heures et sur une saison
Sur une journée complète, une plante en croissance absorbe plus de carbone qu’elle n’en rejette. La différence reste stockée dans ses feuilles, ses tiges, son bois et ses racines : c’est ce qui fait grossir la plante.
Plus la croissance est rapide, plus ce stockage est important, comme on le voit chez les plantes à croissance rapide. En forêt française, les relevés cités entre 2000 et 2011 vont de 1,04 à 1,68 tonne de carbone par hectare et par an.
Ce stockage n’est pas définitif. Le carbone se retrouve dans le bois, les racines, la litière et le sol, et un incendie, une sécheresse ou une tempête peuvent le libérer. Une plante qui meurt et se décompose rend aussi son carbone à l’air.
Une plante dans la chambre la nuit : un risque pour le sommeil ?
Une plante d’intérieur rejette bien du CO2 la nuit, puisque sa photosynthèse est à l’arrêt. Cette quantité reste faible face à celle de la respiration des occupants de la pièce, et une aération normale suffit à la diluer.
Les plantes d’intérieur ne purifient pas non plus l’air de façon notable. L’étude de la NASA publiée en 1989 par le Dr Wolverton a été menée en reproduisant les conditions d’une station spatiale, et ses résultats ne s’appliquent pas aux habitations classiques. Le programme PHYTAIR de l’ADEME, lancé en 2004 et publié en 2011, a montré qu’en conditions de logement les plantes ne captent presque aucun polluant.
Une plante verte dans une chambre n’est donc ni un danger ni un purificateur : on peut la garder, en aérant la pièce comme d’habitude. Les seuls inconvénients relevés sont d’ordre secondaire, comme les allergies ou les moisissures sur un terreau trop humide.
