Thème 2 : Nourrir l'humanité : fiche complète

Bientôt il y aura 9 milliards d’êtres humains sur terre, et il faudra nourrir cette population. Pour cela, il faudra prévoir les moyens de production en conséquence tout en tentant de préserver la planète. La productivité devra donc être augmentée, tout en minimisant l’impact sur l’environnement et la santé.

Premier objet d'étude : l’agriculture : un enjeu et un défi humanitaire pour notre planète :



Il existe trois moyens de produire des aliments : l’élevage, la culture et la transformation biologique. L’agriculture est un processus par lequel les hommes aménagent et modifient un écosystème, le transformant de ce fait en agrosystème dans le but de nourrir les êtres vivants ou d’en faire du biocarburant. Il y a deux formes d’agriculture : la culture et l’élevage.

I- Les pratiques alimentaires collectives :



A/ L’agrosystème, un écosystème particulier :


- Agrosystème : Système agricole créé et aménagé par l’Homme ayant pour objectif d’exploiter des espèces animales ou végétales, à des fins alimentaires ou énergétiques.

Dans ce type de système, une part important de la biomasse est exportée, étant destinée à l’alimentation ou à la production de biocarburant. Dans un agrosystème, l’homme élimine souvent les espèces qui pourraient concurrencer l’espèce qu’il a choisi d’exploiter, entraînant ainsi une dégradation de la biodiversité. L’Homme doit de plus compenser l’appauvrissement des sols en y apportant notamment des engrais (riches en minéraux) ou de l’eau, dont la quantité dépend des espèces cultivées. Il s’agit donc d’un écosystème déséquilibré, la matière exportée n’étant pas recyclée.

- Ecosystème : Système naturel dans lequel les êtres vivants interagissent entre eux, mais également avec le milieu. L’environnement de cet écosystème est appelé biotope et les êtres vivants qui la composent sont appelés biocénose.


Crédits : http://defialimentairemonde.forum-canada.com/t9-fonctionnement-dun-ecosysteme-vs-dun-agrosysteme

B/ Les conséquences écologiques de nos choix alimentaires :


Chaque type de production agricole entraîne un rendement différent, celui de la culture étant meilleur que celui de l’élevage (Rendement pour 100g de céréales = 1 / Rendement pour 14g de boeuf produit à partir de 100g de céréales = 0,44).
Le choix d’une alimentation végétale apparaît donc meilleur que la consommation d’une alimentation animale. Il nous apparaît donc que dans le but de favoriser le développement durable, l’alimentation de chacun devrait être rééquilibrée et les Hommes devraient prendre conscience de l’impact de leurs chois alimentaires. Effectivement, cumulés aux autres habitants de la planète, des choix peuvent influencer le réchauffement climatique et plus largement la mise en danger de la biodiversité.
C'est pourquoi émergent certains mouvements tels que le véganisme et le végétarisme, qui constituent des modes d'alimentation totalement viables et plus respectueux vis à vis de l'environnement.

II - Impact de nos pratiques agricoles actuelles sur l’environnement et la santé :



Les différentes pratiques agricoles mises en place dans le mode peuvent donc nuire à l’environnement et à notre santé, notamment à travers l’utilisation d’engrais, qui peuvent entraîner une pollution des sols par une trop grande quantité de nitrates (eutrophisation). Cela peut également constituer un danger pour la santé humaine, causant parfois des cancers en raison de la bio-accumulation ou encore l’apparition d’une résistance aux antibiotiques.

III- Des pratiques pour améliorer les rendements :



A/ Les différentes techniques :


Différentes techniques peuvent être mises en place afin d’améliorer les rendements et la productivité, les plantes prélevant dans l’air et le sol les différents éléments qui la composent et permettant sa croissance :

- La sélection génétique : cela permet d’améliorer les variétés végétales et animales en créant la vigueur hybride grâce à la réunion des caractères favorables des deux parents.

- Le clonage : cela permet de multiplier à l’identique un individu présentant des caractères performants,
entraînant ainsi la création d’individus génétiquement homogènes conservant les caractères qui ont été
préalablement choisis.

- La manipulation génétique : cela permet de créer des organismes génétiquement modifiés (OGM) par transgenèse, le gène transformé permettant d’améliorer le génome de l’espèce.

- L’utilisation de pesticides : cela permet de lutter contre les insectes ou de prévenir contre les maladies, mais peut constituer un danger pour la santé en cas de négligence ou de rejet accidentel notamment.

- L’utilisation d’engrais : cela permet d’apporter aux plantes des éléments nutritifs supplémentaires, ou encore d’améliorer les propriétés chimiques et biologiques des sols.

- L’utilisation de machines agricoles : cela permet de cultiver les parcelles de manière plus rapide et efficace que l’Homme.

- L’utilisation d’antibiotiques : ce sont des substances naturelles ou synthétiques qui détruisent ou bloquent la
prolifération de bactéries et prévoient donc contre les problèmes sanitaires.

Définitions complémentaires :

- Génotype : C’est l’ensemble des combinaisons alléliques d’un individu.
- Allèles : Différentes versions d’un gène.
-Caractère dominant : Caractère qui s’exprime chez des individus, même si ce dernier e possède qu’un seul
exemplaire de l’allèle responsable du caractère.
- Caractère récessif : Caractère qui ne s’exprime chez les individus que si ces derniers possèdent deux exemplaires
de l’allèle responsables de ce caractère.
- Phénotype : Ensemble des caractères visibles d’un individu.

B/ Le sol : milieux d’échange des matières


Tout d’abord, le sol est constitué de matière organique (humus : carbone, oxygène, azote et hydrogène), de matière minérale (sable, calcaire…), d’eau et de gaz.
Différents moyens sont utilisés pour enrichir les sols et ainsi augmenter la productivité, particulièrement les pesticides. Ils permettent de compenser les carences d’un sol, en y apportant notamment de l’azote (N), du phosphore (P) et du potassium (K), mais également de combattre les éventuelles maladies.
Ces derniers peuvent être dangereux pour la santé, mais également pour l’environnement. Effectivement, les nitrates, très présents dans les pesticides sont une grande source de pollution, s’infiltrant dans les sols par le ruissellement notamment suite à l’épandage agricole. Ainsi, les nitrates peuvent provoquer la prolifération d’algues notamment menaçant ainsi les différents écosystèmes : c’est l’eutrophisation.

Le complexe argilo humique (CAH) est constitué d’argile et d’humus. Il est chargé négativement est capte donc des ions positifs, pouvant ainsi retenir des composés essentiels à la plante dans le sol.

Conclusion :

Dans un objectif de développement durable, notre agriculture doit être gérée de façon raisonnée, tout en augmentant la productivité en limitant également la pollution la déforestation ou encore le gaspillage. Il existe de nos jours des pratiques agricoles raisonnées, telles que la lutte biologique ou encore les engrais verts, mais il reste encore un long chemin à parcourir avant de pouvoir nourrir l’ensemble de la planète dans le respect de l’environnement.

Second objet d'étude : la conservation des aliments :



Il est nécessaire des développer des techniques de conservation des aliments afin de conserver leur qualité gustative et d’avoir la possibilité de les consommer après plusieurs jours.

I- Le Développement des micro-organismes :



- Micro-organismes : Ce sont des êtres vivants de taille microscopique qui se multiplient dans les aliments. Il peut
s’agir de bactérie ou de champignons.

Dans le cas de la présence d’un micro-organisme pathogène dans la nourriture, cette dernière devient impropre à la consommation et peuvent entraîner une intoxication alimentaire (ex : salmonellose). Cependant, tous ne sont pas pathogènes et certains sont même utilisés pour réaliser des yaourts ou encore du fromage. Le développement de ces organismes devient optimal avec une certaine température, un certain ph, un certaine taux d’oxygénation ainsi qu’un taux d’humidité. Ces conditions de développement optimal sont propres à chaque espèce. Ils peuvent se développer par division cellulaire, par bourgeonnement (levures) ou encore par production de spores. La quantité de bactéries peut ainsi doubler en l’espace de 20 ou 30 minutes par division cellulaire. Nous sommes désormais en capacité de comprendre le rôle des conditions physico-chimiques sur le développement des micro-organismes, permettant ainsi de mettre en place différentes techniques de conservation.

II- La conservation des aliments :



A/ les techniques actuelles de conservation


Il existe différents moyens de conserver les aliments, reposant souvent sur un changement d’état de la matière :

- Par la chaleur : cela permet une conservation longue durée, détruisant les micro-organismes pathogènes (ex :
stérilisation, pasteurisation…).

- Par le froid : cela permet de diminuer l’activité cellulaire et le développement des micro-organismes, sans les
tuer, retardant ainsi la dégradation des aliments. Cependant, à température ambiante, les micro-organismes
peuvent reprendre leur développement (ex : congélation, surgélation).

- Par la diminution de la teneur en eau : c’est la lyophilisation.

- Par la réduction de la quantité de dioxygène : c’est l’appertisation (ex : boîtes de conserve).


Crédits : http://www.maxicours.com/se/fiche/8/7/381687.html

B/ Les conséquences de la conservation sur la qualité des aliments :


Certaines méthodes de conservation peuvent cependant entraîner une perte de nutriments contenus dans les aliments, mais également modifier la saveur ou la consistance des aliments. Certaines vitamines peuvent notamment être détruites par l’utilisation de la chaleur comme technique de conservation.

C/ Des additifs dans nos assiettes :


Afin d’améliorer la conservation des aliments, des conservateurs peuvent être utilisés. Cependant, ils peuvent entraîner des effets indésirables lorsqu’ils sont consommés en quantités trop importantes. Leur signalement est donc obligatoire sur les aliments en contenant. Des antioxydants peuvent notamment être utilisés, permettant ainsi le ralentissement de l’oxydation des aliments en raison d’une réaction avec le dioxygène de l’air. Des antioxydants naturels peuvent cependant être utilisés pour limiter l’impact sur notre santé, tel que la vitamine C (acide ascorbique : c'est le nom sous lequel on la retrouve sur les étiquettes).

- Additifs : Substances utilisées en petites quantités et ajoutées aux aliments pour améliorer le goût, renforcer la conservation ou encore conférer une texture particulière.

D/ Les techniques de conservation au cours du temps :


A l’origine, les aliments se conservaient à l’aide de sel, mais désormais d’autres techniques ont été développées.

- La stérilisation : permet de détruire les micro-organismes et ainsi de conserver les aliments d’une durée d’un à
quatre ans. Cela peut cependant une perte de vitamine ou encore une légère altération de l’aliment. La stérilisation
constitue ainsi une alternative.

- La pasteurisation : permet de détruire les micro-organismes seulement pathogènes mais la durée de conservation
n’est que d’environ 14 jours au réfrigérateur.

- La réfrigération : permet de bloquer le développement des micro-organismes dans les tuer et permet une
conservation de 3 jours à 3 semaines.

- La congélation : permet de bloquer le développement des micro-organismes, mais il fait veiller à ne pas rompre la
« chaîne du froid » car le développement des micro-organismes peut reprendre.

Troisième objet d'étude : se nourrir au quotidien : la place prépondérante de l'eau et des émulsions :

I - Les émulsions :



La mayonnaise est une émulsion à base de jaune d’œuf et d’huile. L’huile et l’eau ne sont pas miscibles et forment deux phases, mais par mixage, les gouttelettes d’huile peuvent rester en suspension dans l’eau et former ainsi une émulsion instable. Pour forme une émulsion stable, il fait ajouter des molécules tensioactives, qui ont donc une affinité pour l’huile et pour l’eau ; c’est notamment le cas du jaune d’œuf. La mayonnaise est donc une émulsion stable entre l’huile et le jaune d’œuf : le jaune d’œuf comportant une tête hydrophile et une partie lipophile (repoussant l’eau), il favorise l’association de l’huile et de l’eau.


Crédits : https://www.annabac.com/annales-bac/le-chocolat-chantilly

II - L'eau :



Dans un premier temps l’eau est une ressource vitale de la planète, cependant, afin d’être considérée comme potable et donc consommer, différents critères ont été mis en place. Effectivement, afin qu’une eau soit potable, elle doit pouvoir être consommée durant toute une vie sans représenter de danger pour la santé. Ce danger est mesuré à travers 63 paramètres, définissant notamment le taux de micro-organismes ou encore le ph et la température. L’eau réellement utilisable pour notre consommation est appelée « eau disponible ». Cette eau peut être prélevée dans une nappe souterraine ou encore à la surface, notamment dans les rivières.

Il existe différents types d’eau qui sont consommées :

- L’eau minérale, possédant des minéraux et des propriétés thérapeutiques.

- L’eau de robinet (ou eau brute) : ce type d’eau est rendu potable par différents traitements répondant aux normes de potabilité.

- L’eau de source : elle est naturellement propre à la consommation et n’a pas subi de traitement chimique.

- L’eau de table : elle est de même nature que l’eau du robinet, mais commercialisée en bouteille.

L’eau nécessite dont souvent un traitement avant de pouvoir être consommée, afin de répondre correctement à ces différents paramètres. Ce traitement se fait soit par traitement chimique, soit par nano filtration. Le traitement de l’eau comprend différentes étapes :

- Le prétraitement : permet d’éliminer les gros déchets tels que les feuilles à l’aide d’une grille (dé-grillage) et de supprimer les algues ou le fer par l’oxydation à l’aide d’ozone.

- La clarification : permet d’éliminer les particules en suspension et les impuretés présentes dans le liquide. On utilise pour cela la floculation (à l’aide de réactifs chimiques), qui permet d’agglomérer les particules en suspension, qui deviennent ainsi plus lourdes et peuvent être retirées de manière plus efficace par filtration.

- L’affinage : permet d’éliminer les organismes pathogènes (virus…) et les odeurs (filtration sur charbon actif et ozonation).

- La chloration : permet de désinfecter l’eau afin d’éviter une contamination bactérienne durant le transport
de l’eau dans les canalisations.


Crédits : http://lesecoliersdelaubrac.over-blog.com/article-la-station-de-traitement-de-l-eau-72233234.html

Les différents types d’eau ont des duretés (ou titre hydrotimétrique exprimé en degré français) différents, qui se mesurent en fonction de leur concentration en ions calcium et magnésium. Plus l’eau est dure et moins elle fait mousser. Une eau dure nécessite donc plus de savon pour laver et amplifie de ce fait la pollution des eaux rejetées dans l’environnement. De plus, les eaux dures contiennent plus de calcium et peuvent donc être source de tarte. On peut cependant adoucir une eau dure en remplaçant les ions calcium (Ca2+) et magnésium (Mg2+) par des ions sodium. Une eau trop douce peut en outre également être « dangereuse », pouvant être corrosive pour les canalisations et donc entraîner la présence de substances telles que le plomb dans l’eau, qui devient ainsi un danger pour la santé.


Tableau définissant les différents degrés de dureté de l'eau

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