Processus anaérobie

Un processus anaérobie est une transformation biologique qui conserve de l’énergie ou transforme de la matière sans utiliser l’oxygène moléculaire comme accepteur final d’électrons. La respiration anaérobie et la fermentation en sont deux formes distinctes. Le qualificatif anaérobie peut aussi s’appliquer aux organismes et aux milieux, sans que ces trois emplois désignent le même objet.

Des mécanismes différents

Dans une respiration anaérobie, des transferts d’électrons aboutissent à un accepteur autre que l’oxygène. Certaines bactéries utilisent ainsi des composés azotés. Le nitrate peut participer à plusieurs voies métaboliques et sa consommation ne démontre pas, à elle seule, une dénitrification complète.

Dans la fermentation, l’équilibre des réactions d’oxydation et de réduction repose sur des produits issus du substrat organique. Ce fonctionnement se distingue d’une respiration utilisant un accepteur externe. Les mécanismes de conservation d’énergie sont divers : assimiler toute fermentation à une respiration privée d’oxygène ferait perdre cette distinction.

Le mot « fermentation » possède aussi un sens industriel plus large, qui peut désigner des productions microbiennes réalisées en présence d’oxygène. Ce sens technique ne transforme pas le mécanisme biologique de fermentation en respiration aérobie.

Processus et conditions du milieu

Une transformation qui n’utilise pas directement l’oxygène n’est pas nécessairement la preuve d’une absence totale d’oxygène dans l’ensemble du système. Des microzones différentes coexistent dans un sédiment, un biofilm ou un agrégat. Inversement, une faible concentration mesurée d’oxygène ne suffit pas à identifier la voie métabolique active.

La respiration anaérobie, les fermentations et la méthanogenèse n’ont ni les mêmes acteurs, ni les mêmes substrats et produits, ni le même bilan énergétique. Leur répartition dépend des conditions locales et des communautés présentes.

Milieux aquatiques

Ces transformations participent à la décomposition et aux cycles des éléments dans les sédiments, les boues et certains systèmes de traitement. La dénitrification peut contribuer au devenir de l’azote, tandis que l’accumulation de certains produits réduits modifie la qualité du milieu.

L’interprétation associe l’oxygène, les transformations de matière et les produits du métabolisme. Le potentiel d’oxydoréduction apporte une information globale, mais plusieurs couples chimiques contribuent à sa valeur : il ne désigne pas, à lui seul, un processus biologique particulier.