Méthanogenèse

La méthanogenèse est la production biologique de méthane (CH₄) par des archées méthanogènes, en conditions d'anaérobiose stricte et à un potentiel d'oxydoréduction très bas (Eh < –200 mV). Elle constitue l'ultime étape de la décomposition de la matière organique dans les sols saturés en eau, après épuisement successif de l'oxygène, des nitrates, du manganèse(IV), du fer(III) et des sulfates (Cottes, 2019 [source non vérifiée]). Ce processus, tributaire d'une succession thermodynamique, repose sur des substrats simples (hydrogène, acétate, méthanol) issus de l'activité des micro-organismes fermentaires et syntrophes ; sans cette coopération, la dégradation des polymères végétaux serait bloquée en milieu anoxique.

Dans le continuum sol-plante-microbiome, la méthanogenèse intervient comme un maillon critique du cycle du carbone, transformant les produits de la rhizodéposition et des résidus de culture en un puissant gaz à effet de serre. Elle entre en compétition directe avec les voies de stabilisation organo-minérale, car le carbone minéralisé en CH₄ ne peut plus participer à la formation de matière organique associée aux minéraux (MAOM). Son activité est spatialement hétérogène, confinée aux microsites anoxiques (agrégats engorgés, zones compactées) et temporellement liée aux fluctuations de la nappe phréatique. Elle influence également les cycles de l'azote et du phosphore en libérant des formes réduites solubles et en modifiant le pH local.

La compréhension de la méthanogenèse est essentielle pour modéliser les bilans de carbone des agrosystèmes, notamment dans les rizières où les émissions de méthane représentent une part majeure du forçage radiatif anthropique. Sa gestion repose sur la maîtrise des conditions d'oxydoréduction via l'irrigation et le travail du sol.