La photosynthèse expliquée simplement

La photosynthèse est la réaction par laquelle la feuille utilise l’énergie de la lumière, captée par la chlorophylle, pour assembler du gaz carbonique et de l’eau en sucre, en rejetant de l’oxygène. Elle a lieu dans les chloroplastes des cellules du limbe, dépend de la lumière, de la température, de l’eau et du CO2 disponibles, et c’est d’elle que découlent la couleur verte des feuilles, leur chute en automne et presque toute la nourriture et l’oxygène de la planète.

Mis à jour le 7 novembre 2026

En bref

L’équation à retenir : 6 CO2 + 6 H2O + lumière donnent C6H12O6 (glucose) + 6 O2 ; la feuille fabrique du sucre et rejette de l’oxygène.
La chlorophylle absorbe le bleu et le rouge de la lumière et réfléchit le vert : voilà pourquoi les feuilles sont vertes.
Le CO2 entre et l’oxygène sort par les stomates, de minuscules pores surtout situés sous la feuille, qui laissent aussi s’échapper de la vapeur d’eau.
La plante respire aussi, jour et nuit, en consommant une partie du sucre et de l’oxygène produits ; le bilan reste largement positif en pleine lumière.
Lumière, température, eau et CO2 limitent la photosynthèse : une feuille à l’ombre, gelée ou desséchée produit peu, ce qui explique les stratégies caduque et persistante.

Que fabrique exactement une feuille ?

Une feuille est une usine chimique alimentée par le soleil. Elle prend dans l’air du gaz carbonique (CO2), dans le sol, via les racines et les nervures, de l’eau (H2O), et utilise l’énergie lumineuse pour assembler ces deux molécules pauvres en énergie en une molécule riche, le glucose, un sucre. La réaction libère de l’oxygène, qui est en fait un déchet pour la plante mais une aubaine pour nous. Le sucre produit sert ensuite à tout : fabriquer la cellulose du bois et des fibres, l’amidon des réserves (celui de la pomme de terre ou du gland), les graisses des graines, et, combiné à l’azote et aux minéraux du sol, les protéines et la chlorophylle elle-même.

Ce qui entre	D’où cela vient	Ce qui sort	Où cela va
Gaz carbonique (CO2)	L’air, par les stomates	Oxygène (O2)	L’air, par les stomates
Eau (H2O)	Le sol, par les racines, le tronc et les nervures	Glucose, puis amidon, saccharose, cellulose	Toute la plante, par le phloème des nervures
Énergie lumineuse	Le soleil, captée par la chlorophylle	Énergie chimique stockée dans les sucres	Libérée plus tard par la respiration

Où cela se passe-t-il dans la feuille ?

La réaction a lieu dans les chloroplastes, de petits organites verts présents par dizaines dans chaque cellule du limbe, surtout dans la couche de cellules allongées située juste sous la face supérieure (le parenchyme palissadique, décrit dans Anatomie d’une feuille). Les chloroplastes contiennent des empilements de membranes où est fixée la chlorophylle. La forme même de la feuille, plate et mince, est au service de cette réaction : une grande surface pour capter la lumière, une faible épaisseur pour que le CO2 atteigne toutes les cellules, un réseau de nervures pour amener l’eau partout et emporter les sucres. La fiche La cellule replace le chloroplaste parmi les autres organites.

Pourquoi les feuilles sont-elles vertes ?

La lumière du soleil contient toutes les couleurs. La chlorophylle absorbe très bien le bleu et le rouge, dont elle utilise l’énergie, mais très mal le vert, qu’elle réfléchit ou laisse passer : c’est ce vert rejeté que nous voyons. D’autres pigments participent à la capture, notamment les caroténoïdes jaunes et orangés, masqués par la chlorophylle tant qu’elle est abondante. Quand l’arbre cesse de renouveler sa chlorophylle en automne, ces pigments apparaissent : c’est tout le sujet du guide Pourquoi les feuilles rougissent. Et quand une feuille manque de fer, de magnésium ou d’azote pour fabriquer sa chlorophylle, elle jaunit en pleine saison : c’est la chlorose. Les feuilles pourpres de certains cultivars (hêtre pourpre, érable « Crimson King ») contiennent bien de la chlorophylle, mais cachée sous des anthocyanes rouges.

Comment la feuille respire-t-elle en même temps ?

La photosynthèse n’est que la moitié de l’histoire. Comme tous les êtres vivants, la plante respire, jour et nuit, dans toutes ses cellules : elle brûle une partie de ses sucres avec de l’oxygène pour libérer l’énergie dont elle a besoin, et rejette du CO2 et de l’eau. La respiration est l’exact inverse de la photosynthèse. Le jour, la photosynthèse l’emporte largement et la feuille absorbe du CO2 ; la nuit, seule la respiration fonctionne et la plante rejette du CO2, en quantité modeste. Sur une année, un arbre en croissance fixe beaucoup plus de carbone qu’il n’en rejette ; c’est ce carbone qui devient son bois. Le détail des deux réactions et leur comparaison figurent dans la fiche Photosynthèse et respiration.

Qu’est-ce qui limite la photosynthèse ?

Facteur	Effet	Ce que l’on observe sur les plantes
Lumière	Plus il y a de lumière, plus la réaction va vite, jusqu’à saturation ; au-delà, l’excès abîme les pigments	Feuilles d’ombre plus grandes et plus minces que les feuilles de soleil sur le même hêtre ; feuilles rouges protectrices des jeunes pousses
Température	Optimum entre 15 et 30 °C environ pour la plupart des plantes tempérées ; presque nulle sous 0 °C et au-dessus de 40 °C	Arrêt hivernal, d’où la chute des feuilles caduques ; les persistants méditerranéens travaillent en hiver
Eau	Sans eau, les stomates se ferment pour éviter le dessèchement et le CO2 n’entre plus	Croissance stoppée en été sec, feuilles qui s’enroulent (voir Feuilles qui s’enroulent)
Gaz carbonique	À 0,04 % dans l’air, il est souvent le facteur limitant en pleine lumière	Les serres enrichies en CO2 produisent davantage ; les feuilles de forêt dense manquent de lumière avant de manquer de CO2
Éléments minéraux	Azote et magnésium entrent dans la chlorophylle, fer dans sa fabrication, phosphore dans le transport d’énergie	Jaunissements de carence, voir la fiche Engrais : N, P, K

Comment les arbres adaptent-ils leurs feuilles à la photosynthèse ?

Feuilles larges et minces du tilleul ou du catalpa : rendement maximal en climat humide, mais perte d’eau élevée et vulnérabilité au gel, d’où leur chute automnale.
Aiguilles du pin ou de l’épicéa : petite surface, cuticule épaisse, stomates enfoncés dans des sillons ; rendement faible par aiguille, mais travail possible dès les journées douces d’hiver et sur plusieurs années.
Feuilles coriaces et grises du chêne vert, de l’olivier ou du ciste : poils et cire réfléchissent le soleil, stomates protégés sous un feutre ; photosynthèse en hiver et au printemps, pause en été.
Feuilles mobiles du tremble ou du robinier : le tremblement et le repliement nocturne ou en plein midi réduisent la surchauffe et répartissent la lumière dans la couronne.
Mosaïque foliaire du lierre ou du platane : les feuilles se disposent de façon à ne pas se faire d’ombre, dessinant un pavage presque sans trou vu du dessous.

Ces compromis entre captation de lumière et économie d’eau expliquent la plupart des formes que décrit le lexique de la feuille, et les stratégies saisonnières comparées dans Caduque, persistant, marcescent.

Une expérience simple pour voir la photosynthèse ?

Plongez une feuille fraîche de lierre ou d’élodée dans un verre d’eau gazeuse (riche en CO2) placé au soleil : en quelques minutes, de fines bulles d’oxygène se forment sur la face inférieure, là où sont les stomates, puis remontent. Répétez à l’ombre, ou avec la même feuille recouverte d’un carton : les bulles cessent. Pour aller plus loin, couvrez une partie d’une feuille de pélargonium (géranium des balcons) de papier d’aluminium pendant deux jours, puis décolorez la feuille à l’alcool et plongez-la dans de la teinture d’iode : la partie éclairée, qui a fabriqué de l’amidon, se colore en bleu-noir, la partie masquée reste claire.