Ce que signifie Q10
Le coefficient de température Q10 indique par quel facteur une vitesse est multipliée quand la température augmente de 10 °C. Il est très utilisé en biologie, en physiologie, en écologie et en science des aliments pour décrire comment le métabolisme, l’activité enzymatique, la respiration ou l’altération des aliments dépendent de la température.
Q10 = (R2 ÷ R1) ^ (10 ÷ (T2 − T1))
R1 et R2 sont les vitesses mesurées aux températures T1 et T2, dans la même unité. Les deux températures n’ont pas besoin d’être séparées d’exactement 10 °C : l’exposant ramène le rapport à un écart de 10 °C.
Exemple
Une réaction enzymatique a une vitesse de 10 unités à 20 °C et de 25 unités à 30 °C :
Q10 = (25 ÷ 10) ^ (10 ÷ 10) = 2,5
On peut alors prévoir la vitesse à 37 °C : R = R1 × Q10^((T − T1) ÷ 10) = 10 × 2,5^1,7 ≈ 47,5 unités.
Valeurs habituelles
| Processus | Q10 habituel |
|---|---|
| Diffusion physique | environ 1 à 1,5 |
| Réactions enzymatiques, métabolisme | environ 2 à 3 |
| Respiration des sols | environ 1,5 à 3 |
| Dénaturation des protéines | peut dépasser 10 |
Un Q10 proche de 1 signifie que la température compte peu ; un Q10 élevé, que le processus y est très sensible.
Lien avec la loi d’Arrhenius
Le Q10 est une forme simplifiée de la loi d’Arrhenius. Sur un intervalle étroit, les deux sont liés par :
Ea = R × ln(Q10) × T1 × T2 ÷ 10
avec les températures en kelvins et R = 8,314 J/(mol·K). Le calculateur donne l’énergie d’activation équivalente à vos deux mesures : environ 68 kJ/mol dans l’exemple. Comme la loi d’Arrhenius fait intervenir 1/T, le Q10 varie légèrement avec la température : un Q10 mesuré entre 0 et 10 °C n’est pas exactement celui mesuré entre 30 et 40 °C.
Applications
- Physiologie : le métabolisme d’un animal à sang froid double à peu près tous les 10 °C.
- Conservation des aliments : la règle selon laquelle l’altération double environ tous les 10 °C explique l’intérêt de la chaîne du froid et des températures de conservation réglementaires.
- Écologie : libération de carbone par les sols avec le réchauffement climatique.
Limites
Le Q10 ne décrit que l’intervalle où il a été mesuré. Au-delà d’un optimum, les enzymes se dénaturent et les vitesses chutent brutalement : une prévision loin des températures mesurées peut être très fausse.