Table des matières

Couverture

Les arbres grandissent-ils toute leur vie ?

Avant-propos

À la rencontre des arbres

1 Qu’est-ce qu’un arbre ?

2 Combien d’arbres sur Terre ?

3 Depuis quand les arbres existent-ils ?

4 Que sont devenus les arbres durant les glaciations ?

5 Comment les arbres ont-ils évolué depuis l’apparition de l’homme ?

6 Jusqu’à quel âge un arbre peut-il vivre ?

7 Feuillu versus résineux, quels avantages ?

8 Les forêts sont-elles les poumons de la planète ?

Anatomie d’un géant vert

9 Combien y a-t-il de feuilles sur un arbre ?

10 Jusqu’où vont les racines des arbres ?

11 Y a-t-il autant de racines que de branches ?

12 Les arbres portent-ils tous des fleurs ?

13 À quoi sert l’écorce ?

14 À quoi ressemble le cœur d’un arbre ?

15 Que racontent les cernes ?

Fonctionnement de l’arbre

16 Que puise l’arbre dans le sol ?

17 Comment l’arbre fabrique-t-il sa nourriture ?

18 Les arbres consomment-ils beaucoup d’eau ?

19 De quoi est faite la sève des arbres ?

20 Comment fait la sève pour monter aussi haut ?

21 Un arbre est-il plus actif le jour ou la nuit ?

22 Pourquoi les feuilles tombent-elles ?

23 Pourquoi les feuilles ne sont-elles pas toujours vertes ?

24 Les arbres dorment-ils en hiver ?

25 Les arbres font-ils des réserves ?

26 Comment se forme le bois ?

27 Les arbres grandissent-ils toute leur vie ?

28 Produire des fruits et des graines, une stratégie coûteuse pour l’arbre ?

29 Comment envoyer ses graines plus loin ?

30 Comment fait un arbre pour pousser droit ?

31 Un arbre est-il sensible à la douleur ?

32 L’arbre perçoit-il son environnement ?

33 Les arbres ont-ils une mémoire ?

Un arbre ne vit pas tout seul

34 Un arbre est-il plus fort isolé ou en forêt ?

35 Les arbres peuvent-ils vivre sans leurs champignons ?

36 Les arbres communiquent-ils entre eux ?

37 Vaut-il mieux vivre en famille ou en société ?

38 Les arbres influent-ils sur l’environnement ?

39 Les arbres ont-ils un système immunitaire ?

40 Les racines sont-elles les seules à passer des alliances ?

41 Quels sont les secrets des arbres pionniers ?

42 Qui vit dans les arbres ?

Vulnérabilité des arbres

43 Quels sont les principaux ennemis des arbres ?

44 Comment les arbres résistent-ils à la sécheresse ?

45 Des arbres peuvent-ils vivre dans un désert ?

46 Vivre les pieds dans l’eau ?

47 Une résistance extraordinaire au froid ?

48 L’arbre est-il sensible à la pollution de l’air ?

49 Comment certains arbres résistent-ils à un incendie ?

50 Pourquoi certains arbres attirent-ils plus la foudre ?

51 De quoi meurt un arbre ?

52 Y a-t-il des espèces d’arbres en danger d’extinction ?

L’arbre et l’homme

53 L’arbre est-il indispensable à l’homme ?

54 Comment un arbre peut-il pousser sur un trottoir ?

55 L’histoire vue par les forêts françaises ?

56 Les arbres morts sont-ils inutiles ?

57 Comment bien planter un arbre ?

58 Les arbres sont-ils d’efficaces puits de carbone ?

59 Le changement climatique fera-t-il, à terme, disparaître les arbres ? …

60 … Ou seule une sélection d’espèces survivront-elles ?

Références bibliographiques

Des ouvrages et des articles

Deux sites Internet

Crédits iconographiques

Les arbres grandissent-ils toute leur vie ?

60 clés pour comprendre les arbres

André Granier

© éditions Quæ, 2021

ISBN papier : 978-2-7592-3323-6
ISBN PDF : 978-2-7592-3324-3
ISBN ePub : 978-2-7592-3325-0
ISSN : 2261-3188

Éditions Quæ
RD 10
78026 Versailles Cedex, France

www.quae.com
www.quae-open.com

Pour toutes questions, remarques ou suggestions : quae-numerique@quae.fr

Avant-propos

Les arbres ont toujours accompagné l’histoire de l’homme. Des preuves formelles attestent que le feu était déjà domestiqué il y a plus de 150 000 ans, mais une date beaucoup plus ancienne est avancée par certains chercheurs. Car, fragiles, très peu de vieux objets en bois sont parvenus jusqu’à nous. Toutefois, des conditions de conservation exceptionnelles ont permis de retrouver intacts, ornés de leurs peintures, des sarcophages égyptiens vieux de plus de 3 000 ans, fabriqués avec une grande maîtrise dans des bois de cèdre, d’if ou de figuier sycomore.

L’arbre fournit son bois depuis très longtemps. En effet, ce matériau abondant est doté d’une multitude de propriétés utiles, voire indispensables aux hommes : sa rigidité, mais aussi sa souplesse, son pouvoir isolant, ses propriétés acoustiques, la facilité de son travail. La forêt a également été pourvoyeuse d’aliments pour l’homme et le bétail, et de matériaux pour fabriquer les premières armes, des habitations, du mobilier. À ce jour, le bois reste la première source d’énergie domestique pour une grande partie de la population mondiale.

Excepté au cœur des déserts et dans les contrées subpolaires, les arbres peuplent notre planète. On en dénombre 60 000 espèces différentes. Certains restent très petits, qualifiés d’arbrisseaux ou d’arbustes, d’autres deviennent des géants. On peut mesurer la grande diversité des arbres en visitant les arboretums, jardins botaniques qui rassemblent des arbres originaires de tous les continents. Ces collections d’arbres constituent un moyen à la fois de sauvegarder des espèces rares ou menacées et d’évaluer la possibilité d’introduire des essences exotiques.

Malgré son abondance, l’arbre reste mystérieux pour beaucoup d’entre nous. Il fascine par sa taille, parfois colossale, son fonctionnement complexe et son âge incertain : il peut vivre des siècles, voire des millénaires. Cette dimension temporelle est peut-être ce qui nous échappe le plus. La complexité de l’arbre au regard de la plante annuelle vient de son caractère pérenne. D’année en année, il accumule du bois dans son tronc, ses branches, ses racines. De nouveaux tissus apparaissent alors que d’autres meurent. Comme toutes les plantes supérieures, l’arbre, souvent en concurrence avec ses voisins, doit trouver les éléments nécessaires à sa croissance : lumière du soleil, dioxyde de carbone, eau et éléments minéraux. Plus il grandit, plus cet exercice devient difficile. Mais l’arbre a développé la capacité de faire monter l’eau, sous l’effet de l’aspiration par ses feuilles, à une hauteur pouvant dépasser 100 mètres, ce que nos pompes actuelles sont incapables de réaliser. Parallèlement, ses racines s’étendent à la mesure de sa partie aérienne pour chercher profondément l’eau et les éléments minéraux.

L’arbre ne vit pas seul dans un environnement minéral : au fil de millions d’années, les mécanismes de coévolution ont produit des associations étroites avec d’autres organismes avec lesquels il vit en symbiose. Parmi ces relations d’interdépendance figurent celles avec des champignons, les mycorhizes, certainement l’une des plus sophistiquées. Elles sont tellement intimes que certains chercheurs les considèrent d’ailleurs comme des organes à part entière. Aux côtés de l’arbre ont aussi évolué des ennemis qui le menacent, mais qu’il a appris à combattre : d’autres plantes, des animaux et des micro-organismes. Aussi, grâce aux nombreuses adaptations des arbres face aux aléas, qu’ils soient climatiques ou biotiques, les forêts montrent une grande résilience : après un incendie ou une attaque massive de ravageurs, le couvert forestier se régénère. C’est même le cycle de vie normal de certaines forêts, comme les forêts boréales, parcourues en moyenne tous les cent ans par de grands incendies d’origine naturelle.

Pourtant, la forêt est fragile. Avec le développement effréné des sociétés humaines, la forêt est un objet de convoitise, d’autant plus qu’elle est d’une apparente gratuité. L’homme exploite les forêts primaires tant pour y prélever du bois que pour conquérir des terres cultivables. Ces changements d’usage ont des conséquences profondes sur le fonctionnement global de notre planète. La recherche scientifique a en effet démontré le rôle positif de la forêt sur la régulation du cycle de l’eau, le maintien de la biodiversité et la capacité de résorber une part très significative de nos émissions de dioxyde de carbone, le principal gaz à effet de serre. Ces conflits d’intérêts entre la fonction de production de la forêt et la fourniture d’autres bénéfices — la protection de l’environnement et les services récréatifs et culturels — sont susceptibles d’entraîner la disparition de certaines espèces. Toutefois, les pratiques de gestion des forêts évoluent et la sylviculture tend à devenir plus raisonnée qu’auparavant afin de stopper l’appauvrissement des sols et de maintenir les habitats de la biodiversité forestière.

S’appuyant sur des travaux scientifiques récents, cet ouvrage vise à répondre de façon simple aux nombreuses questions que l’on se pose sur l’arbre, ses origines, sa morphologie, son fonctionnement, ses alliés et ses ennemis. J’espère que ces notions donneront au lecteur un nouveau regard sur ce monde des grands ligneux et, en observateur plus attentif, une meilleure compréhension de ce qu’il a sous ses yeux au cours de ses promenades dans les parcs, les arboretums ou les forêts.

À la rencontre des arbres

1 Qu’est-ce qu’un arbre ?

Qu’est-ce qu’un arbre ? Une plante est-elle appelée « arbre » seulement quand elle atteint une certaine taille ou bien quand elle est constituée de bois ? En réalité, « arbre » n’est pas un terme botanique, mais plus une commodité de langage et de classement utilisée par les professionnels du monde végétal (horticulteurs, forestiers, paysagistes…). Pour cette raison, la définition d’un arbre peut différer sensiblement selon les sources. L’Union internationale pour la conservation de la nature (UICN) propose cette définition : « L’arbre est une plante ligneuse avec habituellement un seul tronc, poussant à une hauteur d’au moins deux mètres, ou, s’il y a plusieurs troncs, qu’au moins l’un deux fasse cinq centimètres de diamètre à hauteur de poitrine d’homme. »

L’arbre est qualifié de ligneux, car il contient une quantité importante de lignine (de l’ordre de 25 %), molécule qui assure sa rigidité. Il fabrique le bois, constitué de lignine, de cellulose et d’hémicelluloses (voir question 26), grâce à un tissu spécialisé, le cambium, qui permet la croissance en diamètre du tronc, des branches et des racines. Les plantes herbacées contiennent elles aussi de la lignine, mais en quantité moindre (10 à 14 %).

Les tissus du tronc

La plus grande partie du tronc est occupée par le xylème, qui est le bois proprement dit. Il se compose d’une partie morte et inactive, le bois de cœur, et d’une partie vivante, le bois d’aubier, qui conduit la sève brute. Un tronc scié montre souvent ces deux zones concentriques : en périphérie, l’anneau plus ou moins large constitué du bois d’aubier entoure le bois de cœur au centre, souvent de couleur plus sombre. Il faut parfois plus de dix ans pour que le bois de cœur commence à se former, et quelques espèces n’en possèdent pas véritablement.

Le cambium, très mince car constitué d’une seule couche de cellules, enveloppe le xylème. Sa fonction est de générer les deux tissus conducteurs de la sève : le xylème et le phloème (voir question 19).

Plus en périphérie du tronc, on trouve le phellogène, un tissu-mère fabriquant le suber, qui est la partie morte de l’écorce. La composition de ce dernier diffère un peu de celle du bois, avec une présence importante de polyphénols, de subérine et d’éléments minéraux.

L’ensemble de ces trois tissus, cambium, phellogène et phloème, est très fragile, mais l’écorce leur assure une protection efficace contre les agressions climatiques, mécaniques ou biologiques.

Les botanistes ne considèrent pas les palmiers, cocotiers ou bananiers, comme des arbres, car, n’ayant pas de cambium, leur schéma de croissance est foncièrement différent : ces végétaux poussent en diamètre en accolant de nouveaux faisceaux de tissus aux anciens, partant de la base de leur tige, appelée « stipe ». Ces espèces sont considérées comme des plantes herbacées géantes.

Les spécialistes parlent d’arbustes quand, adultes, ils ne dépassent pas 5 m de hauteur, et d’arbrisseaux, qui sont de taille encore plus petite et possèdent plusieurs troncs. Cette classification est artificielle et n’a finalement pas grande importance. Et nous connaissons tous les bonsaïs, qui appartiennent aux arbres mais n’en ont évidemment pas les dimensions, car des techniques ancestrales sophistiquées contraignent et limitent leur croissance aérienne et souterraine : on les qualifie d’arbres nains. Le nanisme existe d’ailleurs naturellement dans des sites où les conditions climatiques et de sol sont très contraignantes, souvent en montagne pour des arbres poussant dans des anfractuosités avec un volume de sol très réduit.

Un chêne (en haut), un houx (en bas) : tous deux sont des arbres.

Nous sommes impressionnés par des arbres, remarquables par leur architecture ou par leur dimension qui dépasse notre échelle. Certains atteignent et dépassent même la hauteur de 100 m. Le plus grand arbre vivant actuellement est un séquoia toujours vert (Sequoia sempervirens) qui pousse en Californie dans le Parc national des Redwoods. Baptisé Hypérion, il atteint 115 m de hauteur et son emplacement est tenu secret ! Cette espèce bénéficie d’un environnement très favorable : le sol y est riche, il n’y a pas de gelées, peu de tempêtes, et il règne en permanence une forte humidité atmosphérique. L’étroite bande pacifique allant de la Colombie-Britannique à la Californie recèle d’ailleurs d’autres très grands arbres, des sapins de Douglas ou des tsugas. Des documents de la fin du xixe siècle rapportent qu’un sapin de Douglas (Pseudotsuga menziesii) abattu dans l’État de Washington atteignait 130 m de hauteur, faisant de lui le plus grand arbre jamais mesuré sur Terre. Dans d’autres régions du globe, ce ne sont pas des conifères, mais des espèces feuillues (des angiospermes) qui détiennent les records de hauteur. En Tasmanie, île située au sud de l’Australie, on trouve des eucalyptus géants qui atteignent 100 m de hauteur. Une question se pose alors : y a-t-il une limite de hauteur que les arbres ne peuvent dépasser ? Des chercheurs, se basant sur les lois de l’hydraulique et sur la physiologie cellulaire, ont calculé que cette limite était proche de 130 m, soit la taille de ce grand sapin de Douglas ouest-américain.

Si le séquoia toujours vert est le plus grand arbre vivant actuellement sur Terre, il n’est pas le plus gros en volume. Le record du plus gros est détenu par le séquoia géant (Sequoiadendron giganteum). L’un d’entre eux, appelé « Général Sherman », haut seulement (!) de 83 m, possède un tronc dont le diamètre est de 8,8 m et le volume de 1 500 m3. La masse totale de l’arbre est estimée à 2 100 t. Il faudrait une centaine de camions poids lourd pour le transporter.

Enfin, un autre record est celui du plus gros diamètre de tronc, détenu par « l’arbre de Tule », un très vieux cyprès de Montezuma (Taxodium mucronatum) qui pousse au Mexique dans l’État d’Oaxaca. Son diamètre est de 14,4 m, mais il ne mesure toutefois que 41 m de hauteur.

2 Combien d’arbres sur Terre ?

En observant une carte de la répartition des forêts actuelles dans le monde, on est frappé par leur forte concentration dans certaines zones et leur absence totale dans d’autres. La distribution des forêts est avant tout déterminée par le climat. On trouve ainsi beaucoup de forêts sous les latitudes moyennes de l’hémisphère nord, de façon générale très favorables à la végétation : au Canada, aux États-Unis d’Amérique, en Europe, en Russie. Elles sont également très présentes dans les zones tropicales chaudes et humides d’Amérique centrale et du Sud, d’Afrique de l’Ouest et d’Asie du Sud-Est. En dehors de ces régions où la température et les précipitations sont favorables, les arbres se font rares : c’est le cas des zones subboréales, de l’Asie centrale, des hautes montagnes, et évidemment des déserts. Les activités humaines ont aussi façonné cette répartition en remplaçant au fil des siècles les forêts par des cultures, comme en France dans les grandes plaines céréalières. Actuellement, les forêts couvrent 31 % de la surface des terres émergées, le reste étant occupé à parts presque égales par les espaces agricoles et les zones stériles (glaces, hautes montagnes, plans d’eau douce, déserts…).

Le nombre d’arbres dans le monde a fait en 2015 l’objet d’une publication réalisée par une équipe internationale de chercheurs. Comme il est évidemment impossible de compter les arbres individuellement, les chercheurs ont combiné deux approches : des inventaires de terrain (plus de 400 000 !) et des méthodes de télédétection basées sur des photos satellitaires. Dans cette étude, l’arbre a été défini comme un végétal de diamètre supérieur à 10 cm à hauteur d’homme, ce qui inclut les végétaux comme les palmiers. D’après ce travail, il y aurait sur Terre plus de 3 000 milliards d’arbres. Les régions les plus riches sont les forêts tropicales et subtropicales, qui en comptent 1 300 milliards, soit plus d’un tiers du total. Viennent ensuite les régions boréales (la taïga notamment) avec 740 milliards d’arbres, puis les régions tempérées (660 milliards). Les 300 milliards restants se répartissent entre les régions méditerranéennes, subdésertiques, les toundras, etc.

...