connaitre l’arbre module de biologie végétale pour les...
TRANSCRIPT
Chapitre 4 :LA CROISSANCE DE L’ARBRE
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
CONNAITRE L’ARBRE module de biologie
végétale pour les arboristes grimpeurs
1
45 La croissance secondaire : épaississement de la structure
La croissance secondaire se traduit par un épaississement des organes ayant subi un allongement. La croissance secondaire est rythmique : elle a lieu chaque année, à différentes saisons.
2
Cette croissance en épaisseur par une élargissement du diamètre concerne :• Les rameaux aoûtés• Les branches • Le tronc• Les racines
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
L’épaissisement engendré par la croissance secondaire est réalisée par la superposition, d’une année sur l’autre, de différentes couches de tissus ayant des fonctions distinctes
‣ Les tissus conducteurs- XYLEME vers l’intérieur des axes- PHLOEME vers l’extérieur des axes
‣ Un tissu de protection, située à la périphérie des axes :- Le LIEGE
‣ Les tissus fondamentaux de soutien et de stockage , qui sont associés aux tissus conducteurs :
- PARENCHYMES de réserve- RAYONS LIGNEUX- FIBRES
Ces différentes couches de tissus sont produits par 2 méristèmes de croissance : les CAMBIUMS.
3CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
451 Anatomie des tissus de la croissance secondaire
La structure interne du tronc est constituée de 2 parties distinctes :
Le BOIS
ECORCE
4CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
451 Anatomie des tissus de la croissance secondaire
Le bois comprend l’aubier et le duramen.
Le BOIS
AUBIER DURAMEN
- Masse dynamique de l’arbre- Transporte la sève brute- Stocke l’énergie- Stocke de l’eau- Soutien la structure- Protection (CODIT)- Défense (métabolites)
- Bois de coeur- Masse statique de l’arbre- Non fonctionnel- Soutien la structure- Protection - Défense
5CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
6
ECORCE VIVANTE
L’écorce comprend 2 parties aux fonctions distinctes : l’écorce vivante & l’écorce externe.
ECORCE EXTERNE
- Appelé RHYTIDOME- Morte dans ses parties les plus externes- Barrière imperméable protectrice des tissus conducteurs- Contient les tissus du liège et des cellules mortes du phloème
- Vivante car constituée de cellules conductrices et de réserves, et du cambium libéro ligneux- Contient les tissus du liber- Contient également un parecnhyme de stockage : le phelloderme
451 Anatomie des tissus de la croissance secondaire
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
! Le CAMBIUM SUBERO PHELLODERMIQUE qui est l’assise génératrice de tissus externe de protection
7
! Le CAMBIUM LIBERO LIGNEUX : il produit les tissus conducteurs et tous les éléments qui y sont associés.
! Les méristèmes de croissance sont insérés dans l’écorce vivante, dans la zone la plus externe des axes en croissance
451 Anatomie des tissus de la croissance secondaire
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Fonctionnement du cambium libéro-ligneux
Bois et écorce sont produits par 2 assises génératrices de cellules
Assises génératrices = CAMBIUM
8
Phloème II
Xylème II
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Ref 4
Le cambium libéro-ligneux
Rayon de parenchyme horizontal
Trachéide de bois initial
Cambium libéro-ligneux
Tube criblé
xylème
phloème
9
Les cellules génératrices des cambiums se multiplient donnent
naissance
Soit -à de nouvelles cellules non spécialisées
Soit à des amas de cellules capables de se diviser et
d’évoluer en se spécialisant
10
Fonctionnement du cambium libéro-ligneux
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
• Les cellules du cambium (en jaune) se divisent et produisent :
•vers l'intérieur, en VERT des cellules qui se spécialisent en cellules de xylème
•vers l'extérieur, en ROUGE des cellules qui se spécialisent en cellules de phloème
11
Division des cellules du cambium libéro-ligneux
D'une manière générale, la production de bois est supérieure à la production de liber .
• Par suite de son activité, le cambium est donc toujours repoussé vers l'extérieur.
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Ces cellules du cambium vasculaire se divisent et se modifient en cellules du phloème
Ces cellules du cambium se divisent et se modifient en cellules du xylème
Croissance secondaire
12CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Ref 3
La membrane des cellules va subir des changements de structure et de composition chimique pour donner
Des TISSUS CONDUCTEURS
13
Fonctionnement du cambium libéro-ligneux
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Ref 4
Des TISSUS DE STOCKAGE
14
Fonctionnement du cambium libéro-ligneux
La membrane des cellules va subir des changements de structure et de composition chimique pour donner
Ref 4
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Des TISSUS DE SOUTIEN
15
Fonctionnement du cambium libéro-ligneux
La membrane des cellules va subir des changements de structure et de composition chimique pour donner
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Ref 4
Xylème
Écorce externe (liège)Écorce interne
Cambium vasculaire
Phloème (en bleu) et fibres libériennes (en rose)
Parenchyme
Rayons ligneux
16CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Ref 3
Fibres
Phloème
Cambium vasculaire
Xylème
Rayons ligneux formés de cellules de parenchyme
17
Parenchyme
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Ref 3
18
ECORCE VIVANTE
RAPPEL
ECORCE EXTERNE
- Appelé RHYTIDOME- Morte dans ses parties les plus externes- Barrière imperméable protectrice des tissus conducteurs- Contient les tissus du liège et des cellules mortes du phloème
- Vivante car constituée de cellules conductrices et de réserves, et du cambium libéro ligneux- Contient les tissus du liber- Contient également un parenchyme de stockage : le phelloderme
Anatomie de l’ECORCE EXTERNE
Anatomie de l’ECORCE EXTERNE
• L’écorce externe ou rhytidome , est une structure imperméable, infranchissable.• C’est la protection de l’arbre et de ses tissus de conduction• Toute altération est une porte d’entrée pour des agresseurs
19
! Elle est constituée par
LIEGE (Suber)
Assise SUBERO-PHELLODERMIQUE (ou
Phellogène)
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Fonctionnement de l’assise subéro-phellodermique
(1) L’assise produit vers l’intérieur de l’axe des cellules de phelloderme (parenchyme)
CAMBIUM LIBERO LIGNEUX
PHELLODERME
(2) Les cellules de l’assise meurent peu à peu
(3) Leurs parois s’imprègnent de SUBERINE et elles se remplissent d’air pour former le LIEGE
PHLOEME
XYLEME
ASSISESUBERO PHELLODERMIQUE
20CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Epaisseurs de l’ECORCE
! C’est l’activité de l’assise subéro phellodermique qui détermine l’épaisseur du rhytidome.
! Initialement,l’assise subéro-phellodermique est produite chez les jeunes tiges, et fonctionne au départ en une seule couche, sur tout le pourtour de l’axe, sans produire de grandes épaisseurs de liège
! Elle ne forme alors qu’un écorce mince d’aspect lisse, caractéristique de l’espèce : brun rouge pour le Merisier, blanc pur chez le bouleau
22CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Epaisseurs de l’ECORCE
! Au fur et à mesure de la croissance en diamètre de l’axe, l’assise subéro -phellodermique, va suivant les espèces :
! Soit conserver son fonctionnement solitaire en produisant peu de liège, tout au long de la vie de l’arbre : c’est ce qui forme les ECORCES LISSES, peu épaisses et fragiles. ! On rencontre ce phénomène chez le Hêtre, le Bouleau, certains Erables! Cette écorce pouvant se fissurer ou se détacher avec l’âge
23CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Epaisseurs de l’ECORCE
! Soit, comme dans la plupart des cas, des assises vont être générées après l’assise subéro phellodermique initale puis vont se succéder au fur et à mesure de l’augmentation en diamètre de l’axe.
24
! Ainsi va se mettre en place un rhytidome épais, constitué d’élements emboités les uns dans les autres, en forme de demi lunes et comprenant :
! une couche de cambium subéro phellodermique! une couche de liber mort!une couche de liège
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Ref 4
! Cette structure donnera l’aspect extérieur de l’écorce :
! Les éléments de l’écorce externe persistent sur l’arbre et lui donne un aspect crevassé, avec un rhytidome écailleux et crevassé : Chênes, Châtaigniers, Tilleuls, Ormes, Pins, Cèdres
25CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
! Cette structure donnera l’aspect extérieur de l’écorce :
! Les éléments de l’écorce externe peuvent être plus minces, former des plaques et se détacher comme sur le Platane ou l’Erable sycomore
26CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
! Cette structure donnera l’aspect extérieur de l’écorce :
! Les éléments de l’écorce externe peuvent également produire tout au long de la vie de l’arbre un liège épais, qui peut se détacher : chez le Chêne liège
27CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
452 Anatomie du bois
L’organisation des cellules qui composent le bois donnent à cette matière des différences mécaniques que l’homme recherche et exploite pour fabriquer du combustible, des matériaux de construction et décoratifs.
Dans le bois des feuillus et des conifères, on trouve des parenchymes longitudinaux et transversaux qui ont pour fonction le stockage des réserves.
! Des parenchymes longitudinaux, bordant les cellules du xylème et du phloème
! Des parenchymes radiaux appelés rayons ligneux, rayons ou parenchymes médullaires disposés perpendiculairement aux cellules conductrices. Leur disposition, leur épaisseur permettent d’obtenir des effets très décoratifs recherchés par les ébénistes et les luthiers.
28CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
453) La mort du xylème
• A la fin de chaque saison de végétation, les tissus situés vers le centre de l’arbre commencent à mourir :
! L’arbre constitue son BOIS DE CŒUR : celui-ci a perdu sa fonction de conduction de sève et il ne contient plus de réserves
• Lorsque les vaisseaux des feuillus vieillissent , ils sont colmatés par des THYLLES
• Lorsque les trachéides des conifères vieillissent , ils sont colmatés par la fermeture des ponctuations.
• Les parenchymes de réserves meurent : leurs réserves disparaissent et se transforment en substances chimiques anti-microbiennes : les résines, les terpènes, les tanins, les phénols.
34
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
35
Variation des proportions de bois mort / bois vivant
A maturité, le nombre de cernes d’aubier varie selon les espèces :
• 14 cernes chez le Chêne pédonculé et le Merisier• + de 40 cernes chez Erable sycomore• 35 à 50 chez le Frêne élevé• 60 à 80 chez le Bouleau
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
454) Les compétences mécaniques du boisLes fibres, les vaisseaux ou les trachéides associés aux rayons ligneux composent le bois.
Suivant les espèces et l’organisation de ces différents éléments, la compétence mécanique du bois - c’est à dire sa capacité à résister aux contraintes environnementales et aux agressions pathogènes - va varier
2 critères sont à retenir :
a.La résistance mécanique des fibres :
36
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
b. La coloration du bois de coeur
37
Les BOIS DURS ont des fibres ou trachéides longues très lignifiées.
C’est le cas du Chêne, du Chataignier, du Hêtre, du Platane, du Mélèze, du Douglas, du Robinier, du Charme, de l’Orme, du Frêne
a.La résistance mécanique des fibres :
On distingue :
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
- Les bois durs - Les bois tendres
38
Les BOIS TENDRES ont des fibres ou trachéides peu lignifiées, encore riches en cellulose
C’est le cas du Peuplier, du Tilleul, des Aulnes, de l’Epicea, du Pin maritime, du Bouleau
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
a.La résistance mécanique des fibres :
La résistance du bois aux agents pathogènes est plus ou moins importante.Cette résistance dépend de la lignification et de l’imprégnation en substances anti-microbiennes.Une forte concentration en ces éléments donne au bois de cœur une coloration : ce bois de cœur est alors appelé DURAMEN
Un bois de cœur DURAMINISE est plus robuste et plus durable. Ainsi, le bois mort est très résistant aux attaques
Aubier Duramen
Certaines espèces ne produisent pas de DURAMEN et sont donc plus sensibles aux agents de dégradation. 40
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
b. La coloration du bois de coeur
Le bois de cœur se distingue plus ou moins selon les espèces.
Espèces à bois de cœur distinct :Hêtre Cèdre, mélèze, chêne, chataignier, douglas, pin maritime, orme, noyer, merisier…
Espèces à bois de cœur non distinct :, Charme, Platane, Epicea, Tilleul, Peuplier…
41CFPPA PEZENAS GL
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
b. La coloration du bois de coeur
455 La lecture des cernes du bois
! Les vaisseaux ou les trachéides du bois laissent des marques dans le bois : ce sont les CERNES
! Chaque cerne se compose de 2 séries de vaisseaux ou trachéides conducteurs qui correspondent :
• A la croissance du bois de printemps : vaisseaux larges, flux de sève important
• A la croissance du bois d’été : vaisseaux fins, flux de sève ralenti
44
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Fonctionnement saisonnier
Bois initial (“de printemps”): grandes cellules conductrices, de grand diamètre et à parois peu épaisses.
Bois final (“d’automne): éléments conducteurs à ouverture plus petite et à parois plus épaisses.
Le cambium s’arrête de fonctionner pendant l’hiver pour reprendre au printemps suivant.La succession de bois initial et de bois final forme un cerne annuel de croissance.
Il suffit de compter les cernes pour
connaître l’âge de l’arbre
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
46
Bois de printemps (gros vaisseaux)
Bois d’été (vaisseaux fins)
! La superposition de ces 2 séries de vaisseaux donne la cerne annuelle de croissance
! En comptant le nombre de cernes, on peut déterminer l’âge de la branche ou du tronc, c’est la dendro-chronologie 47
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Automne 2007
Printemps 2007
Automne 2006
Printemps 2006
Automne 2005
Printemps 2005
Le xylème qui se forme au printemps contient plus d’éléments de vaisseaux (plus gros que des trachéides) et des éléments de vaisseaux plus gros que celui qui se forme plus tard dans la saison
48
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Bois du printemps 2007
Bois d'automne 2006
20062007
Bois d'été 2007
Bois du printemps 2006
Moelle
Écorce
49
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
a) Bois homogène / bois hétérogène
Les cernes de croissance sont plus ou moins visibles suivant les espèces.On distingue :
• Des feuillus qui ne présentent pas de cernes très visibles : ce sont les bois homogènes
• Des feuillus qui présentent des cernes très visibles : ce sont les bois hétérogènes
• Chez les conifères, le bois d’été est plus dense et coloré
50
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Les BOIS HOMOGENES
Les vaisseaux sont égaux dans le bois de printemps et d’été
" Bois dense et dur :• Hêtre, charme, platane, erables : rayons ligneux très visibles, cœur non distinct• Noyer, Merisier : rayons ligneux très minces, cœur visible
51
CharmeNoyer
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Les BOIS HOMOGENES
Les vaisseaux sont égaux dans le bois de printemps et d’été
" Bois dense et dur :• Hêtre, charme, platane, erables : rayons ligneux très visibles, cœur non distinct• Noyer, Merisier : rayons ligneux très minces, cœur visible
" Bois léger et tendre :•Tilleuls, peupliers, trembles : rayons ligneux quasi invisibles, cœur non distinct
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL52
53
" Bois léger et tendre :•Tilleuls, peupliers, trembles : rayons ligneux quasi invisibles, cœur non distinct
Les BOIS HOMOGENES
Tilleul Peuplier tremble
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Les vaisseaux sont très distincts : gros dans le bois de printemps, petits dans le bois d’été
" Chênes, ormes: rayons ligneux visibles, colorés, cœur visible
Les BOIS HETEROGENES
54
Chêne sessile
Les vaisseaux sont très distincts : gros dans le bois de printemps, petits dans le bois d’été
" Chênes, ormes: rayons ligneux visibles, colorés, cœur visible
Les BOIS HETEROGENES
" Châtaignier, frênes : rayons ligneux quasi invisibles, cœur visibles pour le Chataignier, non visible pour le Frêne
Pas de traces de trachéides, bois d’été dense et coloré, pas de rayons ligneux visibles
" Douglas, if, mélèze, séquoia : bois de cœur visible
" Sapins, épicéas : bois de cœur non visible
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL55
56
" Châtaignier, frênes : rayons ligneux quasi invisibles, cœur visibles pour le Chataignier, non visible pour le Frêne
Les BOIS HETEROGENES
Frêne
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Pas de traces de trachéides, bois d’été dense et coloré, pas de rayons ligneux visibles
" Douglas, if, mélèze, séquoia : bois de cœur visible
" Sapins, épicéas : bois de cœur non visible
Les CONIFERES
57
If Epicea
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
• Si les cernes sont bien espacées, l’arbre a bien poussé : • Car le sol est fertile• Car l’année a été chaude et humide• Car l’arbre n’a pas été gêné dans son développement
• Si les cernes sont très serrées, l’ arbre a été gêné dans son développement et sa croissance a été lente :
• Car l’année a été sèche• Car la plantation était dense et ses voisins lui ont fait de l’ombre• Car il y a eu des gelées printanières• Car il y a eu des attaques de parasites
59
b) Que nous apprennent les cernes ?
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
• Si les cernes sont irrégulièrement espacées, cela va dépendre du côté où l’on observe l’arbre :
! Les cernes sont excentrées, l’arbre est gêné d’un côté :o Car il a un voisin encombranto Un fort vent dominant le pousseo Il est planté dans une forte pente
! Les cernes sont agglomérées et teintées, l’arbre a été blessé :
! Il y a des fentes :o Des fentes au cœur, en étoile : l’arbre est vieuxo Des fentes qui coupent les cernes : marques de fortes geléeso Des fentes qui séparent deux cernes : décollement dû à des fortes tensions infligées par des vents violents
60
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
c) Le bois de réaction
w. MOORE
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
L’arbre est une chaîne d’éléments porteurs.L’arbre optimise sa forme afin de minimiser les contraintes à l’intérieur de ses tissus
65
c) Le bois de réaction
Toute contrainte mécanique de l’environnement entraîne chez les arbres une adaptation architecturale et anatomique.
w. MOORE
CFPPA PEZENAS / CS TSA / GL
Tout déséquilibre de charge est ainsi corrigé grâce à une contrainte adaptative là ou la contrainte porte.
66
Références et Bibliographie
(1) Dictionnaire de l’académie française (2) Encyclopédie WIKIPEDIA(3) Gilles Bourbonnais, CEGEP Ste Foy(4) Connaître les arbres, B Fischesser, Bordas(5) Introduction à la botanique, G Ducreux, Belin(6) Jardin, création - entretien, JC Pamelard, Mat éditions(7) Les racines, C. Drénou, IDF(8) Internet - non identifié(9) Documents et sources personnels, support de cours, photographies - GL(10) Les bases de la production végétale, le SOL, la PLANTE D Soltner - STA(11) La forêt redécouverte, C Leroy - Belin(12) Les soins naturels aux arbres, Eric Petiot - Edition de Terran(13) La taille des arbustes et des jeunes arbres d’ornement, Pierre Raimbault, ENGREF(14) La botanique redécouverte, A Raynal-Roques, Belin/Inra(15) Voyage au centre de l’arbre, William MOORE, Atelier de l’arbre
(16)La taille raisonnée des arbustes d’ornement, P PRIEUR Edition ULMER(17) Faculté des sciences de l’université catholique de Louvain, coursde morphogénèse végétale(18) A Bonnardot / CAUE 77(19) La taille de formation des arbres, Jac Boutaud - Edition SFA