Pourquoi les arbres jaunissent-ils pendant les fortes chaleurs et les sécheresses ?
Lorsque les arbres commencent à jaunir en plein été, parfois dès juillet ou août comme c’est le cas cette année, notre première impression est souvent qu’ils « souffrent de la chaleur ». Mais que se passe-t-il réellement à l’intérieur de l’arbre ?
Lors des périodes de forte chaleur associées à un manque d’eau, l’arbre entre progressivement en stress hydrique, autrement dit, en manque d’eau. Il met alors en place toute une série de mécanismes de défense pour économiser l’eau. Le jaunissement des feuilles peut être l’un des signes visibles de cette réaction.
Ce phénomène ne signifie pas nécessairement que l’arbre est condamné. Mais lorsqu’une sécheresse est intense, prolongée ou répétée, elle peut avoir des conséquences importantes sur sa croissance, ses réserves et, à plus long terme, sa capacité à résister aux prochaines sécheresses.
Comment cela fonctionne ?
Pour comprendre pourquoi les arbres peuvent jaunir lors des fortes chaleurs et des périodes de sécheresse, il faut d’abord comprendre comment l’eau circule dans l’arbre.
Tout commence dans le sol. Le sol fonctionne comme une grosse éponge en stockant l’eau et en la restituant aux végétaux toute l’année. Les racines prélèvent l’eau et les sels minéraux dont l’arbre a besoin et transporte ces éléments via la sève. La sève, appelée sève brute, remonte ensuite des racines vers le tronc, les branches et les feuilles grâce au xylème, un réseau de petits vaisseaux qui assure le transport de l’eau dans toute la plante.
Une fois arrivée dans les feuilles, l’eau participe notamment à la photosynthèse. Grâce à l’énergie du soleil, les feuilles utilisent l’eau et le CO₂ présent dans l’air pour fabriquer des sucres, qui constituent une source d’énergie essentielle pour l’arbre. Ces sucres sont ensuite transportés dans toute la plante sous forme de sève élaborée, notamment à travers un autre réseau de vaisseaux appelé phloème. La sève élaborée apporte ainsi aux différentes parties de l’arbre les sucres et autres composés organiques nécessaires à sa croissance, à son développement et à la constitution de ses réserves.
Mais l’eau qui arrive dans les feuilles ne reste pas entièrement dans l’arbre. Une partie est rejetée dans l’atmosphère sous forme de vapeur d’eau lors de la photosynthèse : c’est ce que l’on appelle la transpiration. En effet, les feuilles possèdent de minuscules ouvertures, invisibles à l’œil nu, appelées stomates. Elles permettent notamment au CO₂ d’entrer dans la feuille pour la photosynthèse, mais aussi à la vapeur d’eau de sortir.
Cette transpiration est loin d’être un phénomène anecdotique. Elle joue un rôle essentiel dans le fonctionnement de l’arbre : elle contribue notamment à faire monter la sève brute et maintenir la circulation de l’eau depuis les racines jusqu’aux feuilles et participe au refroidissement de l’arbre, ainsi qu’à la protection des feuilles contre le rayonnement du soleil.
Et ce phénomène ne concerne pas seulement l’arbre lui-même. À l’échelle d’un ensemble d’arbres, l’eau rejetée dans l’atmosphère par la transpiration contribue à rafraîchir localement l’air, c’est ce que l’on appelle les « îlots de fraîcheur ».
Quand il fait chaud et que le sol s’assèche, l’arbre doit économiser son eau
Lors d’une pĂ©riode de sĂ©cheresse et de chaleur, le problème est double : l’eau disponible dans le sol diminue, alors que l’arbre en a plus besoin. Avec le vent dessĂ©chant qui s’ajoute Ă cela, l’eau s’évapore encore plus vite des sols et les plantes transpirent davantage pour essayer de se refroidir mais l’arbre risque de perdre plus d’eau qu’il ne peut en rĂ©cupĂ©rer.
Il réagit alors en fermant progressivement ses stomates. C’est une stratégie de survie : en fermant ces petites ouvertures, il limite les pertes d’eau par transpiration.
Mais cette protection a un prix. Lorsque les stomates se ferment, le CO₂ pénètre moins dans les feuilles. La photosynthèse ralentit, voire peut fortement diminuer lorsque le stress devient important. Autrement dit, l’arbre économise son eau… mais il fabrique également moins de sucres, qui sont pourtant indispensables à sa croissance et à la constitution de ses réserves.
Alors, pourquoi les feuilles jaunissent-elles ?
Le changement de couleur est lié notamment à la dégradation de la chlorophylle (due à la fermeture des stomates), le pigment vert présent dans les feuilles et indispensable à la photosynthèse. Les autres couleurs sont déjà présentes mais cachées par la chlorophylle et c’est quand celle-ci se dégrade qu’elles se révèlent.
Si la sécheresse dure trop longtemps, l’arbre ne peut pas rester indéfiniment avec les stomates fermés, et l’étape d’après consiste à réduire sa quantité de feuilles pour faire diminuer significativement son besoin en eau. Il va donc entamer le même processus que celui qui se passe normalement en automne lorsqu’il rentre en repos : là où les feuilles sont attachées à la branche, les vaisseaux se ferment, comme des petits robinets, et la feuille qui n’est plus alimentée, dépérit, change de couleur, sèche, puis tombe.
C’est notamment ce qui peut donner aux arbres cet aspect automnal… alors que nous sommes encore en plein été. Et attention ce n’est pas l’automne en avance mais bien une stratégie de survie !
C’est d’ailleurs malheureusement ce que nous pouvons constater cet été avec les fortes chaleurs. Certaines jaunissent, brunissent, se dessèchent, se recroquevillent ou encore tombent.
Ă€ court terme, l’arbre peut survivre… mais il doit puiser dans ses rĂ©serves
Un arbre ne vit pas uniquement grâce à ce qu’il produit immédiatement. Il constitue également des réserves, principalement sous forme de sucres et d’autres composés stockés dans différents tissus.
Pendant une sécheresse importante, la photosynthèse diminue alors que l’arbre continue d’avoir besoin d’énergie pour entretenir ses cellules et assurer ses fonctions vitales.
Il peut donc être amené à utiliser ses réserves. C’est l’une des raisons pour lesquelles un arbre qui semble avoir « récupéré » après une sécheresse peut malgré tout avoir été durablement fragilisé. Les effets peuvent se ressentir parfois l’année suivante ou plus tard, surtout si les années difficiles se succèdent…
Le phĂ©nomène peut aller beaucoup plus loin : la cavitation ou l’embolie du xylème
Lorsque la sécheresse devient sévère, le problème n’est plus seulement que l’arbre manque d’eau. Le système qui transporte cette eau peut lui-même être endommagé.
Dans les vaisseaux du xylème, l’eau est transportée sous tension. Lorsque le déficit hydrique devient très important, des bulles d’air peuvent apparaître dans ces vaisseaux et compromettre la circulation de l’eau.
Si le phénomène reste limité, l’arbre peut parfois continuer à fonctionner grâce aux autres vaisseaux encore opérationnels. Mais si une trop grande partie du système conducteur est touchée, l’eau n’arrive plus correctement jusqu’aux feuilles et aux jeunes tissus.
Dans les cas les plus sévères, cette défaillance hydraulique peut conduire à la mort de l’arbre. Les recherches menées par l’INRAE montrent que cette défaillance hydraulique constitue l’un des principaux mécanismes associés à la mortalité des arbres lors des sécheresses sévères.
Les conséquences peuvent se poursuivre pendant plusieurs années
Un des aspects les plus importants à comprendre est que la fin de la sécheresse ne signifie pas nécessairement la fin de ses effets. Un arbre peut reverdir après un épisode de stress hydrique tout en ayant subi des conséquences qui ne sont pas immédiatement visibles.
Une croissance réduite : La première conséquence est souvent une diminution de la croissance. Lorsque la photosynthèse ralentit et que l’eau manque, l’arbre réduit la croissance de ses nouvelles pousses, de ses racines fines et de son tronc.
Des rĂ©serves Ă©nergĂ©tiques diminuĂ©es : L’arbre fabrique donc moins de sucres et peut devoir utiliser davantage ses rĂ©serves. Si les sĂ©cheresses se rĂ©pètent avant que ces rĂ©serves aient pu ĂŞtre reconstituĂ©es, l’arbre peut progressivement s’affaiblir.
Un système racinaire fragilisé : La sécheresse touche également les racines, notamment les racines fines qui jouent un rôle essentiel dans l’absorption de l’eau et des nutriments.
Une plus grande vulnérabilité aux parasites et aux maladies : Un arbre affaibli dispose de moins de ressources pour se défendre. Les sécheresses peuvent rendre les arbres plus vulnérables à différents aléas, notamment certains insectes ravageurs et agents pathogènes.
Sources : INRAE, OFB, ONF, Ministère de la transition écologique
L’ensemble des schĂ©mas prĂ©sentĂ©s ci-dessus viennent de l’Office National des ForĂŞts (ONF).