Báo cáo khoa học: "Recherche de propriétés intrinsèques du bois pouvant expliquer la sensibilité à la gélivure de Quercus "

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Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "Recherche de propriétés intrinsèques du bois pouvant expliquer la sensibilité à la gélivure de Quercus "

Article original propriétés intrinsèques du bois Recherche de pouvant expliquer la sensibilité à la gélivure de Quercus petraea (Liebl) et Q robur (L) B Cinotti École nationale du Génie Rural, des Eaux et des Forêts, laboratoire de recherche en sciences forestières 14, rue Girardet, 54042 Nancy Cedex; INRA, station de recherches sur la qualité des bois, centre de Nancy, 54280 Champenoux, France (Reçu le 22 février 1990; accepté le 9 avril 1991 ) Résumé — la comparaison, au sein de populations de chênes du Centre et de l’Est de la France, des arbres ayant gélivé et des arbres ayant résisté au froid a établi la grande variabilité de la sensi- bilité à la gélivure et l’existence de facteurs individuels prédisposants (densité, humidité hivernale, angle de fil du bois, retraits, nombre de rayons ligneux, surface des vaisseaux du bois initial, largeur de cerne). Cette façon de qualifier le bois des arbres ayant gélivé a apporté des compléments d’information à toutes les investigations récentes sur les facteurs prédisposants stationnels et sylvi- coles. Toutefois, certains éléments anatomiques qui semblent impliqués dans le phénomène, tels que les rayons ligneux, n’ont pas pu être étudiés avec tout le détail nécessaire et souhaité. bois / gélivure / variabilité / anatomie / Quercus Summary — Investigation of the intrinsic properties of wood for explaining the occurrence of frost-crack in Quercus petraea (Liebl) and Q robur (L). Comparison, within oak stands from cen- tral and eastern parts of France, of frost-cracked and sound trees has established the great variabili- ty of sensitivity to frost-crack and the existence of individual predisposing factors (specific gravity, winter moisture content, grain angle, shrinkage, number of rays, early wood vessel cross sectional area and ring width). These methods of characterizing the wood of frost-cracked trees have brought complementary information to all recent research about site and silvicultural predisposing factors. Nevertheless, some anatomical features, supposedly linked with frost-crack occurrence, such as rays, have not been studied in a sufficiently detailed way. wood / frost / crack / variability / anatomy / Quercus * Adresse actuelle : ministère de l’Agriculture et de la Forêt, service central des enquêtes et études avenue de St-Mandé, 75570 Paris Cedex 12 statistiques, 4,
les mêmes protocoles que ceux de 1987, dans INTRODUCTION trois autres forêts, forêts domaniales de Bellary (Nièvre) et de Vierzon (Cher) dans le Centre, et La caractérisation des paramètres indivi- forêt domaniale de Mouterhouse (Moselle) dans duels prédisposant à la gélivure a été une l’Est. Les 30 arbres provenant de Bellary et les des démarches menées au cours d’un tra- 34 de Mouterhouse étaient des chênes sessiles, vail de thèse auquel le lecteur pourra se les 30 de Vierzon des pédonculés. Dans la suite de cet article la forêt de Mouterhouse sera dési- reporter (Cinotti, 1989). Elle a notamment gné par la région naturelle à laquelle elle appar- consisté à rechercher si, de la très grande tient : Bitche. variabilité intraparcellaire de la sensibilité des chênes à la gélivure, il ressort diffé- rentes caractéristiques individuelles (den- Prélèvements et mesures réalisés drométrie, densité, retraits du bois, angle de fil, largeur de cerne ou anatomie) de leur bois qui qualifient les arbres sensibles Chaque arbre est représenté par une rondelle prélevée à plus de 50 cm de la découpe basale à la gélivure, par comparaison aux arbres afin d’éviter les modifications de structure du ayant résisté. Une étude similaire a déjà bois au voisinage de l’empattement. Chaque été menée, pour l’anatomie, par Savill rondelle a été découpée suivant un schéma pré- (1986), pour caractériser la propension senté dans les pages qui suivent. Toutefois, des chênes à la fente. pour les arbres de 1987 et pour les mesures d’angle de fil, chaque rayon a été divisé, non Si certaines des caractéristiques du pas en trois (aubier, duramen, c&oelig;ur), mais en bois présentent des valeurs différentes dix zones d’égal nombre de cernes allant de la dans les deux groupes, il est possible moelle à l’écorce. qu’on ait mis le doigt sur des facteurs pré- La densité étudiée ici est l’infradensité, rap- disposants individuels ou en liaison avec port de la masse anhydre au volume saturé. des facteurs prédisposants stationnels ou Pour les arbres de 1987, la différence de densi- sylvicoles. L’intérêt pour l’améliorateur de té entre le petit côté (axe du plus petit rayon) et le côté qui lui faisait face a aussi été étudiée. tels caractères différenciant les arbres sensibles des autres est évident. Les retraits ont été mesurés entre l’état satu- ré et l’état sec à l’air. L’humidité exacte des échantillons ayant servi à cette mesure, contrô- lée sur une série de témoins par deux pesées : MATÉRIELS ET MÉTHODES une à l’état «sec à l’air», une à l’état anhydre, était de 14,6%. L’évaluation du retrait sur les arbres 1987 a Matériel végétal étudié été effectuée au coordinatographe Rollet- Vendôme par mesure optique de la déformation. Une première série de 34 arbres, qui seront dé- Cette méthodologie s’est révélée d’une précision nommés «arbres 1987», a été prélevée dans trop faible pour que les mesures soient répé- deux forêts domaniales, Allogny (Cher) et Lan- tables, ce qui a donné de très mauvais résultats guimberg (Moselle). Les arbres provenant d’Al- sur certaines zones dont les limites étaient mal logny étaient 26 chênes sessiles (Quercus pe- définies. L’ensemble des résultats pour les va- traea Liebl), ceux du Languimberg huit riables «Retrait radial» et «Anisotropie de re- pédonculés (Q robur L). Ils ont été choisis deux trait» pour les arbres 1987 ne seront donc pas par deux, un gélivé, un témoin, proches l’un de présentés. En ce qui concerne les arbres de l’autre, de même diamètre à 1,30 m et de même 1988, la mesure a été faite au pied à coulisse. forme générale de façon à neutraliser les effets La mesure de l’angle de fil du bois par la mé- de sol, de diamètre et de forme. thode de fendage d’une rondelle et l’observation Une deuxième série d’arbres qui seront dé- des deux profils radiaux résultants sont contro- nommés «arbres 1988» a été prélevée, suivant versées. La précision du fendage et les effets
d’aggravation des contraintes internes des tiges de déviation du fil par des n&oelig;uds non possibles (Ferrand, 1982). Nous ne pouvions donc négli- sur la qualité de la mesure ne sont apparents ce caractère. pas irréprochables. Malheureusement, la dé- ger coupe d’un seul disque par arbre ne permet pas L’humidité hivernale des chênes a été étu- d’avoir une idée de l’erreur commise sur ces me- diée sur des carottes diamétrales prélevées à la sures. Cette mesure a malgré tout été menée à tarière dans des couples de chênes gélivé-sain, son terme puisque les tentatives de 1987 toujours suivant le même azimut. Ces carot- avaient été couronnées de succès d’une part, et tages ont été effectués à Bellary en janvier, fé- que, d’autre part, l’angle de fil est un élément vrier et mars, Mouterhouse en mars, et Vierzon
février et mars. Dès le prélèvement, nous Méthodes d’analyse des données en placé les carottes dans des tubes de avons plastique de diamètre intérieur égal à celui des Sur la série d’arbres de la campagne 1987, les carottes et bouchés à chaque extrémité pour li- mesures (sauf les mesures anatomiques à l’ana- miter au maximum les échanges d’eau. La perte lyseur d’image) ont été traitées en analyse de d’humidité des carottes dans les tubes peut être variance à deux facteurs : estimée à 0,2% (en valeur absolue). Ce biais facteur «couple» (13 couples pour Allogny, 4 - systématique (perte d’eau des échantillons les pour Languimberg); plus humides, peut-être partiellement compen- sée par une reprise d’humidité des plus secs facteur «gélivure» (gélivé, témoin); pour les - placés dans le même tube) est difficile à corri- analyseurs au niveau arbre (dendrométrie et ger mais l’effet de lissage des humidités ex- anatomie). trêmes semble - au vu des résultats qui suivent Un troisième facteur été pour les ajouté a avoir été réduit. Les carottes ont ensuite été - analyses détaillées zone par zone (angle de fil, coupées en six morceaux (aubier, duramen, densité, retraits, largeur moyenne de cerne) : c&oelig;ur, côtés Nord et Sud), pesées à l’état hu- le facteur «zone». - mide, séchées en étuve à 103 °C pendant une Les données de la série «arbres 1988» ont journée et enfin pesées à l’état anhydre. été traitées, forêt par forêt, en analyse de va- Les mesures anatomiques quantitatives ont riance à quatre facteurs, sauf cas particulier des été réalisées sur des clichés radiographiques à caractères dendrométriques, de l’angle de fil du l’aide de l’analyseur d’image dont dispose la sta- bois, et du nombre des rayons lingeux : tion de recherches sur la qualité des bois, sauf «couple» (15 couples d’arbres pour Bellary, 17 celles concernant les gros rayons ligneux qui - pour Bitche, 15 pour Vierzon); ont été comptées à l’&oelig;il. Nous précisons à toutes fins utiles que par «gros rayons ligneux» «gélivure» (gélivé, témoin); - nous entendons les rayons plurisériés, c’est-à- «position sur le rayon» (15 premiers cernes en - dire constitués de plusieurs files tangentielles partant de la moelle dénommés «c&oelig;ur», le de cellules. reste du duramen dénommé «duramen», au- En effet, pouvant procéder, cet ana- avec ne bier); lyseur d’images, àla mesure de la fraction sur- «opposition diamétrale» (petit côté et celui qui - facique du bois enrayons ligneux (ni a fortiori à lui fait face), pour faire apparaître d’éventuels ef- aucune autre mesure élaborée de topologie de fets de bois de réaction, sauf pour l’humidité ces rayons), nous nous sommes limités à une (pour laquelle il s’agit de l’opposition Nord-Sud méthode de comptage manuel de ces gros entre les deux prélèvements de carottes). rayons, sur une corde de 3,5 cm de longueur, Les données résultant du comptage des gros sur deux planches radiales diamétralement op- rayons ligneux des arbres de 1988 ont été ana- posées des arbres 1988. lysées en analyse de variance à trois facteurs : Pour la première mesure anatomique sur 14 couple (47 couples); échantillons (ie sept couples, cinq de la forêt - d’Allogny, deux de celle du Languimberg) de la gélivure; - série 1987 à l’aide de l’analyseur d’images, cha- opposition diamétrale. - que rayon avait été divisé, du c&oelig;ur à l’écorce, Les données dendrométriques et d’angles de en 10 zones d’égal nombre de cernes. La me- fil ont été analysées en analyse de variance à sure n’a toutefois porté que sur la troisième trois facteurs : zone en partant de la moelle (située selon les arbres, et leur âge, entre le 15 et le 25 cerne) e e couple (47 couples); - (Cinotti, 1987). Cette mesure a été répétée sur gélivure; - l’ensemble des 10 zones de 16 échantillons zone. - (huit couples, cinq d’Allogny, trois du Languim- Les tableaux de comparaison de moyenne berg) de la même série par Haag (1989) et ac- des pages qui suivent présentent les moyennes compagnée alors d’une étude de répétabilité (générales, gélivés et témoins) ainsi que le ré- des mesures.
sultat de la comparaison des moyennes issu de à mi-hauteur n’est pas une caractéristique l’analyse de variance. Les effets position et op- dendrométrique fréquemment étudiée. Elle position ne sont pris en considération que pour n’avait été notée que pour permettre, le leurs interactions avec le facteur gélivure. Sur échéant, le calcul d’un volume de tige. cas ces tableaux, la présence d’une, deux ou trois astérisques ou de l’abréviation NS, signifie que les résultats sont respectivement significative- Arbres 1988 ment différents entre les gélivés et les non- gélivés au seuils de 5, 1, 0,1% ou qu’ils ne sont Les chênes sessiles de 1988 gélivés et té- pas significativement différents au seuil de 5%. moins ne diffèrent ni par l’âge, ni par le rayon, ni par la largeur moyenne de cerne, ce qui semble cohérent. Notre échantillon- RÉSULTATS nage n’est pas biaisé de ce point de vue, ce qui est important puisque certains au- teurs signalent une influence du diamètre Caractéristiques dendrométriques de l’arbre sur sa sensibilité à la gélivure. et sensibilité à la gélivure de l’écorce est supérieure L’épaisseur les arbres gélivés à celle des arbres pour Notre étude des facteurs individuels pré- témoins. Il était pourtant imaginable qu’une disposants était dès l’origine limitée aux écorce plus épaisse constituât un frein aux paramètres descriptifs du bois. La récolte échanges thermiques entre extérieur et in- des données dendrométriques n’avait pour térieur. Il semble donc probable que ces but que de permettre un contrôle sur l’iden- échanges dépendent aussi du nombre de tité d’âge et de diamètre moyen des deux fissures existant dans l’écorce, ou de sa populations comparée; ceci, afin de pallier conformation (ce dont les mesures effec- l’influence de la forme de l’arbre et de sa tuées ne peuvent rendre compte) et que position sociale dans le peuplement sur sa l’épaisseur de l’écorce ne constitue pas à sensibilité à la gélivure, que les travaux de elle seule un bon indicateur de la protec- Miller (1987) et de l’IDF (1988) laissent tion thermique. supposer. D’Arbois de Jubainville (1878) pensait que, l’aubier étant plus humide, les tiges Arbres 1987 (forêts d’Allogny qui en comporteraient une plus grande et du Languimberg) proportion seraient plus sensibles au froid. L’absence de différence de largeur et de La circonférence à mi-hauteur totale de proportion d’aubier par rapport au rayon bille est, de toutes les variables analysées entre arbres gélivés et témoins n’apporte (hauteur totale, hauteur sous houppier, cir- pas d’éléments de vérification de cette hy- conférence à mi-hauteur totale, diamètres pothèse. La différence de nombre de croisés du houppier, nombre de cernes à cernes d’aubier entre arbres gélivés et té- la souche), la seule significativement diffé- moins implique, quant à elle, une diffé- rente entre gélivés et non-gélivés (elle est rence de largeur de cernes dans l’aubier, plus grande pour les gélivés qui, à dia- puisque la largeur d’aubier ne diffère pas. mètre à 1,30 m égal, rappelons-le, seraient La largeur moyenne des cernes sur l’en- donc plus cylindriques). Les autres carac- semble du rayon étant la même pour les tères dendrométriques relevés en 1987 ne arbres gélivés et les témoins (1,74 mm; diffèrent pas de façon significative. Ce ré- voir tableau I), nous pouvons ajouter que sultat ne paraît pas pouvoir susciter d’inter- les arbres gélivés accusent un ralentisse- prétation particulière, car la circonférence ment de croissance au cours des 20 der-
de la similitude des groupes d’arbres géli- nières années plus important que les vés et témoins. C’est chose faite. arbres témoins / 21 ans contre (27 mm 27 mm / 18 ans). Par ailleurs, ces résultats sur les carac- tères dendrométriques ne contredisent en L’analyse des mêmes caractéristiques rien les travaux de Miller (1987) et de l’IDF dendrométriques conduite sur les chênes (1988) qui laissent penser qu’il existe une pédonculés de la forêt de Vierzon n’a mis influence de la forme de l’arbre (inclinai- en évidence aucune différence entre son, forme de la tige et du houppier) et de arbres gélivés et arbres témoins, ainsi que sa position sociale dans le peuplement, l’indique le tableau II. sur sa sensibilité à la gélivure. Conclusion les caractères Densité du bois dendrométriques sur et sensibilité à la gélivure Comme cela a déjà été signalé, l’objet de cette étude n’était pas l’examen des carac- L’influence de la densité sur les propriétés mais la vérification tères du bois et sur sa rétractibilité dendrométriques, mécaniques
Tableau IV. Infradensités des chênes de 1988 est bien connue. C’est pourquoi nous (en kg/m pour chacune des trois forêts étu- ) 3 cherché d’éventuelles relations avons diées. entre ce caractère et la sensibilité indivi- duelle à la gélivure. Moyenne Gélivés Témoins Arbres 1987 571 NS 569 567 Bellary = L’étude menée sur les arbres de 1987, sur 547 NS Bitche 550 552 = deux rayons diamétralement opposés, 534 * Vierzon 537 541 > avait pour but de faire apparaître des diffé- rences éventuelles d’infradensité entre arbres gélivés et arbres restés témoins, ou L’absence d’effet «gélivure» dans les fo- d’un côté de l’arbre à l’autre. Ces infraden- rêts de Bellary et de Bitche est toutefois sités, présentées dans le tableau III, sont tempérée par le caractère significatif des significativement supérieures pour les interactions couple-gélivure et position- arbres gélivés, d’un côté comme de l’autre. gélivure, ce qui signifie que pour certains En outre, il n’y a pas d’interaction entre le couples ou dans certaines positions sur le facteur gélivure et le facteur zone. Enfin, la rayon (tableau V), des différences signifi- différence d’infradensité entre les deux catives peuvent exister. côtés, qui aurait pu indiquer la présence de bois de réaction, n’est jamais significa- tive. l’infradensité Conclusion sur Sur l’ensemble de nos dispositifs, les infra- Arbres 1988 densités des populations gélivée et témoin ne sont pas toujours significativement dif- Alors que les infradensités des arbres géli- férentes, mais quand elles le sont, c’est en vés et témoins (tableau IV) ne diffèrent pas général l’infradensité des arbres gélivés dans les forêts de Bellary et de Bitche qui est la plus forte (en général, car l’au- (chêne sessile), elles diffèrent significative- bier des arbres de Bitche fait exception à ment au seuil de 5% à Vierzon (chêne pé- cette règle). Cette augmentation de densi- donculé) : le bois des arbres gélivés y est té devrait en principe induire une augmen- généralement plus dense que celui des tation de la rigidité. Nos observations vien- arbres demeurés indemnes. La discrimina- nent étayer la remarque de d’Arbois de tion observée sur les arbres de 1987 n’ap- Jubainville (1878) : «les chênes à bois paraît donc pas dans toutes les forêts. dense et nerveux sont plus exposés à la gélivure». Retraits du bois et sensibilité à la gélivure Retrait longitudinal des arbres de 1987 coefficient de variation résiduel Malgré un de 22% qui permet de penser que les fac-
différence n’apparaît à Bitche. À Vierzon, l’analyse décrivent assez bien la teurs de le retrait est supérieur pour les arbres té- variabilité du retrait longitudinal, aucune moins, ce qui va à l’encontre des résultats différence n’est apparue entre arbres géli- vés et témoins en 1987 (tableau VI). Ce de 1987 et de Bellary. caractère n’a pas été mesuré sur les Cette différence entre arbres gélivés et arbres 1989). arbres témoins à Vierzon, n’est toutefois vraie qu’au c&oelig;ur, et dans l’autre sens; dans les autres positions (duramen et au- Retrait tangentiel bier) ils ne diffèrent pas significativement, comme le montre le tableau VIII. Le retrait tangentiel (tableau VII) des arbres gélivés de 1987 et de ceux de Bel- lary est significativement supérieur à celui Retrait radial des arbres de 1988 des arbres demeurés indemnes; aucune Le coefficient de variation résiduel reste très élevé (54% pour Bellary, 30% pour Bitche, 13% pour Vierzon) : les facteurs étudiés décrivent assez mal la variabilité du retrait radial à Bellary et à Bitche. résultats, présentés dans le tableau Les identiques pour Bellary et Bitche : IX, sont il n’apparaît pas de différence entre arbres gélivés et arbres témoins; pour Vierzon le résultat est identique à celui du retrait tan- gentiel : le retrait radial est supérieur pour les arbres restés indemnes. Cette différence de retrait entre arbres et arbres témoins à Vierzon, se gélivés manifeste dans le «c&oelig;ur» comme pour le retrait tangentiel (du grand côté seule- ment) mais aussi dans le duramen, comme le montre le tableau X. À Vierzon, outre cet effet «position» très fort, le petit et le grand côté des arbres gé- une différence significa- livés présentent le montre le tableau XI. tive, comme
les retraits Conclusion sur Aucune différence entre arbres gélivés et non-gélivés sur le retrait longitudinal n’a été observée, sans que l’on sache si la méthode de mesure de cette variable est assez précise pour faire apparaître une éventuelle différence. D’une manière générale : le retrait tan- gentiel des arbres gélivés est supérieur ou égal à celui des arbres témoins, sauf à Anisotropie de retrait L’étude de l’anisotropie de retrait, définie le rapport du retrait tangentiel au comme retrait radial, ne fait apparaître dans au- cune des trois forêts de 1988 (tableau XII) de différence significative entre les arbres gélivés et les arbres témoins. Les «anomalies» des résultats concer- nant les retraits (tableaux VIII et X) se re- Vierzon (chêne pédonculé), où, au c&oelig;ur trouvent pour l’anisotropie qui présente des arbres témoins, il est très supérieur à forte interaction des facteurs une «gélivure» et «position», et une différence celui des gélivés; le retrait radial des significative au seuil de 1% entre arbres arbres gélivés est égal à celui des arbres gélivés et témoins, dans un sens opposé témoins, sauf, de nouveau, à Vierzon, où il selon que l’on considère l’aubier ou le est supérieur, au c&oelig;ur et dans le duramen des arbres témoins, à celui des gélivés. «c&oelig;ur».
tif pour l’angle de fil du bois. Ce résultat est d’autant plus fort que, dans le choix des arbres, ceux qui présentaient un fibre torse apparente avaient été systématiquement éliminés; cela explique que les angles me- surés soient si faibles. L’interaction gélivure-zone est forte : les différences entre gélivés et témoins ne sont significatives que pour les deux zones extérieures. Ce résultat est intéressant puisque ce sont ces zones extérieures, qui présentent en outre un angle nettement La différence de retrait tangentiel entre supérieur à la moyenne, qui sont les pre- les deux populations est parfois significa- mières soumises froid. au tive et plus grande que la différence de re- trait radial. Ceci permet de supposer que Arbres 1988 la sensibilité au gel est en partie explicable par un retrait tangentiel plus fort. L’impor- Les résultats pour les chênes de 1988 sont tance donnée par Kübler (1983) au retrait voisins de ceux de 1987, pour le chêne au gel est renforcée par nos résultats, bien sessile comme pour le pédonculé. Les que ce qui a été mesuré ici ne soit pas la angles moyens sont un peu plus forts, rétractibilité au gel. Angle de fil du bois et sensibité à la gélivure Arbres 1987 Il faut tout d’abord remarquer que les fac- teurs étudiés n’expliquent qu’une faible partie de la variabilité puisque le coeffi- cient de variation résiduel est d’environ 60%. Ceci tient, entre autres, aux erreurs de précision signalées au paragraphe Ma- tériels et méthodes. Sous cette réserve, le facteur «gélivure» a un effet très significa-
rieure arbres témoins (au seuil de aux le montre le tableau XVI. La 0,1%), comme discrimination gélivé-non gélivé apparaît ici valable pour toutes les forêts étudiées, ce qui n’a été le cas, il faut le souligner, pour aucun des autres caractères étudiés. Conclusion L’humidité constatée dans les tiges de chênes en hiver est située entre 60% et la mais la différence entre arbres gélivés et saturation intégrale. C’est précisément le témoins est toujours dans le même sens. domaine d’humidité où l’expansion au gel L’interaction gélivure-zone n’est pas signifi- (augmentation de volume sous l’effet de la cative. Comme pour les arbres de 1987, prise en glace de l’eau contenue dans les les zones extérieures présentent un angle vaisseaux) compense plus ou moins, selon du fil du bois plus élevé que les zones le taux de remplissage des vaisseaux, le proches de la moelle. retrait au gel (Kübler, 1983; Cinotti, 1987). L’humidité hivernale des tiges pourrait ainsi être un facteur prédisposant à la géli- Conclusion sur l’angle de fil du bois vure. La comparaison des arbres gélivés et té- moins montre que l’angle de fil du bois est Largeurs de cernes et sensibilité toujours plus grand pour les premiers, au à la gélivure moins dans les zones externes. Ceci est à rapprocher du travail d’Archer mentionné dans Ferrand (1982) : «à la périphérie de Arbres de 1987 la tige, à contraintes égales relativement Sur la largeur moyenne de cernes sur l’en- au fil du bois, quand l’angle du fil aug- semble du rayon calculée par division de mente, la tension axiale diminue et la com- pression «tangentielle» (mesurée perpen- diculairement à l’axe du tronc) diminue et peut même devenir une tension, ce qui augmente les risques de rupture puisque la gélivure résulte d’une tension tangen- tielle». Cela vient étayer les préventions qu’a généralement le sylviculteur face au défaut de fibre torse. Humidité hivernales des tiges et sensibilité à la gélivure Les résultats sont très variables d’une forêt à l’autre et d’un mois à l’autre, mais on peut relever que les arbres gélivés ont tou- jours une humidité significativement supé-
la circonférence par le nombre de cernes Cette contradiction apparente se résoud 2π, la différence entre arbres 1987 par le rappel de la définition de la zone et par gélivés et non-gélivés était significative au puisque cette zone (limitée aux «c&oelig;ur», seuil de 5% (1,76 mm pour les gélivés premiers cernes en partant de la 15 contre 1,58 pour les non-gélivés). Ce ré- moelle) bénéficie d’un poids démesuré sultat est confirmé par l’analyse d’images dans notre analyse de la largeur de cernes effectuée sur la troisième zone en partant mesurée position par position. de la m&oelig;lle de sept de nos 17 couples de Ceci apparaît de façon très nette à Bel- 1987 : la largeur moyenne dans cette zone lary où l’interaction gélivure-position est des cernes des arbres gélivés (1,86 mm) très forte (tableau XVIII) et où la seule po- est très significativement supérieure (au sition dans laquelle existe effectivement seuil de 0,1%) à celle des arbres témoins une différence significative entre arbres (1,42 mm). gélivés et témoins est le «c&oelig;ur». Une deuxième confirmation a été ap- En ce qui concerne Vierzon, il faut ad- lors de l’étude menée à la station portée mettre que le choix d’arbres de diamètre de recherches sur la qualité des bois par égal a masqué un biais sur l’âge (tableau Haag (1989) sur une base d’échantillons II). Il s’ensuit une différence significative quasiment identique mais sur la totalité du entre arbres gélivés et témoins sur la lar- rayon (et non plus sur une seule zone) : la geur moyenne de cernes, que l’interaction largeur de cerne des arbres gélivés (1,55 gélivure-position confirme position par po- mm) diffère significativement (au seuil de sition (tableau XIX). 0,1%) de celles des arbres témoins (1,34 mm). Arbres de 1988 Pour chaque couple, les arbres gélivés et non-gélivés ont été choisis de diamètres semblables, et la largeur moyenne de l’ensemble du rayon était identi- cernes sur que dans les deux groupes comme cela a été vérifié (tableau I et II). Or, il apparaît une différence significative dans deux des trois forêts (Bellary et Vierzon) pour la lar- geur de cerne mesurée position par posi- tion (tableau XVII). Cette différence y est d’ailleurs de signe opposé.
et nous-même vient de ce que, bien que contradiction avec la largeur moyenne de travaillant sur les mêmes arbres, nous cernes sur l’ensemble du rayon (ou le biais n’avons pas étudié les mêmes zones du noté pour les chênes pédonculés de Vier- zon), la confirmation que les arbres gélivés rayon). et témoins peuvent différer dans certaines Cette tendance concernant la texture zones du rayon de l’arbre. On ne pourra peut cependant être reliée à celle de la lar- guère tirer d’autres conclusions. Toute geur de cerne, puisqu’il a été observé étude sur le sujet devrait s’attacher à étu- (Polge et Keller, 1973) que le pourcentage dier aussi la régularité de la largeur de de bois initial du chêne diminue quand la cerne sur tout le rayon. largeur de cerne augmente. «L’importance des phénomènes de retrait et notamment de retrait tangentiel est variable selon la Caractéristique anatomiques texture du bois. Dans le cas du chêne la et sensibilité à la gélivure texture est plus forte, et par conséquent le bois plus fissile, chez les arbres à accrois- Arbres de 1987 sements larges que chez ceux qui ont crû lentement» notait Rol (1953). Malheureu- Pourcentage de bois initial sement nous ne pouvons pas établir de et sensibilité à la gélivure corrélations entre la texture et le retrait tan- Dans les deux études présentes gentiel de nos arbres, les dispositifs de au para- graphe Matériels et Méthodes, le mesures de ces données n’ayant pas été pourcen- tage de bois initial des cernes des arbres les mêmes. Enfin, la comparaison des lar- gélivés est apparu très significativement in- geurs de bois initial entre arbres gélivés et férieur (au seuil de 0,1%) à celui des arbres témoins, en ne faisant pas appa- arbres témoins, mais cette différence était raître de différence significative entre eux inférieure à l’erreur de répétabilité (effet (Haag, 1989), confirme que la différence cerne plus effet mesure) qui est de 4%. de texture est due à l’importance de la lar- geur du bois final, donc de largeur de qui sui- tableau et dans (Dans ceux ce vent, la différence de résultats entre Haag cerne.
Pourcentage (en surface) de fibres et sensibilité à lagélivure L’analyse de variance sur cette variable ne fait apparaître aucune différence significa- tive entre les deux populations gélivés- non gélivés. Il faut cependant se garder de conclure trop rapidement car la répétabilité de la dupourcentage de fibres mesure donne de 2,5% (Haag, 1989), une erreur à la différence entre les deux supérieure populations. la faible taille de la Malgré population étudiée, ce résultat est d’autant plus im- Étude du portant qu’il vient corroborer ce qu’avait Arbres de 1988 : nombre trouvé Savill (1986) qui étudiait, sur des gros rayons ligneux grumes abattues, la sensibilité des chênes anglais à toutes sortes de fentes (roulure, Cette analyse a fait apparaître, pour deux des trois forêts, une différence très signifi- cadranure, fente de retrait). Il des ouvre cative entre arbres gélivés et arbres té- pers-pectives d’étude du rôle que peuvent moins. Il n’y a pas d’effet opposition, ni jouer les vaisseaux du bois initial dans la distribution et les transferts d’eau dans la d’interaction opposition-gélivure. tige. Il serait aussi très intéressant de poursuivre l’étude des relations entre l’ana- Conclusion l’anatomie sur tomie et la mécanique de l’arbre du sé- La surface des vaisseaux du bois initial est chage, du retrait au gel ou d’autres sollici- forte pour les arbres gélivés, ce qui plus tations. confirme les travaux de Savill (1987) sur la sensibilité aux fentes des arbres à gros Pourcentage (en surface) de vaisseaux vaisseaux. La texture, la largeur de cerne dans le bois initial et sensibilité et le nombre de rayons ligneux par unité à la gélivure de longueur sur une corde tangentielle se- L’analyse d’images n’a pas permis de tirer raient également plus élevés pour les des résultats statistiquement significatifs. arbres gélivés. Cela n’est pas vraiment Ce point mériterait peut-être d’être revu étonnant compte tenu de la relation géné- lors d’études anatomiques plus poussées. ralement admise entre largeur de cerne,
arbres sensibles et arbres non sensibles à la gélivure; nous touchons là une des li- mites de notre travail. Ceci est dû en partie au fait que le choix des individus des deux populations (appa- riement en circonférence pour éliminer les effets de milieu et de forme dans l’analyse) n’a pas évité une importante interaction couple-gélivure dans l’échantillon étudié. Cette interaction traduit probablement à la fois la très grande variabilité des propriétés du bois, et la complexité des relations densité et texture. Le résultat est plus nou- entre ces propriétés et la sensibilité à la veau pour les rayon ligneux. gélivure. la plupart des paramètres indi- De plus, viduels sont étroitement liés aux conditions CONCLUSION stationnelles dont les arbres ont bénéficié ou pâti pendant leur croissance. La comparaison d’arbres gélivés et non- relations sont encore mal Or, ces gélivés appariés par leur diamètre, leur Faute d’étude sur ce point, nous connues. forme extérieure, leur espèce et leur proxi- ne savons pas, par exemple, si l’humidité mité sur le terrain montre que plusieurs ca- est sous contrôle stationnel par le biais ractéristiques anatomiques et physiques des phénomènes de capillarité qui pour- peuvent différer significativement d’une po- raient expliquer tout ou partie des diffé- pulation à l’autre, ceci malgré la grande va- rences d’humidité hivernale, ou si elle est riabilité de propriétés chez les chênes. ces une caractéristique individuelle. Ainsi, l’angle de fil du bois, l’infradensité, Cette étude sur les relations entre les l’humidité hivernale, le retrait tangentiel, et de base du bois des chênes et propriétés dans moindre le retrait radial une mesure leur sensibilité à la gélivure prendra tout sont avérés généralement plus élevés se son sens lorsque de nouveaux résultats pour les arbres gélivés que pour les arbres sur les liaisons sylviculture - propriétés de demeurés indemnes. base du bois de chênes et sur l’héritabilité Ces résultats sont importants dans la des caractéristiques principales du plan li- où ils confirment ce que pensaient mesure gneux (surface des vaisseaux, pourcen- Kübler (1983), et Denne et Henman (1984) tage de fibres, fraction volumique en : tout ce qui augmente les contraintes que rayons ligneux) auront été apportés par les subit le tronc d’un arbre joue un rôle de équipes qui travaillent sur l’anatomie. Il se- facteur prédisposant. rait très intéressant surtout de poursuivre De même, quelques caractères anato- l’étude des relations entre l’anatomie et la sont apparus plus élevés pour les miques mécanique de l’arbre lors du séchage, du arbres gélivés : la largeur moyenne de retrait au gel ou d’autres sollicitations. Il y a cerne, la texture, la surface des vaisseaux beaucoup à faire pour étudier les relations du bois initial, le nombre de rayons ligneux entre l’initiation de la rupture et la disposi- par unité de longueur. tion ou les caractéristiques de certains élé- ments anatomiques tels que les rayons li- Certes, aucun de ces paramètres ne permet à lui seul de discriminer nettement gneux.
et Q robur L). IUFRO sympo- Notre travail dégagé des pistes petraea Liebl a assez sium international sur la physiologie des intéressantes, mais nous ne sommes pas arbres forestiers, Nancy, septembre 1988. d’apporter des critères de déci- en mesure Ann Sci For 46 (Suppl) 614s-616s sion aux améliorateurs pour le cas où ils Denne P, Henman S (1984) Control of wood s’intéresseraient au chêne, même si les quality in British oaks. Report on forest re- caractéristiques étudiées sont mesurables, search. Forestry Commission, 59 à l’exception de l’angle de fil et du nombre Ferrand JC (1982) Étude des contraintes de des rayons ligneux, sur carottes de son- croissance. Deuxième partie : variabilité en dage. forêt des contraintes de croissance du hêtre. Ann Sci For 39 (3), 187-218 H (1989) Étude de l’influence de la struc- Haag REMERCIEMENTS ture anatomique du bois sur la sensibilité du chêne rouvre (Quercus petraea Liebl) à la Cette étude a été réalisée grâce aux finance- gélivure. Mirecourt, Rapport de stage de ments du ministère de l’Agriculture et de la BTS, option Prod Forestière Forêt, direction scientifique de l’École nationale Institut pour le Développement Forestier (IDF) du Génie Rural, des Eaux et des Forêts et di- (1988) La gélivure des chênes. Rapport de rection de l’Espace Rural et de la Forêt. préétude Kübler H (1983) Mechanism of frost cracks for- mation in trees. A review and synthesis. For RÉFÉRENCES Sci 29, 559-568, traduit en français par Bruno Cinotti Arbois de Jubainville (d’) A, Vesque J (1878) Miller P (1987) La gélivure des chênes pédoncu- Les maladies des plantes cultivées, des lé et sessile dans le centre de la France. As- arbres forestiers et fruitiers. Rothschild, pects descriptif, stationnel, technologique et 52-56 Paris, sylvicole. Mémoire de 3 année ENITEF, e Cinotti B (1987) Influence de la structure du 70 p bois des chênes (Quercus Robur L et Q pe- R (1973) Qualité du bois et lar- Polge H, Keller leur sensibilité à la gélivure. Liebl) traea sur geur d’accroissement en forêt de Tronçais. DEA sciences du bois, Nancy, INRA Ann Sci For 30 (2) 91-125 Cinotti B (1989) La gélivure des chênes : front Roi R (1953) Les gélivures. Bull Soc For de gel source de contraintes internes, inci- Franche Comté, 642-651 dence des propriétés anatomiques et méca- nophysiques. Nancy, Thèse de doctorat Savill PS (1986) Anatomical characters in the INPL en sciences du bois wood of Oak (Quercus robur L and Q petraea Liebl) which predispose trees to shake. Com- Cinotti B (1990) Winter moisture-content and monw For Rev 65 (2), 109-116 frost-crack occurrence in oak trees (Quercus