Effet des contraintes environnementales (ozone et CO2) sur le bois de jeunes arbres : étude de la formation du bois et conséquences sur ses propriétés en tant que matériau

par Nicolas Richet

Thèse de doctorat en Biologie végétale et forestière

Sous la direction de Pierre Dizengremel et de Mireille Cabane.

Soutenue le 03-06-2010

à Nancy 1 , dans le cadre de RP2E , en partenariat avec Ecologie et écophysiologie forestières (laboratoire) .

Le jury était composé de Pierre Dizengremel, Mireille Cabane, Simon Hawkins, Gilles Pilate, Catherine Lapierre, Patrick Perré, Jean-François Castell, Laurence Galsomies.

Les rapporteurs étaient Simon Hawkins, Gilles Pilate.


  • Résumé

    Dans le contexte des changements climatiques globaux, les arbres devront faire face à une atmosphère différente de celle présente actuellement. L'ozone et le CO2 sont deux des principaux gaz dont la hausse de la concentration est préoccupante. Nous avons étudié les effets de l'ozone et du fort CO2, seuls ou combinés, sur la biosynthèse et la teneur de la lignine, l'anatomie et les propriétés du bois de jeunes plants de peupliers (Populus tremula x alba) placés en conditions contrôlées dans des chambres phytotroniques. De plus, ces arbres étaient inclinés afin d'induire la formation de bois de tension. La voie de biosynthèse de la lignine est affectée majoritairement par l'ozone conduisant à une modification de la composition chimique du bois des arbres. L'ozone modifie l'anatomie du bois de tension en diminuant le nombre des vaisseaux formés, l'épaisseur des parois des fibres et augmentant le diamètre du lumen des vaisseaux. Le fort CO2 stimule la croissance des arbres et la production de biomasse mais ne semble pas modifier les propriétés du bois et la synthèse de lignine. L'interaction des deux gaz révèle un effet bénéfique du fort CO2 vis-à-vis des effets néfastes de l'ozone. La présence de fort CO2 limite la baisse du métabolisme des lignines et favorise l'allocation dans la partie moyenne des tiges des plants. Enfin, les propriétés du bois sont modifiées par les différents traitements suggérant une qualité différente pour l'utilisation future du bois.

  • Titre traduit

    Effects of climatic changes (ozone and elevated CO2) on wood of young trees : wood formation and physical properties


  • Résumé

    In the context of global climate change, trees will have to cope with an atmosphere different from actual. Ozone and CO2 are two of the main gas whose increased concentration is worrying. We investigated the effects of ozone and elevated CO2 single or combined on the biosynthesis and content of lignin, wood anatomy and properties of young poplars (Populus tremula x alba) placed in controlled conditions in phytotronic chambers. Moreover, trees were bent to induce tension wood formation. The metabolism of lignin was mainly affected by ozone leading to a change in the chemical composition of wood. Ozone altered wood anatomy by reducing the vessel number, cell wall thickness of fibers and increasing lumen diameter of vessels. Elevated CO2 stimulated radial and height growth, and biomass production, but seemed to have no effect on wood properties and lignin biosynthesis. The interaction of the two gases showed a benefit effect of elevated CO2 against negative effects of ozone. Presence of high CO2 limited lignin metabolism decrease and promoted a better stem allocation of carbon in middle stem of plant. Wood properties were also altered by these treatments suggesting a different quality for the future use of wood.


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