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L’architecture des arbres :

Une piste de rechercheÀ la fin des années 1970, pendant mon bac-calauréat en biologie, un professeur nous a mis en garde : « Attention, ne perdez pas le contact avec votre objet d’étude. Les méthodes sont là comme outils. Ne vous limitez pas à une méthode. Choisissez-la plutôt selon vos besoins. » Ce commentaire avisé émis par André Bouchard, écologiste à l’Université de Montréal, m’est resté en tête. Fille d’un homme de science, lui-même de la première génération des programmeurs en informatique, j’avais un plaisir quasi « inné » à élaborer des programmes pour ordinateur. Néanmoins, j’ai voulu comprendre comment pousse un arbre. J’ai commencé par les regarder.

Dans les années 1980, je suis tombée sur le livre de Hallé, Oldeman et Tomlinson1. J’ai aussitôt eu un coup de cœur pour les nombreux dessins qu’il contenait. Le mode de construction des arbres tropicaux se révé-lait sous mes yeux. J’ai souhaité découvrir le mode de construction des arbres de chez nous en utilisant la même approche. Ce n’est

que dans les années 1990 que j’ai trouvé le moyen de plonger dans une formation puis dans la pratique de l’analyse architecturale des arbres. J’ai vite compris en quoi elle défiait les modes en science. J’ai néanmoins persisté en voyant l’originalité et l’abondance des connaissances mises au jour. Dans les années 2000, malgré des conditions de travail difficiles (toujours parce que mon travail n’était pas à la mode), je tenais encore le coup grâce, entre autres, aux étincelles dans les yeux de ceux qui assistaient à mes conférences. J’en conviens, il fallait probablement aussi être un peu fou pour s’installer pendant des heures, des jours, voire des semaines et des mois devant les arbres pour les « dessiner ».

J’ai dû me rendre à l’évidence. Il n’y a que l’observation et l’approche graphique qui donne accès à une compréhension globale et dynamique du fonctionnement de l’arbre. Les analyses de données numériques ne m’étaient d’aucun secours. Défier les modes pendant plus de 20 ans m’a donné la très grande opportunité de publier un livre en mai 2012, le

premier du genre à l’échelle mondiale : L’archi-tecture des arbres des régions tempérées : son histoire, ses concepts, ses usages paru aux Éditions MultiMondes. Déjà largement vendu au Canada et en France, il a été réimprimé en décembre 2012, confirmant du coup qu’il répond à un grand besoin.

amÉnagement

Par Jeanne Millet, Ph.D.

un nouvel outil de gestion de l’arbre et de la forêt

1 Hallé, F., R. A. A. Oldeman & P. B. Tomlinson, 1978. Tropical trees and forests: an architectural analysis. Springer-Verlag. Berlin Heildelberg New York.

L’architecture des arbres des régions tempé-rées : son histoire, ses concepts, ses usages par Jeanne Millet

L’analyse architecturale des arbres est une discipline de recherche qui a défié les modes en science et qui donne accès aujourd’hui à des connaissances inédites sur le mode de développement des arbres. saviez-vous qu’un arbre peut fourcher pour 5 raisons différentes et que selon la raison, son devenir sera différent? savez-vous reconnaitre les différentes catégories d’axe d’un arbre et identifier d’un seul regard porté sur sa structure à quel stade de développement il est rendu? L’architecture de l’arbre est quelque chose qui se voit, qui est accessible et surtout qui est informateur et utile pour celui qui recense, gère, exploite ou protège l’arbre et la forêt.

Par Jeanne Millet, Ph.D.

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Des résultats étonnantsAu Québec, j’ai eu l’occasion d’analyser 13 espèces d’arbre. Grâce à la contribution de mes collègues québécois et français, le nombre d’espèces analysées à ce jour au Québec est de 15, de 21 en Amérique du Nord et de 40 dans l’ensemble des régions tempérées de l’hémisphère nord. Le premier fait intéressant révélé par ces analyses est que chaque espèce a sa propre séquence de développement carac-téristique qui relève de sa génétique. L’analyse architecturale permet de reconnaitre d’une part les caractères architecturaux qui sont propres à l’espèce, en lien avec ses différents stades de développement (donc codés généti-quement) et, d’autre part, les caractères archi-tecturaux qui varient selon les conditions du milieu. Fait surprenant, il s’avère qu’un même caractère (ex. : une fourche ou un empilement de modules) peut être caractéristique pour une espèce et variable pour une autre. Connaitre les différences entre les espèces permet de mieux comprendre et de mieux interpréter leurs réac-tions de croissance à l’environnement.

Chaque analyse architecturale révèle des caractères inédits. Par exemple, chez l’érable à sucre, j’ai eu la surprise de découvrir des morts d’apex du tronc qui étaient d’origine endogène plutôt que l’effet de traumatismes comme je m’y attendais. Cet évènement s’accompagne de la mise en place de « fourches récurrentes » pendant la phase d’établissement du tronc (figure 1). Ces fourches ont un caractère transitoire, c’est-à-dire qu’un élément de la fourche se redresse et prend la relève du tronc tandis que l’autre élément s’affaisse et devient une branche (figure 2). Ce mode particulier de construction du tronc (par empilement de modules qui dérivent de fourches récurrentes résorbées) donne à l’arbre une grande plas-ticité de sa forme sans compromettre pour autant l’établissement d’un tronc unique. L’érable argenté construit son tronc de la même manière, tout comme le frêne de Pennsylvanie et le caryer cordiforme. Devant des jeunes arbres de ces espèces, on sait maintenant qu’il ne faut surtout pas conclure trop vite que leurs fourches sont problématiques. Il y a de fortes chances qu’elles ne soient que passagères. La

Figure 1. Fourche récurrente chez un jeune érable à sucre. x : mort d’apex, = : limite d’unité de croissance.

Jean

ne M

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reconnaissance du stade de développement de l’arbre aide à repérer les fourches récurrentes.

Le nombre de catégories d’axe (tronc, branche, rameau, ramille) qui composent la structure de l’arbre est un bon indicateur du stade de développement qu’il a atteint. Chaque espèce est dotée d’un nombre maximum caractéristique de catégories d’axe : 3 pour le noyer noir et l’érable sycomore, 4 pour l’érable à sucre et le bouleau jaune, 5 pour le tilleul d’Amérique et le hêtre à grandes feuilles, 6 pour le cèdre de l’ouest et le cyprès de Lawson. Les connaissances en architecture des arbres permettent de distinguer les catégories d’axe de chaque espèce. Pendant les premières étapes du développement de l’arbre, elles se mettent en place progressivement. Puis à maturité, le processus s’inverse. Le nombre de catégories d’axe produites par l’arbre diminue parallèlement à une invasion de sa cime par la floraison, jusqu’à sa sénescence et sa mort. Le plus souvent chez le jeune arbre, l’apparition de la dernière catégorie d’axe coïncide avec l’atteinte de sa maturité sexuelle. Chez bon nombre d’espèces feuillues, cette étape s’accom-pagne de l’apparition d’une fourche à caractère permanent, appelée « fourche maitresse » (figure 2). Chaque élément de la fourche maitresse reproduit le mode de construction du jeune arbre. C’est la réitération. Des fourches successives surviennent ensuite dans la cime parallèlement

à la diminution du nombre de catégories d’axe et de la longueur des éléments de fourche. Cette évolution de l’architecture annonce à terme la sénescence de l’arbre. Les conditions de l’environnement peuvent augmenter ou ralentir la vitesse de maturation de l’arbre et faire en sorte que la fourche maitresse sera plus ou moins haute sur le tronc. Mais d’une manière ou d’une autre, la fourche survient en lien avec l’atteinte du stade de maturité.

D’autres types de fourcheL’arbre peut fourcher pour 2 raisons différentes en lien avec son état de maturité : la fourche récurrente et la fourche maitresse. Quelles que soient les conditions de l’environnement, lorsque l’arbre a atteint un stade donné, il fourche. Les fourches récurrentes sont temporaires. La fourche maitresse et les suivantes sont permanentes dans la structure de l’arbre.

Deux autres types de fourche témoignent pour leur part du rapport de l’arbre à l’environnement. Un jeune arbre placé dans un environnement qui répond adéquatement à ses besoins établira un tronc unique et linéaire. Si par contre le jeune arbre manque de ressources (lumière, eau, minéraux) ou encore s’il en a plus qu’il ne lui en faut, il aura tendance à fourcher. Face à un manque de ressources, la « fourche latente » traduit sa difficulté à établir une hiérarchie entre ses catégories d’axe. Face à un surplus de ressources (par rapport à ce à quoi l’arbre est adapté), la « fourche maitresse prématurée » témoigne d’une multiplication des unités architecturales sur un même pied; certaines branches se com-portent comme des troncs. C’est un peu comme si on se retrouvait avec plusieurs arbres sur une même base de tronc. Il est maintenant établi que la fourche n’est pas nécessairement la conséquence de conditions de croissance difficiles, mais qu’elle peut également répondre à une trop grande abondance de ressources. Des mécanismes différents sont en jeu et un besoin différent d’ajustement des conditions du milieu devra être pris en compte par celui qui cherche à favoriser l’établissement de troncs uniques et linéaires.

Le cinquième type de fourche est celui que tout le monde connait et qu’on a tendance à confondre avec tous les autres : la « fourche accidentelle ». Elle survient à la suite d’un accident, une taille, un broutage, une dessiccation ou un gel. Après une période de désorgani-sation provoquée par le traumatisme favorisant l’établissement de la

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Figure 2. Types de fourche inclus dans la séquence de développement de l’érable à sucre. Seules deux catégories d’axe sont représentées. x : mort d’apex.

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fourche, l’arbre tentera de reconstruire ce qui lui a été enlevé et de reprendre son développement là où il a été interrompu. Comprendre les étapes de rétablissement après traumatisme et ses effets sur l’architecture de l’arbre permet d’évaluer de façon éclairée s’il est avisé ou non d’intervenir.

Des conséquences en gestion de l’arbre et de la forêtLe caractère opérationnel des connaissances en architecture des arbres a été vérifié sur des arbres de rue et en pépinière grâce à des études financées par Hydro-Québec dans les années 1990 et 2000. Les études de cas décrites dans le livre de Millet en 2012 démontrent comment des interventions mal choisies peuvent provoquer des réactions de croissance indésirables chez les arbres. Ces réactions peuvent rendre totalement inefficaces les efforts d’intervention qui ont été déployés à grands frais et même mener à des résultats inverses à ceux souhaités. Les résultats d’étude révèlent l’importance de tenir compte, entre autres, du degré de maturité des arbres et des potentialités de croissance qui lui sont associées lors du choix des interventions.

En ville ou en forêt, la logique reste la même. Qu’on souhaite obtenir un arbre qui fourche à la hauteur désirée et qui soit capable de contour-ner efficacement des fils électriques, ou obtenir un arbre au tronc bien droit et dépourvu de branches basses dans le but de faire de la belle planche, dans les deux cas on cherche à orienter la croissance de l’arbre selon des besoins précis en contrôlant son environnement. Tout dépendant du contexte, ce contrôle se fera de différentes manières, que ce soit à l’aide de tailles, d’éclaircies ou d’une sélection des espèces compagnes. Les interventions agissent directement ou indirecte-ment sur l’accès aux ressources et sur la durée de vie des différentes parties de l’arbre. Dans les deux cas, que ce soit pour des objectifs d’aménagement urbain ou d’exploitation forestière, il s’avère pri-mordial, pour un contrôle efficace de la forme de l’arbre, de savoir comment il pousse et comment il répond à son environnement.

Connaitre la séquence de développement caractéristique de chaque espèce d’arbre et les différents processus qui mènent à l’établissement de fourches est un atout important qui permet de faire une lecture rapide de l’architecture d’un arbre et d’interpréter dans quel processus

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d’évolution de son architecture l’arbre est engagé. Est-il dans une phase de développement qui l’encourage à fourcher ou, au contraire, qui le dispose à établir son tronc? Est-il mature sexuellement ou près de l’être? Connait-il un manque ou un surplus d’accès aux ressources qui nuit à l’établissement de son tronc unique? Est-il encore capable d’allonger son tronc compte tenu du stade de développement qu’il a atteint? Est-il en réaction à un évènement et désorganisé ou apte à reprendre l’établissement d’une hiérarchie dans sa structure? Est-il en expansion ou en régression? Une bonne lecture de l’architecture de l’arbre permet de juger de la pertinence d’une intervention, de choisir celle qui est appropriée en fonction du résultat espéré et, surtout, d’éviter de provoquer « involontairement » l’apparition de fourches chez les arbres à des moments ou à des hauteurs non désirés par un contrôle mal avisé des conditions de l’environnement.

Jusqu’ici, le forestier s’est surtout préoccupé d’encourager chez les arbres une forte crois-sance du tronc dans un souci de rentabilité des productions. Mais est-il vraiment souhaitable de stimuler une forte croissance chez un arbre si elle mène à l’établissement d’une fourche basse? Il apparait maintenant utile de porter attention non pas seulement à la vitesse de croissance de l’arbre, mais aussi à sa vitesse de maturation. Il est maintenant possible de

Pour en savoir plusCommuniquez avec Jeanne Millet, Ph.D.,

chargée de cours à l’Université de Montréal, à l’adresse : jeanne.millet@umontreal.ca

choisir à quelle étape de maturation de l’arbre on veut stimuler sa croissance de manière à encourager le plus efficacement possible l’établissement de son tronc. Il semble effective-ment peu rentable de « forcer » la croissance d’un arbre à un stade de développement qui le maintient dans une tendance à fourcher. Il peut suffire de tolérer une faible croissance pendant quelques années pour que l’arbre évite de fourcher et passe à une autre phase de développement qui le dispose mieux à établir son tronc. Il est possible d’évaluer par une observation de l’architecture de l’arbre s’il répond bien aux conditions de son milieu. Il est enfin possible de préparer des arbres de manière à les rendre aptes à répondre plus tard, et à de moindres frais, à des objectifs d’aménagement.

Un outil maintenant disponibleUne douzaine de chercheurs originaux et convaincus ont persévéré successivement ces 30 dernières années à dessiner des arbres pour mettre au jour leurs règles de dévelop-pement. Un livre leur rend hommage en divulguant leurs résultats de recherche. Ce livre ouvre par le fait même la porte à des changements profonds en gestion de l’arbre et de la forêt. À travers 432 pages et 400 dessins choisis, il propose au lecteur une révision com-plète de la question dans un langage accessible. Il présente les caractères architecturaux à observer, les concepts utiles pour comprendre le mode de développement d’un arbre et les données connues pour 40 espèces. Enfin, il répond à la question : « À quoi ça sert? » Mais ce dernier chapitre ne saurait être complet puisque nous n’en sommes encore qu’au tout début d’un grand bouleversement en gestion de l’arbre et de la forêt. Néanmoins, ces changements sont en cours. Il revient à chacun d’innover à sa façon en faisant bon usage des nouvelles connaissances mises à disposition. Chose assurée, connaitre le mode de développement des arbres est la base d’une gestion éclairée de l’arbre et de la forêt.

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