Matériel végétal

2.2.1. Matériel végétal issu d’études antérieures

Des coupes anatomiques de bois normal et de bois de tension, déjà colorées et mon-tées sur lame, provenant d’études antérieures sur du bois de tension d’espèces d’arbres de Guyane française sont observées et rajoutées au matériel de cette thèse. Les lames des articles de Clair et al. (2006) et Ruelle et al. (2006) représentent 24 arbres de 20 familles. Seulement 21 de ces arbres avaient été publiés. Ces arbres inclinés naturellement ont été échantillonnés sur la Piste de Saint-Elie, situé proche de Sinnamary. Les lames de l’article d’Alméras et al. (2009) contiennent 8 jeunes arbres élevés en serre et inclinés sans tuteurage (redressement libre), issus de 4 familles. Enfin, les lames réalisées lors du terrain Module Forêts Tropicales Humides (FTH) en septembre 20139 concernent des petits arbres de diamètre infé-rieur à 3 cm naturellement inclinés en forêt tropicale sur la Piste de Saint-Elie. Lors de ce terrain 88 individus de 36 familles avaient été échantillonnés.

En outre s’ajoute le matériel végétal issu du stage de R. Romain en 2014 qui com-porte 52 individus de 36 espèces. La majorité des coupes anatomiques a été réalisé lors de son stage et le reste est complété au début de cette thèse. Grâce à la coopéra-tion avec A. Yoshinaga de l’Université de Kyoto lors de mon passage au Japon pour

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Terrain organisé par Bruno Clair avec 4 étudiants : Agnès Burgers, Gauthier Crépy, Emma Lord, et Clémence Ogé-ron ; et le botaniste Julien Engel.

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Figure 19. Représentation schématique du matériel et méthodes de cette thèse. En rouge sont représentés les « méthodes » mises au point durant cette thèse. * indique une contribution de 100 %. Dans le cas contraire, un pourcentage approximatif de contribution est indiqué entre parenthèse, en plus du nom des autres personnes ayant contribué à la mesure : AC, Aurélie Cuvelier ; AP, Audin Patient ; BC, Bruno Clair ; BG, Barbara Ghislain;

CG, Camille Gérard ; GF, Gregory Faure ; JC, Jocelyn Cazal ; JP, Jonathan Prunier et RR, Raïssa Romain ; SC, Sabrina Coste ; SK, Soepe Koese ; TA, Tancrède Alméras. Abréviations : AMF, angle des microfibrilles de cellu-lose ; D, diamètre ; Eff, efficience ; H, hauteur ; Hydro, conductance ; M, dry mass ; Nleaves, nombre de feuilles;

Sp, nombre d’espèces d’arbres étudiées ; TW, bois de tension.

Chapter 3: Diversity of tension wood anatomy

Anatomy (AC, BC, BG 70 %, RR)

Chapter 4: Mechanisms of strain generation

Strains Wood+Bark (BC, BG 20 %, JP, TA)

Chapter 5a: Efficiency of uprighting

Chapter 5b: Carbon allocation

Bark Eff Index*

20 Sp x 10-15 trees 7 Sp x 5 trees x 2 ontogeny Previous studies 125 Sp, 173 trees Basic density* Anatomy (BG 90 %, JP) Anatomy* Growth (D, H, NLeaves) (BG 40 %, GF, JC) 3 Sp x 30 trees x 2 treatments M 103 C M 68 C Biomass (BG 15%, GF, JP) Hydro (BG 25 %, GF, SC) Anatomy (BG 15%, CG) Basic density (BC, JP) AMF (BC) Apparent Eff* Bark Eff Index*

TW Strain* Basic density (BG 60 %, JP) AMF on 22 Sp (TA) Greenhouse renovation (AP, BC, BG 70 %, JC, SK) Curvature measurements (BG 85%, JP) ImageJ Macro (BC, BG 60 %, TC) R script* R script* R script (BG 25 %, GF) Labelled photographic database* Naturally tilted trees 114 Sp, 158 trees Guyed tilted seedlings 79 Sp, 116 trees Staked tilted seedlings 55 Sp, 68 trees Naturally tilted branches 22 Sp, 23 trees

un JSPS Summer Program en 2015, nous avons rajouté un individu d’Idesia poly-carpa incliné tuteuré afin de compléter le jeu de données et co-écrire l’article 3 (Ghi-slain et al. 2016). Les herbiers de l’ensemble des Salicaceae provenant de Guyane sont déposés à l’herbier de Cayenne avec l’aide d’E. Nicolini10. Le jeu de données de cette étude comporte au final 50 individus de 4 familles : Achariaceae, Goupiaceae, Lacistemataceae, et essentiellement des Salicaceae. Les individus prélevés hors Guyane, proviennent de branches naturellement inclinées prélevées par les conser-vateurs ou jardiniers de plusieurs jardins botaniques en France métropolitaine. Les échantillons d’arbres issus de forêt tropicale en Guyane française ou en Guadeloupe ont été prélevés sur des branches ou troncs naturellement inclinés. Un échantillon est prélevé sur un individu incliné tuteuré au Japon.

2.2.2. Matériel végétal sur pied récolté en forêt naturelle

La forêt guyanaise est localement riche en espèces (150 à 200 espèces/ha). Afin d’avoir un premier aperçu de la diversité des bois de tension sur un grand nombre d’espèces nous avons choisi de récolter des individus ou des branches naturellement inclinés en forêt. Afin de s’assurer de la production de bois de tension, un examen visuel complète une mesure de l’inclinaison du tronc à la hauteur du prélèvement. Des morceaux de bois et d’écorce sont prélevés sur la partie supérieure et inférieure de l’axe incliné. Deux terrains successifs en septembre et novembre 2014 pour le Module Forêts Tropicales Humides (FTH)11 et la rencontre bi-annuelle de l’ANR StressInTrees12, ont permis d’échantillonner des arbres sur la Piste de Saint-Elie. Ces arbres sont numérotés et géoréférencés par un point GPS. Le bois et l’écorce de 137 individus de 40 familles ont ainsi été récoltés.

Au même endroit sur la Piste de Saint-Elie, des petits arbres de diamètre inférieur à 3 cm au collet sont haubanés à environ 45 ° pendant 17 mois afin de s’assurer de la production de bois de tension. Ils sont récoltés le 18 avril 2016 à l’occasion du stage de Nicolas Gentis13. Les 116 individus de 29 familles sont répartis sur 3 milieux : plateau, pente et bas-fond. L’ensemble de la tige est récolté en vérifiant que le bois de tension se trouve bien sur la partie supérieure.

Un terrain sur le fleuve Kourou en septembre 2015 pour le Module Forêts Tropi-cales Humides (FTH)14 a permis de réaliser des mesures sur bois et écorce sur des

10 L’ensemble des Salicaceae prélevées en Guyane sont identifiées par E. Nicolini, ponctuellement secondé de

Pas-cal Petronelli. 11

Terrain effectué le premier mois de ma thèse, organisé par B. Clair avec 4 étudiants : Aurélie Cuvelier, Hélène Fargeon, Cécilia Gauvin et B. Ghislain ; ainsi que le botaniste J. Engel.

12

Terrain organisé avec B. Clair avec la participation de J. Engel, une stagiaire Aurélie Cuvelier (Stage césure ingé-nieur forestier) et une partie des membres de l’ANR StressInTrees : Tancrède Alméras, Olivier Arnould, Marie Ca-pron, Gilles Pilate et Amra Šećerović.

13 Terrain organisé avec B. Clair, accompagné de Nicolas Gentis (L3), deux étudiants en 1STL Edris Appolinaire et

Enrick Girod, accompagnés par un de leur professeur Cédric Andriot. Les arbres avaient été identifiés par J. Engel et haubanés lors d’un précédent terrain.

14

Terrain organisé avec B. Clair avec la participation d’Hélène Morel et 2 étudiantes : Virginie Lambertucci et Ro-zenn Monnier.

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Figure 20. Matériel végétal récolté en forêt tropicale (A-F) et élevé en serre (G-H) durant la thèse. A,B, arbres

naturellement inclinés ; C,D, petits arbres haubanés ; E,F, Pachira aquatica naturellement incliné en bord de

fleuve; G, germination et croissance de graines et plantules récoltées en forêt ; H, inclinaison avec tuteur de

plus de 400 petits arbres en serre. Source photographique : A, Amra Šećerović ; B,C, Olivier Arnould ; D,E,G,H,

Barbara Ghislain ; F, Bruno Clair.

A B

D

C

E F

individus adultes de Pachira aquatica. L’étude des écorces est poursuivie sur des arbres complémentaires mesurés lors d’un terrain en mai 201615. Huit espèces sup-plémentaires sont ajoutées lors d’un terrain en septembre 2016 pour le Module FTH16 sur la Piste de Saint-Elie et aux alentours de Kourou.

Un matériel plus divers est également récolté tout au long de la thèse afin d’élargir la palette d’espèces étudiée. Des branches ou des troncs naturellement inclinés sont récoltés en Guyane française, en France métropolitaine ou encore au Japon et re-présentent 51 individus de 24 familles différentes.

2.2.3. Matériel végétal élevé en serre

Des graines et des plantules sont récoltées en forêt tropicale et élevés en serre afin d’avoir des conditions de croissance similaires. Les jeunes arbres sont rempotés et acclimatés environ un mois en serre avant d’être inclinés. Les arbres sont mainte-nus inclinés à 45° par un tuteur afin de maximiser la production de bois de tension. Le matériel végétal élevé en serre répond à 3 objectifs distincts. Une première étude sur un nombre limité d’espèces vise à décrire les stratégies d’allocation de crois-sance entre les différents organes de la plante et les conséquences de l’inclinaison sur la photosynthèse et la conduction. Cette expérience réalisée en collaboration avec les écophysiologistes de l’UMR EcoFoG est appelée « Biomecophy » vu le lien entre la biomécanique et l’écophysiologie. Cette étude concerne 3 espèces avec envi-ron 56 individus par espèce. Une deuxième étude sur un nombre plus large d’espèces porte sur l’efficience du redressement de la tige en fonction de l’anatomie de leur bois de tension. Cette expérience est appelée « Efficience » et concerne 23 espèces avec environ 10 individus par espèce. Une dernière étude permet d’avoir des espèces complémentaires pour l’étude de la diversité anatomique de bois de tension ou de confirmer des observations faites sur du matériel prélevé en forêt tropicale. Cette dernière étude est appelée « Diversité » et contient 30 espèces avec 1 à 3 indi-vidus par espèce. Le plan de serre se trouve en annexe.

Pour la mise en place de ces expériences, la serre est complètement rénovée. Une ombrière à 10 % d’ombrage est mise en place et un coupe-vent est installé autour de la serre afin d’éviter une production de bois de tension due au vent. Des cales pour incliner les pots à 45° sont réalisées par Soepe Koese. Les pots sont arrosés par un système de goutte à goutte à raison de 2 fois 5 minutes par jour. Ainsi arrosés, les arbres sont toujours en condition hydriques non limitantes. L’expérience « Bioméco-phy » qui est plus sensible au vent est placée au centre de la serre et est entourée de l’expérience « Efficience ». L’expérience « Diversité » est placée à l’avant de la serre, proche de la porte, car elle est moins sensible aux éventuels passages et coups de vent.

15 Terrain organisé avec B. Clair avec la participation de Jonathan Prunier et T. Alméras.

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Terrain organisé avec B. Clair avec la participation de 4 étudiants : Krystel Corsagni, Marc Gomes, Kathy Jaffredo et Elodie Lhuer. Les arbres de Saint-Elie sont identifiés par Onoefe N'Gwete et ceux aux alentours de Kourou par Pascal Petronelli.

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