C'est un être vivant et comme tous les êtres vivants: il naît, grandit, se reproduit, vieillit et meurt. Certains arbres peuvent vivre plus de 1000 ans. Chez certaines espèces les sexes (qui s'appellent des fleurs) sont séparés sur des arbres différents. Dans d'autres espèces, les arbres sont à la fois mâle et femelle.

C'est un végétal et comme tous les végétaux il utilise l'énergie solaire pour vivre. Contrairement aux animaux qui doivent manger, c'est-à-dire tuer d'autres êtres vivant pour leur voler leur énergie (énergie chimique).

Il a un tronc fait d'une matière résistante: le bois. Il permet aux arbres de grandir au-dessus des herbes pour profiter du soleil. Les plus grands dépassent 100 mètres. En dessous de 5 mètres on parle d'arbuste.

Qu’est-ce qu’un arbre?

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On peut  reconnaître un arbre grâce à ses différentes caractéristiques :

• La forme générale de l'arbre et sa grandeur.

Comment reconnaître un arbre?

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• La couleur du feuillage.

• Il y a aussi les les goûts, les odeurs ...

• En hiver il y a souvent ni feuilles, ni fruits : le tronc et son écorce peuvent nous aider.

• La forme des feuilles (mais aussi des fleurs et des fruits).

Les parties d’un arbre

Les branches et le tronc sont en bois et permettent à l’arbre de s’élever très haut. Le bois contient des vaisseaux qui transportent l’eau qui monte vers les feuilles et la sève qui revient des feuilles.

Les racines puisent l’eau et les sels minéraux dans le sol

Les feuilles transforment l’eau et le gaz carbonique (CO2) en nourriture grâce à l’énergie du soleil.

Les fleurs sont les sexes de la plante.

Les bourgeons contiennent les feuilles et les rameaux de l’année prochaine.

La circulation de la sève

La sève brute :

l’eau monte dans les vaisseaux de xylème des racines jusqu’aux feuilles.

La sève élaborée :

les nutriments fabriqués dans les feuilles sont amenés par les  vaisseaux de phloème dans toutes les cellules.

L'arbre n'a pas de sang mais de la sève qui circule dans des vaisseaux. Il y a 2 types de sève:

Du bourgeon à la feuille

3 photos d’un marronnier prises en avril 2011

le 6 avril les bourgeons sont fermés

le 7 avril les bourgeons s’ouvrent

le 8 avril les feuilles sont prêtes à capter l’énergie du soleil

Naissance d’un arbre

germination d’une graine d’érable

Toutes les cellules vivantes ont besoin d'énergie chimique (sous forme de nourriture) pour exister.

Dans un être humain c'est le sang qui approvisionne les cellules. Le sang circule dans des vaisseaux sanguins grâce à une pompe musclée : le coeur. On appelle «artère» un vaisseau qui quitte le coeur en direction des cellules et «veine» un vaisseau qui revient des cellules vers le coeur.

Coupe d’un arbre

Lorsqu’on coupe un arbre, on remarque plusieurs zones.

A l’extérieur, il y a une couche qui protège l’arbre des agressions extérieures: c’est l’écorce.

A l’intérieur, le bois laisse apparaître des lignes plus ou moins concentriques: les cernes.

cerne claire

= xylème du bois de printemps

cerne foncée

= xylème du bois d’été

Chaque année l’arbre grandit: ses branches et son tronc s’allongent. La croissance de l’arbre se fait aussi en largeur, en épaisseur. Les cernes correspondent à la croissance annuelle de l’arbre.

Le tronc s’épaissit chaque année grâce au cambium: une couche de cellules qui se divisent tout au long de la vie de l’arbre pour fabriquer du bois.

Vers l’intérieur, le cambium produit les vaisseaux de xylème qui transportent l’eau vers les feuilles. La succession des cernes annuelles permet de connaître l’âge de l’arbre.

Vers l’extérieur, le cambium produit les vaisseaux de phloème qui transportent la sève élaborée (eau chargée de substances nutritives) dans toute la plante.

Croissance de l’arbre

Au printemps, le cambium fabrique des grosses cellules de xylème qui constituent les larges tuyaux qui amènent l’eau dans les feuilles. Cette matière apparaît comme une cerne claire à l’oeil nu. En été, le cambium continue de fabriquer des vaisseaux de xylème, mais les cellules sont plus petites: les tuyaux fins et serrés apparaissent plus foncés à l’oeil nu. La croissance s’arrête pour reprendre au printemps suivant.

Les voleurs de sève

Les punaises et les pucerons sont des insectes spécialisés dans le vol de sève élaborée. Ils piquent les végétaux, et sucent le contenu des vaisseaux de phloème pour s’en nourrir.

Les scolytes sont des coléoptères (insectes) qui pondent leurs oeufs sous l’écorce des arbres. Les larves se nourrissent à l’abri de l’écorce et creusent des galeries qui détruisent les vaisseaux de phloème.

L’hevea (Hevea brasiliensis) est une plante (famille des Euphorbiacées) originaire de l’Amazonie. Il produit un latex qui est conduit par des vaisseaux lactifères. Il récolté pour produire du caoutchouc. Il y a d’autre arbres qui produisent du latex comme le Castilla elastica (famille des Moracées), un arbre à caoutchouc déjà utilisé à l’époque précolombienne.

L’eau d’érable produit par l’érable à sucre (Acer saccharum) est récolté au printemps pour faire le sirop d’érable. C’est à ce moment-là que les réserves d’amidon stockées dans les racines pour l’hiver, sont transformées en sucres solubles (saccharose) pour remonter dans le tronc. Ces sucres qui servent de source d’énergie chimique à l’arbre qui doit fabriquer de nouvelles feuilles sont interceptés et finissent sur nos tartines.

pucerons

punaise

La sève brute est constituée d'eau et de sels minéraux qui monte des racines jusque dans les feuilles. C'est là que la photosynthèse a lieu. De la matière organique riche en énergie est fabriquée grâce à l'énergie solaire. On appelle «xylème» les tuyaux qui transportent la sève brute.

La sève élaborée est constituée d'eau et des matières nutritives produites dans les feuilles par la photosynthèse. Elle va servir à construire des bourgeons, des fleurs, des fruits, des réserves de nourriture (amidon),... On appelle «phloème» les tuyaux qui transportent la sève élaborée.

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le petit bonhomme, c’est moi (1,73 m de haut)

Baobab, Mahango Park (Namibie)

Quel était l’âge de ce cèdre (Cedrus sp.) au moment où il a été abattu?

Quelle est la hauteur approximative de ce baobab géant (photographié à Chobe au Botswana)?

Quelle est son diamètre?

Et sa circonférence?

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Utilisation du bois

Feuilles mortes

Bois de hêtre au microscope 400x

Bois de mélèze  au microscope 100x

extrémité de la feuille d’une élodée

nervure

limbe

chaque cellule est délimitée par une paroi

les chloroplastes

(organites vertes)

Quel est le rôle des feuilles ?

Pourquoi les feuilles de certains arbres changent-elles de couleur en automne avant de tomber?

Lorsque les conditions sont trop rigoureuses (manque de lumière, froid, aridité,...) les arbres n’ont pas «intérêt» à conserver et entretenir ces structures fragiles que sont les feuilles. Ils les sacrifient en attendant le retour d’une saison favorable.

La chlorophylle est détruite et recyclée... la couleur verte disparaît. D’autres substances qui étaient déjà là mais masquée par la chlorophylle apparaissent alors:

les caroténoïdes : orange;

les flavonoïdes: jaune;

les anthocyanes: rouge, violet;

les tanins: bruns;

l’oculaire grossit 10 fois

les objectifs grossissent 4,10, 40 ou 60 fois

le balafon est formé de lames en bois (xylophone).

matériau de construction

combustible

instruments de musique

artisanat

outillage

L’arbre mesure 6,4 hommes de 1,73 m soit environ 11 mètres de haut.

Le diamètre est estimé à 4,15 m.

La circonférence est calculée: 4,15 x 3,14 = environ 13 m.

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Réponses:

J’ai compté 52 cernes. Et vous?

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Réponse:

Végétation fossile

On trouve des gisements de bois fossilisés. La transformation de ce bois (pétrification) se fait par le remplacement de la matière organique par de la matière minérale en préservant les formes et les structures. Pour cela il faut que le bois soit enseveli sous une couche de sédiments, à l’abri de l’oxygène mais baigné d’une eau riche en minéraux (généralement des silicates).

des oxydes et hydroxydes de fer colorent la roche.

les structures du bois sont préservées

Les feuilles sont constituées de cellules qui ont la capacité de transformer l’énergie lumineuse du soleil en énergie chimique. Cette énergie permet aux végétaux de construire de la matière organique: c’est la photosynthèse.

Ce processus est réalisé à l’intérieur des cellules par de petites unités, des organites qu’on appelle des chloroplastes. Ceux-ci sont verts car ils contiennent un pigment de cette couleur: la chlorophylle. C’est ce pigment, cette molécule complexe, qui est capable de capter l’énergie du soleil.

Regardons au microscope une feuille d’élodée. Cette plante aquatique est très fine et permet de voir facilement les cellules.

le tulipier de Virginie

le chêne rouge d’Amérique

Représentation de la molécule de chlorophylle

fossile de feuilles

Depuis que l’homme a découvert le feu, il utilise le bois comme combustible. 1 kilogramme de bois sec dégage 15 mégajoules [MJ] ou 15’000 kilojoules [kJ] sous forme de chaleur et de lumière, soit environ 4 kilowatt-heures [kWh].

On dit que son pouvoir calorifique vaut 15 [MJ/kg]: c’est 2 fois moins que l’éthanol , 3 fois moins que l’essence de pétrole et 10 fois moins que l’hydrogène.

papier

Depuis que l’homme a découvert l’écriture, il a utilisé diverses matières comme support: la pierre, le bois, le papyrus, l’argile, la cire, le parchemin (peau d’animal).

Le papier a fait son apparition en Chine il y a environ 2000 ans. Il consiste à déposer sur un cadre des fibres végétales entrecroisées. A l’origine, du lin et d’autres plantes herbacées.

L’industrie chimique permet au 19e siècle d’extraire les fibres de cellulose du bois.

L’industrie du papier consomme beaucoup d’eau et de substances chimiques (pour séparer les fibres et les blanchir).

acide gallique

flavone

germination d’une graine de noyer

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le bois de Pernambuc de l’archet provient de l’arbre Caesalpina echinata (famille des fabacées). On l’appelle aussi «pau-brasil» ou «bois-brésil» à cause de son bois “rouge comme la braise”.

Il a donné son nom à son pays d’origine: le Brésil.

la touche est en ébène

(famille des Ebenacées).

la table d’harmonie est en épicéa Picea abies (famille des Pinacées).

le chevalet est en érable sycomore Acer pseudoplatanus (famille des Aceracées).

«Les luthiers: de l’arbre au violon», un film de la série «C’est pas sorcier»