Sécurité des hévéas en plantations face au vent : analyse méthodologique d'expériences de flexion sur des arbres sur pied inclinés
DOI :
https://doi.org/10.19182/bft2022.354.a36912Mots-clés
hévéa, clone, rupture par le vent, flexion des arbres, Côte d’Ivoire.Résumé
En raison de sa capacité à produire du latex pour des applications industrielles, l'hévéa est cultivé de manière intensive en grandes plantations. Le latex est récolté par saignée de l'écorce, ce qui génère un puits de carbone qui nuit à la croissance secondaire de l'arbre et par conséquent affaiblit la résistance mécanique du tronc. Afin d'étudier la vulnérabilité des clones d'hévéa à la rupture par le vent, nous proposons un modèle mécanique complet qui met en lumière les différents paramètres morphologiques et mécaniques impliqués dans la résistance du tronc en cas de vent fort. Le modèle nécessite des données expérimentales issues de la description structurelle de l'arbre et d'essais de flexion non destructifs réalisés in situ dans les plantations. Les résultats permettent d'obtenir une liste des paramètres requis et d'indiquer leur importance relative pour l'estimation du comportement mécanique des hévéas, afin de pouvoir comparer les clones à des fins de sélection.
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Références
Alméras T., Fournier M., 2009. Biomechanical design and long-term stability of trees: Morphological and wood traits involved in the balance between weight increase and the gravitropic reaction. Journal of Theoretical Biology, 256: 370-381.
https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2008.10.011
Ancelin P., Courbaud B., Fourcaud T., 2004. Development of an individual tree-based mechanical model to predict wind damage within forest stands. Forest Ecology and Management, 203: 101-121. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2004.07.067
Blackburn G. R. A., 1997. The growth and mechanical response of trees to wind loading. Ph.D Thesis. University of Manchester, United Kingdom, 216 p. https://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.506075
Bossu J., Lehnebach R., Corn S., Regazzi A., Beauchêne J., Clair B., 2018. Interlocked grain and density patterns in Bagassa guianensis: changes with ontogeny and mechanical consequences for trees. Trees, 32: 1643-1655. https://doi.org/10.1007/s00468-018-1740-x
Brudi E., van Wassenaer P., 2002. Trees and statics: Non-destructive failure analysis. In: Tree Structure and Mechanics Conference Proceedings: How Trees Stand Up and Fall Down. Champaign, Ill, USA, International Society of Arboriculture, 17 p. https://www.tree-consult.org/upload/mediapool/pdf/baumstatik_und_biomechanik/trees-and-statics-nondestructive-failure-analysis.pdf
Cilas C., Costes E., Milet J., Legnaté H., Gnagne M., Clément‐Demange A., 2004. Characterization of branching in two Hevea brasiliensis clones. Journal of Experimental Botany, 55: 1045-1051. https://doi.org/10.1093/jxb/erh114
CIRAD, 1990. L’hévéa. Bois et Forêts des Tropiques, 223 : 57-68. https://revues.cirad.fr/index.php/BFT/article/view/19680
Clément-Demange A., Chapuset T., Legnaté H., Costes E., Doumbia A., Obouayeba S., et al., 1995. Wind damage: the possibilities of an integrated research for improving the prevention of risks and the resistance of clones in the rubber tree. In: Symposium on physiological and molecular aspects of the breeding of Hevea brasiliensis. IRRDB symposium, 1995-11-06/1995-11-07, Penang (Malaysia). Brickendonbury, UK, IRRDB, 182-199. http://agritrop.cirad.fr/464410
Clément-Demange A., Priyadarshan P. M., Tran Thy Tuy Hoa, Venkatachalam P., 2007. Hevea rubber breeding and genetics. Plant Breeding Reviews, 29: 177-283. https://doi.org/10.1002/9780470168035.ch4
Combe J.-Cl., du Plessix C.-J., 1974. Étude du développement morphologique de la couronne d’Hevea brasiliensis (Müll. Arg. Euphorbiacées-Crotonoïdées). Annals of Forest Science, 31 : 207-228. https://doi.org/10.1051/forest/19740402
Compagnon P., 1986. Le caoutchouc naturel : biologie, culture, production. Paris, France, Maisonneuve et Larose, 595 p. https://agritrop.cirad.fr/385180/
Cook N., 2007. Eurocode 1: Actions on structures - Part 1-4: General actions - Wind actions. London, UK, Thomas Telford Publishing, 124 p. https://www.boutique.afnor.org/en-gb/standard/nf-en-199114/eurocode-1-actions-on-structures-part-14-gereral-actions-wind-actions/fa104153/25897
Dellus V., Lesnino G., Wessoly L., 2004. Test de traction, premières applications en France. PHM - Revue Horticole, 461.
Donaldson L. A., Singh A. P., 2016. Chapter 6 - Reaction Wood. In: Secondary Xylem Biology. Elsevier, 93-110. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-802185-9.00006-1
Fourcaud T., Clément-Demange A., Costes E., Baillères H., Gnagne M., 1999. Étude de la casse au vent chez l’hévéa : influence du modèle architectural. Compte rendu d’activité d’ATP Cirad, 60 : 16.
Fourcaud T., Clément-Demange A., Costes E., Gnagne M., 1998. Description of a simulation approach to investigate wind damage in rubber trees (Hevea brasiliensis). IUFRO Conference on Wind and Other Abiotic Risks to Forests, 1998, Helsinki, Finland.
Fournier M., Dlouhá J., Jaouen G., Almeras T., 2013. Integrative biomechanics for tree ecology: beyond wood density and strength. Journal of Experimental Botany, 64: 4793-4815. https://doi.org/10.1093/jxb/ert279
Gardiner B., Berry P., Moulia B., 2016. Review: Wind impacts on plant growth, mechanics and damage. Plant Science, 245: 94-118. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2016.01.006
Gohet E., Prévôt J.-C., Eschbach J.-M., Clément A., Jacob J.-L., 1996. Hevea latex production, relationship with tree growth, influence of clonal origin and Ethrel stimulation. In: Symposium on physiological and molecular aspects of the breeding of Hevea brasiliensis. IRRDB symposium, 1995-11-06/1995-11-07, Penang (Malaysia). Brickendonbury, UK, IRRDB, 200-216. https://agritrop.cirad.fr/464404
Gril J., Jullien D., Bardet S., Yamamoto H., 2017. Tree growth stress and related problems. Journal of Wood Science, 63: 411-432. https://doi.org/10.1007/s10086-017-1639-y
Hofmann J. P., 1984. Étude morphogénétique de la couronne de clones d’Hevea brasiliensis résistant et sensible à la casse au vent. Annals of Forest Science, 41 : 87-102. https://doi.org/10.1051/forest:19840106
Langbour P., 1989. Rigidité de l’arbre sur pied, indicateur de l’élasticité longitudinale du bois : application aux peupliers. Thèse de doctorat, science du bois, Institut national polytechnique de Lorraine, France, 196 p. https://agritrop.cirad.fr/594158/
Liu M., Vecchi G. A., Smith J. A., Knutson T. R., 2019. Causes of large projected increases in hurricane precipitation rates with global warming. npj Climate and Atmospheric Science, 2: 38. https://doi.org/10.1038/s41612-019-0095-3
Masson A., Monteuuis O., 2017. Plantations clonales d’hévéas issues de greffes ou de boutures. Bois et Forêts des Tropiques, 332 : 57-68. https://doi.org/10.19182/bft2017.332.a31333
Milet J., 2001. Analyse de l’architecture et comparaison de deux clones d’hévéa (Hevea brasiliensis) GT1-PB235. Mémoire de DESS, Université Montpellier 2, France, 108 p. https://agritrop.cirad.fr/484430/
Moore J., Gardiner B., 2001. Relative windfirmness of New Zealand-grown Pinus radiata and Douglas-fir: a preliminary investigation. New Zealand Journal of Forestry Science, 31: 208-223. https://www.scionresearch.com/__data/assets/pdf_file/0004/59332/Reprint-2769.pdf
Moore J., Gardiner B., Blackburn G. R., Brickman A., Maguire D. A., 2005. An inexpensive instrument to measure the dynamic response of standing trees to wind loading. Agricultural and Forest Meteorology, 132: 78-83. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2005.07.007
Nicolas D., 1979. Comportement de quelques clones d'hévea Hevea brasiliensis dans le Sud-est de la Côte d'Ivoire. Revue Générale du Caoutchouc et des Plastiques, 56 (593) : 175-181. https://agritrop.cirad.fr/426839/
Obouayeba S., Soumahin E. F., Okoma K. M., N’Guessan A. E. B., Coulibaly L. F., Koffi Kouablan E., et al., 2012. Temporal and structural relations within bark and trunk in Hevea brasiliensis Muell. Arg. (Euphorbiaceae): Physiological maturity index of bark and latex vessels. International Journal of Biosciences, 2 (2): 56-71. https://agritrop.cirad.fr/565253/
Papesch A. J. G., Moore J. R., Hawke A. E., 1997. Mechanical stability of Pinus radiata trees at Eyrewell Forest investigated using static tests. New Zealand Journal of Forestry Science, 27: 188-204. https://www.scionresearch.com/__data/assets/pdf_file/0020/59510/NZJFS2721997PAPESCH188-204.pdf
Peltola H. M., 2006. Mechanical stability of trees under static loads. American Journal of Botany, 93: 1501-1511. https://doi.org/10.3732/ajb.93.10.1501
Petty J., Swain C., 1985. Factors influencing stem breakage of conifers in high winds. Forestry, 58: 75-84. https://doi.org/10.1093/forestry/58.1.75
Scurfield G., 1973. Reaction Wood: Its Structure and Function: Lignification may generate the force active in restoring the trunks of leaning trees to the vertical. Science, 179: 647-655. https://doi.org/10.1126/science.179.4074.647
Sellier D., Fourcaud T., 2005. A mechanical analysis of the relationship between free oscillations of Pinus pinaster Ait. saplings and their aerial architecture. Journal of Experimental Botany, 56: 1563-1573. https://doi.org/10.1093/jxb/eri151
Sellier D., Fourcaud T., 2009. Crown structure and wood properties: influence on tree sway and response to high winds. American Journal of Botany, 96: 885-896. https://doi.org/10.3732/ajb.0800226
Silpi U., Thaler P., Kasemsap P., Lacointe A., Chantuma A., Adam B., Gohet E., et al., 2006. Effect of tapping activity on the dynamics of radial growth of Hevea brasiliensis trees. Tree Physiology, 26: 1579-1587. https://doi.org/10.1093/treephys/26.12.1579
Vecchi G. A., Delworth T. L., Murakami H., Underwood S. D., Wittenberg A. T., Zeng F., et al., 2019. Tropical cyclone sensitivities to CO2 doubling: roles of atmospheric resolution, synoptic variability and background climate changes. Climate Dynamics, 53: 5999-6033. https://doi.org/10.1007/s00382-019-04913-y
Wang J., Chen X., Cao L., An F., Chen B., Xue L., et al., 2019. Individual Rubber Tree Segmentation Based on Ground-Based LiDAR Data and Faster R-CNN of Deep Learning. Forests, 10: 793. https://doi.org/10.3390/f10090793
Watson G. A., 1989. 4. Climate and soil. In: Webster C. C., Baulkwill W. J. (eds). Rubber. Harlow, UK, Longman Scientific and Technical, 125-164.
Yang M., Défossez P., Danjon F., Dupont S., Fourcaud T., 2017. Which root architectural elements contribute the best to anchorage of Pinus species? Insights from in silico experiments. Plant and Soil, 411: 275-291. https://doi.org/10.1007/s11104-016-2992-0
![Drawings of the architecture of two rubber clones (Cilas et al., 2004). PB235 (left) had a height of 9.7 m against 9 m for GT1 (right). After image segmentation, regular subdivisions of the crown surface S are defined for the computation of the bending moment due to the effect of the wind. Each subdivision has the same vertical thickness and its Si area. Zi refers to the height of the subdivision. A. C. Engonga Edzang.](https://revues.cirad.fr/public/journals/14/submission_36912_16478_coverImage_fr_FR.jpg)
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