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La montée de la sève brute chez les grands arbres



  1. #1
    Josquin

    La montée de la sève brute chez les grands arbres


    ------

    Bonjour tout le monde.

    J'ai déjà posté ce message (enfin, cette épître...) dans la section biologie, mais on m'a conseillé de le soumettre aux éminents physicien que vous êtes certainement... Passons donc aux choses sérieuses :

    J'ai une question, qui a déjà été posée plusieurs fois sur ce forum, mais sans que les explications aillent assez loin à mon goût... D'ou ce message !

    Il concerne la montée de la sève brute, en particulier chez les grands arbres.

    On est bien d'accord sur une chose : la transpiration foliaire est le principal facteur.

    En effet, la poussée racinaire n'est due qu'à quelques ions confinés à l'intérieur de l'endoderme de la racine. Donc, au mieux, ça pousse sur quelques dizaines de cm, mais pas sur 50 m !

    La capillarité est elle aussi négligeable : les vaisseaux des angiospermes ont un diamètre de quelques dixièmes de mm, c'est à dire pas si petit que ca. Ca fait un peu monter la sève, mais pas tant que ça non plus.

    Donc, on a bien une traction par les feuilles. Très bien. Mais la cavitation alors ??? Autant que je sache, la cavitation se produit lorsque la pression d'un liquide diminue jusqu'à passer en dessous de la pression de vapeur saturante : il y a littéralement ébullition. A 20°C, je crois que la pression de vapeur saturante de l'eau est de l'ordre de 0,02 bar, soit rien du tout. N'empèche, il suffit de tirer une colonne d'eau de 10 m pour y arriver.

    Or le fait est que certains arbres atteignent les 100 m (ils sont américains, je sais, mais même s'ils ne font rien comme les autres, ils ont le droit d'exister) !!! Mais parbleu, que fait la pression là dedans ??? A la base, elle est proche de la pression atmosphérique. Donc à 10 m de hauteur, il elle devrait atteindre la pression de vapeur saturante de l'eau (différence de P = ro*g*h). Or ce n'est pas le cas, elle monte jusqu'à 100 m, au nez et à la barbe de mon esprit qui s'entortille avec de frèles considérations pascaliennes...

    Mon prof de bio (Alleluia ! Gloire à son nom !) m'a dit que les parois transversales présentes dans les tubes de xylème des pinophytes permettaient d'éviter la cavitation. 1°) Pourquoi ? 2°) Et les angiospermes qui ont des vaisseaux de xylème bêtement continus, ils comptent sur quel miracle pour éviter la cavitation (manifestement, le miracle existe, car nos forêts sont jusqu'à preuve du contraire bel et bien faites en grande partie d'angiospermes de plus de 10 m...) ?

    (Ceci est une parenthèse, qui souligne que le passage qui suit est important, mais toutefois moins capital en ce qui concerne l'avenir de l'humanité : pourquoi le fait que l'eau puisse être "tirée" par le haut serait-il dû à la cohésion du dit liquide ? Je comprends ca comme la présence de liaisons H entre les différentes molécules d'eau. Mais ceci n'est-il pas responsable uniquement de la tension superficielle de l'eau ? Pour moi, la propriété évoquée est due à l'incompressiblité de l'eau (et de la même façon, de son "indécompressibilité", soit la capacité à peu changer de volume lors d'une décompression), qui est la caractéristique de tous les liquides, y compris les individualistes et autres égoïstes, dont les molécules refusent de se tendre la main comme dans la merveilleuse société qu'est la goutte d'eau.)

    Voilà, moi ça bouleverse ma conception du monde et mes hautes reflexions philosophico-physico-transcendanto-frapadingues. Alors, je vous en supplie, au nom de Pascal, Archimède, Newton et Bach (oui, je sais il a rien à faire ici lui, mais c'est un génie aussi, un peu de publicité ne fait de mal à personne), pouvez vous me donner une réponse à cette question cruciale ???

    Bon c'est bien beau, mais rassurez-vous, ce n'est pas seulement par idéalisation utopique de l'exaltation de la part sublimement spirituelle de l'homme que je pose cette question, c'est aussi que je passe normale sup dans 3 semaines et que s'ils me demandent d'expliquer comment la sève monte, je risque de sécher... ce qui paraitrait une bonne leçon face à des problèmes de transpiration... je vous dis pas, les sueurs froides...

    Sur ce, bonne soirée à toutes et à tous et merci de me répondre !!!

    Josquin, pour vous servir.

    -----

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  3. #2
    FC05

    Re : La montée de la sève brute chez les grands arbres

    D'abord, la pression en bas n'est pas égale à la pression atmosphérique, mais à quelques atmosphéres, c'est à cause de la pression osmotique (ce que tu nommes "poussée racinaire" en début de message).

    Cette pression osmotique plus la cappilarité plus le pompage des feuilles, ça fait monter à environ 40 m.

    Pour ce qui est des auteurs plus importantes, j'ai lu un article sur "Pour la science" où l'auteur prétendait que la pression pouvait être négative à l'intérieur de la sève !
    Je sais c'est surprenant et j'ai eu un peu de mal à y croire. D'autant plus que l'auteur faisait un joyeu mélange entre pression absolue et relative.
    Mais bon ... En gros, l'idée c'est que la séve n'est pas un fluide Newtonien, c'est une sorte d'état intermédiare entre le liquide et le solide qui peut acepter d'être sous tension, comme un solide, ce qui revient à une pression négative.
    Mais au niveau des ordres de grandeurs, ça fait gagner 10 ou 20 m ... ce qui pour moi n'est pas convaiquant.

    Donc raisonnablement, il reste une seule solution, il y a des pompes. En clair, les vaisseaux ne sont pas continus, mais interompus par des membranes qui servent de pompe ... sauf que je n'ai jamais vu cette explication ! Ni d'ailleurs d'explications complétement convenables à mon sens.

  4. #3
    pmdec

    Re : La montée de la sève brute chez les grands arbres

    Il y a eu dans "La Recherche" un article sur le sujet qui m'avait beaucoup étonné : l'auteur assimilait la sève à une sorte de fil qui aurait été tiré par le haut. Cet article date de juillet ou août (j'ai lu ça en vacances) 2001 ou 2002 (voire 2003), mais je viens de faire une recherche (!) sans succès pour le retrouver sur le site de la revue. C'était, à mon souvenir, vers la fin de la revue, dans "savoir" ou "bac to basic" ou un truc du même genre.
    J'étais resté assez indrédule sur l'explication, persuadé pour ma part qu'il y a un phénomène lié à la vie dans cette possibilité de faire monter la sève à grande hauteur : si c'était purement "physique", ça fait quand même plus de 5 bars au pied de l'arbre ...

  5. #4
    DonPanic

    Re : La montée de la sève brute chez les grands arbres

    Salut
    Citation Envoyé par FC05
    En clair, les vaisseaux ne sont pas continus, mais interompus par des membranes qui servent de pompe ... sauf que je n'ai jamais vu cette explication ! Ni d'ailleurs d'explications complétement convenables à mon sens.
    En plus de la hauteur de l'arbre, il y a le système de racines qui aboutirait a des différences de hauteur de plus de 180 m. de "vascularisation" puisque certains arbres abattus avaient une hauteur évaluée à 130m pour les arbres géants de Californie
    Tout système continu devrait aboutir à une jiclée de sève à la première entaille sur l'écorce, ce qui nest pas observé.
    Je pense que tu as raison en ne considérant pas qu'il y a continuité de vaisseau puisque cela aboutit à des absurdités physiques

  6. #5
    cyberlux

    Re : La montée de la sève brute chez les grands arbres

    n'oublions pas qu'un arbre est un organisme vivant, un article sur La Recherche parlait de phénomème comparable aux vaisseaux sangain ( très très lentes contractions) qui fait monter la sève.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    camaron

    Re : La montée de la sève brute chez les grands arbres

    Citation Envoyé par Josquin

    La capillarité est elle aussi négligeable : les vaisseaux des angiospermes ont un diamètre de quelques dixièmes de mm, c'est à dire pas si petit que ca. Ca fait un peu monter la sève, mais pas tant que ça non plus.
    Mais le diamètre n'est peu être pas constant sur toute la longeur et celà change peut être les données physiques avec des réductions de diamètre.

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  10. #7
    DonPanic

    Re : La montée de la sève brute chez les grands arbres

    Salut
    http://eleves.mines.inpl-nancy.fr/~g...che_thermo.pdf
    et si vous avez OpenOffice.Org ou XL
    http://ici.cegep-ste-foy.qc.ca/profs...ort_pascal.ppt
    de toutes façons, parler de diamètre de vaisseau d'un arbre est une absurdité.
    La nature a trouvé le clapet antiretour il y a des centaines de millions d'années.

  11. #8
    Jackooo

    Re : La montée de la sève brute chez les grands arbres

    Je conseille de faire/lire le sujet de concours Polytechnique 2001 en filière PC qui s'intéresse justement au problème de la montée de la sève dans les arbres.
    On y montre que la pression hydrostatique, la capillarité et l'osmose ne peuvent rendre compte d'une ascension très élevée (ex du pin Douglas de 60m). On y montre alors que le mécanisme principal est la transpiration.

    Si ca intéresse qq'un, je tiens à disposition un exemplaire du sujet et un corrigé...

  12. #9
    Josquin

    Re : La montée de la sève brute chez les grands arbres

    Citation Envoyé par DonPanic
    Salut
    de toutes façons, parler de diamètre de vaisseau d'un arbre est une absurdité.
    La nature a trouvé le clapet antiretour il y a des centaines de millions d'années.
    ??? je comprends pas là ! pourquoi c'est une absurdité ??? C'est tout à fait normal !!! Tu veux dire que ca n'a pas de sens parce que tous les vaisseaux sont reliés entre eux par des plasmodesmes ?

    En tous cas, le site http://eleves.mines.inpl-nancy.fr/~g...che_thermo.pdf est vraiment déroutant !!! J'avais déjà entendu parler de pression négative, mais en général les biologistent balancent allegrement des pression négatives dès qu'on est en dessous de la pression atmosphérique !!! Là ça a l'air sérieux !!!
    Maintenant, j'aimerais bien comprendre un peu mieux comment c'est possible, des choses pareilles, physiquement parlant. Et aussi, pourquoi la sève est-elle dans un état métastable ? quelles sont les conditions requises ? Parce qu'en général, quand c'est métastable, ça ne demande qu'à se foutre en l'air dès qu'on bouge un petit doigt !!! Or là, ça marche bien, et depuis des millions d'années, alors pour moi, c'est plutôt du mégastable...!

    Bon, tout ça, voilà ! Sinon, je viens de trouver un sujet d'ENS de physique de 2001, sur ce thème. Je l'ai pas encore fait, mais il y peut-etre la réponse dedans. Si ça vous interesse, je peux vous l'envoyer.

    Citation Envoyé par Jackooo
    Je conseille de faire/lire le sujet de concours Polytechnique 2001 en filière PC qui s'intéresse justement au problème de la montée de la sève dans les arbres.
    On y montre que la pression hydrostatique, la capillarité et l'osmose ne peuvent rendre compte d'une ascension très élevée (ex du pin Douglas de 60m). On y montre alors que le mécanisme principal est la transpiration.

    Si ca intéresse qq'un, je tiens à disposition un exemplaire du sujet et un corrigé...
    Pour ce qui est du sujet polytechnique de Jackooo, ca m'interesse (y compris la correction) ! Ca te dérange pas de me l'envoyer à mon adresse e-mail ? C'est

    ########
    Partie éditée par la modération : merci de ne pas faire figurer d'emails dans les messages, utilisez les mp. Merci.
    ########


    Merci bien !

    Et à tous, à vos bouquin et vos crayons !!!

    A plus !

    Josquin
    Dernière modification par deep_turtle ; 17/04/2005 à 23h11. Motif: email supprimé

  13. #10
    Jackooo

    Re : La montée de la sève brute chez les grands arbres

    Le numéro de Pour La Science : n°272 (juin 2000) page 108, il y a un bref exposé sur la montée de la sève, mais surtout des références...

  14. #11
    Josquin

    Re : La montée de la sève brute chez les grands arbres

    Citation Envoyé par Modération

    ########
    Partie éditée par la modération : merci de ne pas faire figurer d'emails dans les messages, utilisez les mp. Merci.
    ########
    Désolé, j'ai pas encore le réflexe MP. C'est noté!

    Josquin

  15. #12
    camaron

    Re : La montée de la sève brute chez les grands arbres

    Citation Envoyé par DonPanic
    de toutes façons, parler de diamètre de vaisseau d'un arbre est une absurdité.
    J'ai regardé ta trés belle présentation et l'ai apprécié pour sa clareté et sa richesse. Mais je ne comprends pas l'affirmation ci dessous ?

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  17. #13
    Josquin

    Re : La montée de la sève brute chez les grands arbres

    Citation Envoyé par camaron
    J'ai regardé ta trés belle présentation et l'ai apprécié pour sa clareté et sa richesse. Mais je ne comprends pas l'affirmation ci dessous ?
    Merci du plus profond du coeur ! Que ton nom soit loué parmi les sages !

    Quelle affirmation ci dessous ? Tu parles du diamètre des vaisseaux ? Parce que moi non plus je ne comprends pas !!!

  18. #14
    ecolami

    Re : La montée de la sève brute chez les grands arbres

    Bonjour,
    Quand la sève monte, même trés haut une autre partie redescend et donc le problème consiste comprendre quel est le moteur, le mécanisme qui permet cela.
    Tout ça est traité ICI

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