Pression au sommet des grands arbres

[invitebb403454]

Yo,

Docteurs, je me suis retourné le cerveau et quand j'appuie là (cf fig.8) ça fait mal, alors qu'ici (cf. fig 3,7 bis) ça va. 'Fin genre ça chatouille un peu tu vois, mais après, la vérité, frère, ça va. C'est grave docteurs ?

J'vous explique : quand j'ai simultanément rien à faire et un arbre sous les yeux, je pense à des trucs chelous. En l'occurrence, je me disais que la sève ça doit pas bouger bien vite. Du coup on peut, pour une approche simplifiée, se ramener à un cas d'hydrostatique pour en connaître la pression en fonction de la hauteur de l'arbre (a priori)

C'est là que ça chie. Si on prend un arbre assez haut, on va trouver au sommet des pressions... négatives. Bon, je sais que ça existe, que c'est possible, toussa toussa. Mais quand même, si on parle bien de pressions négatives dans l'arbre (ou même simplement très très faibles), c'est chaud comme truc.
Parce que ça veut dire que pour qu'elle soit encore liquide, la sève, on est dans un état grave métastable, non ?
Du coup, au moindre coup de vent un peu hargneux la sève se vaporiserait ? Je n'ai pas l'habitude de douter de mes fantastiques capacités de déduction, mais là quand même ça me paraît con comme histoire...

Du coup, je me demandais si quelqu'un parmi vous saurait me fournir une doc sympa sur le sujet ? (genre sur la montée de la sève en général et sur ces histoires chelous de pression et de métastabilité en particulier). Je n'ai pas spécialement peur des maths ou des sciences dures pour cette doc, mais je suis moyen motivé pour me taper 600 pages de thèse aussi...

Donc si l'un d'entre vous voit quelque chose qui peut m'aider à retrouver le sommeil, un équilibre mental sain, et la putain de chaussette qui devrait faire la paire avec celle, solitaire, que j'ai encore repêché de la machine à laver, ce serait très cool

Bisous tout chauds
-----

[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenu au forum.
Si vous réunissez les chaussettes d’une paire avec une épingle à nourrice, elles resteront toujours par paires.

Et la pression en haut d’un arbre de plus de 10 m est bien négative.
La raison est que pour créer une bulle dans un liquide il vaut vaincre la pression due à la tension superficielle (Loi de Laplace). Et cette pression est d’autant plus grande que la bulle est petite. Donc, en principe, dans un liquide propre, même en faisant le vide, les bulles ne peuvent pas se former. Dans un verre de boisson gazeuse, les bulles se forment dur des impuretés. Par exemple, des fibres laisses par le torchon qui a essuyé le verre.
Par contre, si une bulle apparaît, ou si un trou se forme sur un des conduits de sève, ce conduit se vide presque totalement.
Au revoir.

[antek]

Il y eut une revue papier francophone, dans les années 2000, qui expliquait très bien cela : "arbres et science".
Editée dans le Sud-Ouest.

[ilovir]

Bonjour

En d'autres termes : on peut parfaitement pomper de l'eau depuis plus de 10 m de haut, contrairement à la croyance populaire.

Mais à condition que rien, absolument rien, ne vienne rompre la cohésion de l'eau entre le haut et le bas. Cette cohésion est suffisante pour aller à 100 m et plus, c'est à dire tenir une très forte pression négative.

Donc, en faisant le vide depuis le haut avec une pompe, ça ne marche pas puisqu'il y a une discontinuité entre la pompe à vide et l'eau, et le niveau s'arrête à ce que permet la pression atmosphérique, soit les 10 m.

On pourrait imaginer alors un piston parfait, en contact total avec une eau parfaite au départ, et qu'on ferait monter très haut. Mais en pratique il y a toujours quelque chose qui permet une bulle, comme l'explique LPFR, et qui interrompt la cohésion, ce qui nous ramène au cas précédent.

C'est ce qui limite le pompage en dépression à 10 m dans tous les cas connus.

Mais dans le bois, c'est une particularité, il y a des canaux très fins, le long desquels la cohésion de l'eau arrive à se maintenir. On peut donc l'aspirer depuis le haut (si on a assez de force) et elle vient, et on peut créer un débit montant jusqu'à plus de 100m dans les grands arbres.

Mais avec quoi l'aspirer, justement, en ce sommet d'arbre ?

Suite au prochain numéro. Je vous laisse proposer des réponses.

[A voir en vidéo sur Futura]

[albanxiii]

Et hop !
Je dirais même plus, hop ,hop, hop !

phys1.pdf

[skeptikos]

Bonjour,
Imaginons un tube vertical muni de valves comme celles d'un cœur.
Avec l'alternance du jour et le la nuit c'est à dire chaud froid ou dilatation rétractation un liquide finirait bien par arriver au sommet?
@+

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Il ne s’agit pas de trouver des nouvelles idées à proposer à Dieu pour la prochaine fois qu’il créera le monde, mais d’expliquer quelle est la situation actuelle.
Il n’y a pas de valves dans les canaux de xylème.
L’explication, sujet du document donné par Alabanxiii, colle très bien avec la réalité. Car la hauteur des arbres les plus hauts tourne autour de 112 m.
Au revoir.

[skeptikos]

Bonsoir,
Acceptez mes excuses LPFR, mais un peu de fantaisie dans ce forum souvent très austère me semblait souhaitable.
@+

[invite6dffde4c]

Bonsoir,
Acceptez mes excuses LPFR, mais un peu de fantaisie dans ce forum souvent très austère me semblait souhaitable.
@+

Re.
Vous auriez du ajouter un smiley pour que des imbéciles comme moi ne le prennent pas au premier degré.
A+

[antek]

Il n’y a pas de valves dans les canaux de xylène.

Dans les canaux du xylème non plus . . .

[skeptikos]

Bonsoir,
J'avais compris et rectifié de moi-même.
@+

[invitebb403454]

Merci à tous !

En particulier à Albanxii pour ce sujet qui m'a l'air parfait. Je n'ai pas le temps de m'y attaquer de suite, mais surement pendant les vacances. Je vous demanderai probablement un coup de main pour les parties où je bloque (c'est polytechnique quand même ^^).

Ceci dit, les réponses de LPFR et ilovi, qui confirment assez bien ce que j'avais en tête, ne font que redoubler ma question initiale : et en cas de vent ? On a bien dit que l'état de la sève était métastable, pression oblige, et que le moindre pet, fût-il élégamment étouffé, créerait des bulles et transformerait nos majestueux arbres tropicaux en canettes de soda géantes. Et probablement très mortes.
Du coup, comment se fait-il que l'arbre puisse tenir les diverses perturbations ? (vent, animaux qui cognent ou grimpent dessus...) sans que tout le bordel, qui ne demande qu'un prétexte pour se vaporiser, ne parte en fumée ?

Câlins croustillants

[kinette]

Bonjour,
Le problème de la cavitation est étudié chez les plantes (mais encore pas totalement compris).
Cf. herve.cochard.free.fr/ppt/ENS-2005.ppt
herve.cochard.free.fr/pdf/35.pdf

Cordialement,
K

[invite6dffde4c]

... On a bien dit que l'état de la sève était métastable, pression oblige, et que le moindre pet, fût-il élégamment étouffé, créerait des bulles et transformerait nos majestueux arbres tropicaux en canettes de soda géantes. Et probablement très mortes.
...

Bonjour.
Le fait que ce soit métastable ne veut pas dire que le moindre perturbation casse la colonne.
Le fulminate de mercure et le TNT sont métastables. Le premier pète au toucher et le second peut être martelé, fondu, etc.
La sève devient instable quand on se rapproche des hauteurs limites (112 m). Donc, les pousses nouvelles risquent de ne pas progresser.
Au revoir.

[invitebb403454]

Merci à tous pour vos réponses et votre aide super efficace.

J'ai fait le sujet qui est effectivement vachement bien foutu et qui donne un brave tour d'horizon des différents mécanismes de montée.

Merci aussi à kinette pour son document qui répond pile à ma question. Il m'a essentiellement convaincu que "c'est compliqué" et que, comme on peut s'y attendre, c'est très lié à la physionomie d'un arbre, détails qui m'intéressent moins ^^ J'ai donc simplement survolé le document, mais mon esprit s'en retrouve quand même eclairci.


J'aimerais vous embêter rien qu'une toute petite dernière fois, sivouplait, en réaction au dernier commentaire de LPFR ma foi fort pertinent. Je ne connais pas bien les théories qui permettent d'évaluer la stabilité d'un système... Comment sait-on "à partir de quelle perturbation" un état métastable père ? Existe-t(il des critères généraux, ou est-ce une théorie différente pour chaque "type" d'équilibre (par exemple, les mécanismes qui déclenchent la cavitation paraissent très différent de ceux qui feraient péter la tnt; peut-on vraiment avoir une théorie unifiée de la métastabilité ?)

Merci d'avance et désolé de surenchérir ^^

Papouilles fondantes

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je ne sais pas s’il y a des théories sur la métastabilité. Ce n’est pas mon domaine.
Beaucoup des systèmes sont stables dans un état qui ne correspond à l’énergie potentielle (mécanique, électrique, chimique, etc.) minimale. Mais ils ne tombent pas directement dans cet état. Par exemple, une chaise est plus stable couchée par terre que debout sur ces pattes. Un morceau de bois entouré d’air ne s’enflamme spontanément.
Ces systèmes ont besoin d’une « aide » pour tomber dans un état de plus faible énergie. C’est ce que l’on appelle « énergie d’activation ». Suivant que cette énergie d’activation soit plus grande ou petite, le système est plus ou moins stable. C’est la raison pour laquelle les tables ont 4 pattes et sont (presque) toujours bancales. Alors qu’une table à 3 pattes n’est jamais bancale mais est bien plus instable. L’énergie pur renverser une table à 3 pattes est plus faible que pour renverser une table à 4 pattes.
Au revoir.