Des arbres armés contre le stress de juillet 2017. Les chercheurs se penchent sur l’adaptation de la forêt au changement climatique.

, par christophe Juppin

Face à la sécheresse, les arbres activent un système de régulation. Toutefois, aujourd’hui, l’impact croissant du changement climatique pousse à s’intéresser à leur adaptation dans le futur. Nathalie Bréda, directrice de recherche à l’unité mixte de recherche Inra-Université Henri Poincaré Écologie et écophysiologie forestières de Nancy consacre ses recherches à l’étude de la vulnérabilité des forêts aux aléas climatiques, biotiques et aux changements globaux.

Même en Lorraine, les arbres sont adaptés à la sécheresse.

Quand un arbre est en situation de stress hydrique, un mécanisme de régulation s’opère : « Les arbres se mettent en restriction d’eau tout seuls », explique Nathalie Breda, directrice de recherche à l’Inra à Champenoux (54). Ce phénomène est rendu possible grâce aux stomates. Des petits orifices situés à la surface des feuilles qui, tels les pores de la peau, vont se fermer pour consommer moins d’eau. En 2017, «  le seuil de stress a été atteint dans la dernière semaine de juin  », mais les pluies de fin juillet 2017 ont permis de repasser au-dessus du seuil fatidique.  

En revanche, ce mécanisme de régulation « ne suffit pas face à une sécheresse très intense, très longue  », poursuit Nathalie Breda. Ce fut le cas en 1976. Ce fut le cas en 2003 également, sécheresse après laquelle de nombreux cas de dépérissement ont été étudiés. La régulation activée par les arbres s’accompagne d’une moindre absorption de carbone via la photosynthèse, d’un moindre apport en sucre et donc d’une croissance ralentie. En cas de sécheresse intense apparaissent les symptômes : feuilles qui changent de couleur, tombent précocement, puis phénomène d’embolie avec mort des branches hautes.

Avec des extrêmes qui pourraient s’amplifier tant en termes de sécheresses que de fortes pluies, les chercheurs se penchent sur l’adaptation de la forêt au changement climatique.

Comment penser la forêt du futur ?

Le diagnostic sécheresse est une des spécialités de l’Inra à Champenoux, qui travaille avec les gestionnaires de la forêt privée et de la forêt publique en leur proposant des stratégies. Les travaux de recherche engagés par l’équipe de Nathalie Breda ont d’ores et déjà apporté bien des réponses. Parfois inattendues. Après la sécheresse de 2003, «  on s’est aperçu que les arbres qui mouraient étaient ceux qui avaient auparavant la meilleure croissance. Cela interroge.  » D’autres observations ont montré que le chêne pédonculé était beaucoup plus sensible à la sécheresse que le chêne sessile, qui affiche une forte résilience. « Autant les arbres peuvent toucher le fond en période de stress, autant ils peuvent récupérer, les chênes en particulier », explique Nathalie Breda. Même s’il leur faut cinq ans, voire plus : «  La crise de 1976 a duré. Il a fallu dix ans avant qu’ils reprennent leur croissance antérieure. »

L’équipe du chercheur a également mené une expérience sur une population de hêtres soumis à des conditions de sécheresse extrême pendant trois ans, avant de retirer le toit qui les protégeait des pluies, pour observer comment ils allaient récupérer leur croissance : «  Certains sont morts », vaincus par des pathologies secondaires (comme les attaques d’insectes) en raison de leur affaiblissement, « mais beaucoup ont survécu », note Nathalie Breda.

S’il n’est pas question d’importer des essences nouvelles dans le Grand Est, diverses pistes de réflexion visent à éclairer les gestionnaires dans leurs choix d’aujourd’hui pour accompagner demain les changements climatiques. Comme par exemple, sur un sol donné et avec une espèce donnée, « réduire le nombre d’arbres et de surface de feuilles afin de limiter les besoins en eau ». Des pistes à croiser avec les besoins et les contraintes de la filière.

Publié par Marie-Hélène VERNIER le 23 août 2017 dans https://www.estrepublicain.fr/

Gérer et adapter nos forêts face aux contraintes et enjeux de demain

L’activité de Nathalie Bréda, et son engagement dans l’animation scientifique, sont aujourd’hui partagés entre son programme de recherche, la direction du département Écologie des forêts, prairies et milieux aquatiques (EFPA) et sa participation à la mise en place et l’animation du métaprogramme Inra Adaptation au changement climatique de l’agriculture et de la forêt (ACCAF) lancé en 2011.

C’est est suite à une journée «  portes ouvertes  » au centre Inra de Champenoux (Nancy) que son parcours a débuté : « J’ai tourné sur le centre pendant toute une journée, prenant connaissance de toutes les thématiques abordées, des graines utilisées pour reboiser jusqu’à l’évaluation de la qualité des planches… les chercheurs de chaque labo étaient si passionnés que je trouvais tout intéressant... c’était là que je voulais travailler  ». Son diplôme d’ingénieur forestier en poche et après une thèse en écophysiologie forestière sur la réponse des chênes à la sécheresse et à l’éclaircie, Nathalie Bréda a été recrutée comme chercheur dans l’équipe "Phytoécologie" de l’unité mixte de recherche Inra-Université Henri Poincaré Écologie et écophysiologie forestières.

Chef de département adjoint EFPA depuis 2010, Nathalie Bréda partage son expérience avec ses collègues pour les accompagner vers les nouveaux défis que doit relever la recherche forestière : développer durablement la fonction de production des systèmes écologiques, caractériser et optimiser les services rendus par les forêts et milieux naturels, tout en favorisant leur adaptation aux changements globaux.

Des arbres à la fois résistants … et vulnérables

La résistance des arbres et leurs performances de croissance constituent son sujet de recherche principal : « Nous nous basons sur les anneaux de croissance qui forment le tronc d’arbre pour déterminer les années pendant lesquelles la croissance est perturbée. Le défaut peut concerner plusieurs années successives ou être ponctuel. Dans ce cas, un cerne annuel étroit est signe que l’arbre n’a presque pas poussé ».

Après les sécheresses des années 2003 à 2005, de nombreux cas de dépérissements ont été étudiés, à travers un grand programme national pluridisciplinaire que la chercheuse a coordonné. Les pertes de productivité directe des forêts ont été évaluées pour les différentes essences de la forêt française. Mais les résultats les plus originaux concernent la mortalité. «  Au sein d’un même peuplement, nous avons pu montrer que les arbres les plus vulnérables lors des sécheresses et qui n’ont pas survécu étaient souvent ceux qui avaient le mieux poussé soit dans leur jeune âge, soit dans les années précédant la sécheresse ». De quoi déstabiliser les sylviculteurs et les généticiens, qui travaillent depuis toujours au profit des arbres les plus performants.

Des écosystèmes complexes exposés à de multiples contraintes

Nathalie Bréda travaille essentiellement en conditions naturelles, où les contraintes sont multiples, les interactions entre communautés complexes et la diversité importante. « C’est ce qui est passionnant. Chaque nouveau dysfonctionnement interroge nos acquis et met à l’épreuve la généricité des mécanismes que nous étudions ». Les changements parfois très anciens de pratiques, de sylviculture, de fertilité ou de contraintes liées au climat ou aux cortèges de bio-agresseurs sont décortiqués, datés, quantifiés, hiérarchisés. Une enquête rigoureuse est menée pour retrouver le ou les coupables des dysfonctionnements, des mortalités. «  Le plus difficile parfois aussi, reconnaît la scientifique, c’est de comprendre les mécanismes qui sous-tendent l’extraordinaire capacité de récupération des écosystèmes ».

Un travail d’équipe, qui mobilise des disciplines et des partenariats diversifiés

La complexité des écosystèmes forestiers nécessite par nature la mobilisation de compétences techniques et scientifiques très diversifiées. « C’est un véritable défi pour les progrès de nos recherches. Faire travailler ensemble des généticiens et des écophysiologistes, des écologues et des sylviculteurs, des pathologistes et des bioclimatologues, des modélisateurs et des statisticiens, c’est difficile mais terriblement efficace ! Et nous sommes également interpelés par nos partenaires non scientifiques : les gestionnaires, les services en charge de l’inventaire des forêts ou de la surveillance de sa santé… C’est ce qui caractérise aujourd’hui une recherche moderne en écologie  ». Forte de cette expérience, Nathalie Bréda a été sollicitée pour rejoindre la cellule de coordination du métaprogramme Inra ACCAF sur l’adaptation de la forêt et de l’agriculture au changement climatique. Une évolution cohérente car ses travaux sur la vulnérabilité et l’adaptation des forêts à la sécheresse, au climat futur et aux bio-agresseurs et son implication dans l’Atelier de réflexion prospective Adage s’inscrivent dans la droite lignée des axes recherche du métaprogramme.

Repenser la sylviculture et l’aménagement des forêts dans un contexte incertain

Les résultats récents acquis par l’équipe de Nathalie Bréda sur la vulnérabilité des arbres et des peuplements ont des conséquences fortes pour les gestionnaires des forêts privées ou publiques. Malgré les incertitudes climatiques, les changements sont en marche et les écosystèmes forestiers devront s’adapter de manière spontanée, s’ajuster, parfois aux prix de mortalités brutales lors d’évènements extrêmes comme des tempêtes, des sécheresses, des épidémies ou des pullulations de ravageurs. « Notre mission est d’éclairer les gestionnaires dans leurs choix pour, dès maintenant, accompagner ces changements en favorisant l’adaptation, en l’accélérant, en transformant nos forêts ». Au prix de certains compromis entre les multiples fonctions de la forêt, à la fois productive, diversifiée et durable.

Deux prix qui récompensent un investissement énergique et des réponses pragmatiques

La remise en cause constante qui caractérise la vie de chercheur est certes parfois difficile à vivre, mais c’est ce qui stimule Nathalie Bréda, qui n’hésite pas à s’engager avec la même passion dans ses recherches et dans la communication de ses connaissances au grand public. Sa motivation et un investissement volontariste sur les fronts de la science et de sa diffusion lui ont valu le prix du conseil régional de Lorraine du chercheur 2004. « La région Lorraine m’a dit avoir apprécié ce mélange subtil de recherche et de finalité ; ce prix a en fait récompensé l’approche que l’Inra développe plus généralement dans ses recherches  ». En 2006, l’approche interdisciplinaire novatrice qu’elle a développée pour expliquer le dépérissement des forêts et établir le rôle essentiel de la sécheresse a été une nouvelle fois honorée : le prix Jean Dufresnoy de l’Académie d’agriculture de France lui a été attribué.

Mini-CV de Nathalie Bréda

- directrice de recherche
- chef de département adjoint EFPA (depuis mai 2010)
- membre de la cellule de coordination du métaprogramme ACCAF
- formation : ingénieur de l’École nationale des ingénieurs des travaux des eaux et forêts, doctorat de biologie forestière
- signe particulier : passionnée de sports mécaniques

Publié par Emanuelle Manck le 16 juin 2011 dans https://www.estrepublicain.fr/


Pour en savoir plus :

- La grande résistance de la forêt française en septembre 2016
- Elargir le réseau et envisager des partenariat pour diffuser la Culture Scientifique, Technique et Industrielle (CSTI) le 22 mars 2017
- Des arbres armés contre le stress de juillet 2017.
- Signature de convention entre Accustica, la Nef des sciences et l’Université de Lorraine à Nancy le 14 janvier 2019
- Projection-Débat « La Forêt et le réchauffement climatique » le 23 octobre 2019 à Gondrecourt-le-Château
- Création d’un 11e parc national dédié à la forêt en Bourgogne Champagne le 07 novembre 2019
- Un onzième parc national dans les forêts de feuillus de Champagne et Bourgogne
- Côte-d’Or et Haute-Marne : les retombées économiques attendues du Parc national de Forêts, le 07 novembre 2019
- Découverte du 11e Parc National dans les forêts de Champagne et Bourgogne