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- Agriculture -

L’ÉRABLE EST DANS SON BOIS

François Normandeau

Au moment d’écrire ces lignes, la production de sirop bat son plein. Les premières coulées ont débuté vers la mi-février dans le sud du Québec et se poursuivront jusqu’à tard en avril dans l’est de la province. Donc au moment de lire ses lignes, il est fort possible qu’un producteur quelque part dans l’est soit en train de faire bouillir la sève. Nous en serons à nos plates-bandes pendant qu’un Gaspésien sera à la cabane.

Nous savons tous que, pour que les érables coulent, il faut une alternance de gel et de dégel. Certaines observations indiquent que la température doit osciller entre moins 7 oC et plus 7 oC pour un rendement optimum. Selon d’autres, c’est lorsque le refroidissement est lent que la coulée est maximale et davantage sucrée.

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Source : http://lanaturedeleau.blogspot.ca/2013_06_01_archive.html

Côté science, le phénomène de la coulée fait l’objet d’études depuis fort longtemps. Les premières observations remontent à 1875 et font état d’une pression interne dans l’arbre. La première hypothèse remonterait à 1903 et c’est en 1906 qu’on détermine que la coulée est spécifique aux érables. En 1945, des chercheurs laissent entendre que la présence d’eau dans le sol est essentielle. Puis, en 1974, on formule l’hypothèse que la présence de cellules gazeuses dans le bois permet d’expliquer la pression interne. Il faudra attendre la fin des années 1970 pour que deux chercheurs jettent les bases de la théorie expliquant le phénomène de la coulée. D’abord le professeur Milburn qui a travaillé sur l’érable à sucre lors de son passage aux États-Unis. Par la suite, il a poursuivi ses recherches avec son étudiant O’Malley, à l’université de Glasgow, en travaillant cette fois sur l’érable à feuilles de platane. Premier constat : tous les érables coulent.

On doit la coulée de l’érable à son anatomie particulière. C’est le seul genre botanique qui donne une eau sucrée en abondance et il n’y a que trois espèces, toutes indigènes du nord-est de l’Amérique du Nord, qui méritent d’être exploitées sur une base commerciale.

Commençons par décrire l’anatomie générale de l’arbre. La partie vivante se résume à une mince couche de cellules de l’épaisseur d’une feuille de papier, que l’on nomme le cambium. Au centre du tronc, on retrouve des cellules mortes et non fonctionnelles, le duramen. Entre les deux, c’est l’aubier. Comme c’est la partie du tronc où est inséré le chalumeau, l’aubier doit être aussi épais que la profondeur de la perforation. Chez les arbres à duramen coloré comme le cerisier tardif et le noyer, l’aubier correspond à la partie blanche. Chez l’érable, il est difficile de distinguer l’aubier du duramen puisque ce dernier est généralement tout aussi blanc.

Source : New York State University, Syracuse
Source : New York State University, Syracuse

L’aubier est constitué de cellules mortes, mais fonctionnelles, qui jouent trois rôles distincts selon leur origine. Les premières servent à emmagasiner des composés biologiques, dont les sucres. Ensuite viennent les cellules fibreuses qui servent de soutien. Les troisièmes, de forme allongée, sont placées bout à bout, et communiquent entre elles sans restriction pour former des vaisseaux par lesquels la sève brute circule. Ce sont ces deux derniers groupes de cellules qui interviennent dans le phénomène de la coulée. En hiver, les vaisseaux sont vides ce qui permet de prévenir le gel et l’éclatement du bois.

La micro photographie suivante illustre une section de tronc d’érable correspondant à une année de croissance. On peut y voir, parsemés dans le bois, des vaisseaux (V) qui sont à l’origine de la circulation de la sève brute, et des rayons (R) où sont entreposés les sucres.

L’aubier du tronc est donc parsemé de vaisseaux qui, l’été, servent à transporter l’eau et les minéraux vers les feuilles, mais qui sont vides en hiver. Ces vaisseaux redeviennent graduellement fonctionnels vers la fin de la saison froide.

Source : Siropcoll.ca
Source : Siropcoll.ca

En l’absence d’eau, les vaisseaux contiennent du gaz, probablement du CO2, vraisemblablement issu de la respiration cellulaire. Rappelons que les gaz  ont la particularité de se contracter sous l’effet du froid alors qu’ils se dilatent sous l’effet de la chaleur. On commence à mieux saisir le rôle du gel-dégel dans la coulée.

Lorsque la température descend la nuit, les gaz se contractent, le tronc se retrouve sous vide et l’eau est absorbée via les racines. Cette eau pure puisée du sol va se charger des sucres entreposés dans les rayons du tronc. Le jour, avec l’élévation de la température, les gaz se dilatent et provoquent une augmentation de la pression. Cette pression positive peut être de l’ordre de deux atmosphères ou si vous préférez, deux fois la pression atmosphérique normale. Dès que l’on provoque une blessure, soit en perçant un trou ou en coupant une branche, la pression interne force l’eau à sortir du tronc.

L’eau d’érable coulera jusqu’à ce que la pression interne de l’arbre soit équivalente à la pression externe. Le système de tubulure avec pompe à vide permet de prolonger ce déséquilibre de pression ce qui rallonge la durée de la coulée.

Voilà, nous avons une partie de la théorie, mais elle ne permet pas d’expliquer le phénomène au-delà des trois premières heures de coulée. Un autre mécanisme doit agir à titre de pompe pour remplir ces vaisseaux. C’est grâce à l’anatomie particulière de leurs cellules fibreuses que les érables coulent au printemps.

Source : adapté de François Marquis, Université Laval
Source : adapté de François Marquis, Université Laval

Un autre phénomène est donc proposé comme hypothèse : la cryosuccion, qui est assumée par les cellules fibreuses. Habituellement remplies d’eau chez les autres espèces, mais d’air chez l’érable, elles font office de pompe. Contrairement aux cellules des vaisseaux, elles sont constituées d’une paroi semi-perméable. Comme c’est le cas pour la plupart des cellules vivantes, l’eau traverse facilement cette paroi tandis que les minéraux, les sucres et les autres molécules le font plus difficilement.

Lorsque le mercure descend sous zéro, le peu d’eau contenue dans les cellules fibreuses gèle ; c’est alors que se produit la cryosuccion. La glace présente dans la cellule provoque un appel de la sève des vaisseaux. Comme la paroi est semi-perméable, l’eau passe, mais pas le sucre ; la sève qui reste dans les vaisseaux devient ainsi plus concentrée en sucre. Cette eau qui pénètre et gèle prend de l’espace et comprime les gaz, provoquant une augmentation de la pression interne. Ce phénomène est d’autant plus important que la baisse de température est lente et graduelle.

En A, lors du gel, l’eau pure migre vers la cellule fibreuse et comprime les gaz du lumen.

En B, lorsque la température monte au-dessus du point de congélation, la glace fond et est expulsée vers les vaisseaux.

Le jour venu, la température remonte, la lentille de glace fond et l’eau est expulsée par les gaz comprimés. S’ajoute une pression osmotique qui favorise le passage de l’eau pure vers l’eau sucrée des vaisseaux. La première eau du matin sera donc plus sucrée que celle qui coulera en fin de journée.

Un peu complexe me direz-vous ? Retenez la théorie qui veut que les gaz se contractent sous l’effet du froid et se dilatent à la chaleur. Placez un ballon gonflé dans le congélateur et il rétrécira ; mettez-le ensuite au soleil et il prendra de l’expansion. L’arbre ne peut pas changer de volume, comme le ballon, ce qui explique les variations de la pression interne.

Comme chaque printemps, le sirop est d’actualité, mais cette année on a surtout parlé d’acériculture dans les médias. Qu’en est-il exactement ?

Peut-on produire et vendre du sirop sans détenir de quota et sans être membre d’une association ? La réponse est oui, on peut produire et vendre en contenants de moins de cinq litres directement au consommateur sans rendre de compte à qui que ce soit, sauf bien sûr au ministère du revenu.

Il est aussi possible pour un acheteur autorisé d’acheter le sirop de son choix chez l’acériculteur de son choix, si ce dernier détient un contingent (quota). Le sirop entreposé par la fédération des acériculteurs est celui qui n’a pas trouvé preneur à la fin de la saison.

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