Pourquoi les arbres forment-ils des troncs spiralés? Réponse au quiz du 23 janvier.

Publié le 29 Janvier 2025

Troncs spiralés- forêt de Sarralbe (57) -Photos Bernadette Soulier (ANAB)

Je n'ai aucune réponse définitive pour notre dernier quiz sur les troncs ou bois spiralés.
Voici un des rares articles sur le sujet traduit par mes soins (+ google tr) de l'anglais car je n'en ai trouvé aucun en français.
Roland

article de Christopher J. Earle du 29/12/2024

Les bois spiralés ont pris cette forme hélicoïdale grâce à leurs fibres pendant leur croissance le long du tronc ou d'une branche d'arbre.
Ces fibres sont les tissus du xylème, constitué de cellules allongées communicantes ou trachéides groupées en faisceaux denses. Elles forment les vaisseaux conducteurs de la sève qui monte depuis les racines vers les branches et transporte l’eau et les minéraux prélevés dans le sol.

Les bois spiralés deviennent plus visibles quand les troncs ont perdu leur écorce, comme le montrent ces photos et les gens adorent formuler un tas d’hypothèses à ce sujet.
Vous entendrez, entre autres, qu'il est provoqué par la force de Coriolis (force engendrée par la rotation de la Terre) ou que, les arbres forment une spirale dans un sens dans l'Hémisphère Nord et en sens inverse dans l'Hémisphère Sud.

Le phénomène et les causes des fibres spiralées du bois ont fait l'objet de nombreuses études, peut-être parce qu'il affecte la valeur commerciale du bois. Kubler (1991) fournit une bibliographie abondante (quoique quelque peu ancienne). Il a noté que les spirales sont généralement observées dans les deux sens et que le sens de la spirale peut s'inverser plusieurs fois au cours de la vie d'un arbre. J'ai vu cela attesté dans une grume alpine en décomposition d'un Epicéa d'Engelmann ou Epinette d'Engelmann, Picea engelmannii. (un sapin de montagne 1500-3000m d'Amérique du Nord de 30 à 35 m de haut).
Kubler a également noté que les arbres peuvent se dérouler en spirale pour de nombreuses raisons différentes. Par exemple, dans le cas d'un arbre poussant en partie sur un rocher, la partie du système racinaire qui a accès à l'eau et aux nutriments peut se trouver d'un côté de l'arbre, tandis que la partie la plus productive de la couronne est ailleurs, et les trachéides suivent un chemin en spirale afin de transporter les nutriments et l'eau vers la partie de la couronne où ils sont nécessaires.
La spirale peut également se produire (et c'est probablement plus courant) en réponse au stress : une contrainte hélicoïdale est imposée à tout arbre exposé au vent dominant et ayant une couronne asymétrique, ce qui est courant chez les arbres poussant sur des sites exposés. La gravité peut également imposer une contrainte hélicoïdale à un arbre penché. Il a également été noté que les fibres spiralées peuvent rendre l'arbre plus fort et plus apte à résister aux contraintes causées par le vent, en particulier si la direction de la spirale est périodiquement inversée. Ce concept a été développé en détail par Skatter et Kucera (1998).lls ont étudié les effets du vent sur des arbres à couronnes asymétriques et ont montré que « fibres spiralées sont une caractéristique de croissance optimisée lorsque les arbres sont exposés à une flexion et une torsion combinées ». Ils affirment également que la plupart des conifères forment une spirale à la même vitesse (appelée angle du fil). Ils montrent un changement de spirale gauche à spirale droite à mesure qu'ils vieillissent. Ils notent également que ce modèle est observé chez les Pinacées, mais est inversé chez les Araucariacées (signalé seulement chez deux espèces).
Skatter et Kucera émettent l'hypothèse que les arbres en général ont des couronnes asymétriques, le côté faisant face au soleil (le côté sud dans l'hémisphère Nord) ayant une couronne plus grande que le côté opposé au soleil. Ils présentent certaines données, recueillies en Norvège, pour étayer cette hypothèse, mais notent qu'ils n'ont trouvé personne d'autre ayant étudié différents modèles d'asymétrie de la couronne. Ils affirment que l'asymétrie de la couronne combinée aux vents d'ouest dominants produit des fibres en spirale avec une spirale à droite prédominante dans l'Hémisphère Nord et une spirale à gauche prédominante dans l'Hémisphère Sud.
Personnellement, je suis sceptique. Je serais plus convaincu si quelqu'un pouvait me montrer que la direction était inversée dans les zones où les vents d'Est prédominent, mais il n'y a pas de données. Je note que Kubler a découvert que la direction de la spirale peut s'inverser au fil du temps, parfois plusieurs fois au cours de la vie d'un arbre, ce qui montre qu'au mieux, il pourrait y avoir un effet statistique d'un sens de la spirale ou son inverse. Je note qu'il n'y a presqu’aucune donnée sur les fibres spiralées dans les arbres de l'Hémisphère Sud. Il existe quelques données sur les Araucariacées, qui présentent des différences anatomiques significatives par rapport aux Pinacées étudiées par Skatter et Kucera.
Il existe d'autres problèmes et suffisamment de lacunes dans les connaissances pour alimenter des spéculations sans fin. Enfin, on ne semble pas savoir grand-chose sur la façon dont tout cela se produit : quels stress physiologiques déclenchent quelles hormones de croissance, par exemple, ou ce qui provoque une inversion de la direction de la spirale. Dans l'ensemble, j'ai toujours le sentiment que le domaine est pauvre en données et qu'il est possible de générer de nombreuses hypothèses plausibles.

Constat tiré d'un autre article
Les troncs des pins résistent au vent et à la neige grâce à une croissance en spirale.
Certains arbres, dont le Pin pondersa, le Pin sylvestre et l'Epinette de Norvège, présentent un schéma de croissance en spirale dans leurs troncs, leurs branches et leurs tiges. Certains scientifiques suggèrent que parce que les matériaux à grain en spirale se plient plus que les matériaux à grain droit, cette composition en spirale peut aider à protéger les arbres qui poussent dans les zones de vents violents contre la rupture. La capacité d'un arbre à se plier et à se tordre par vent fort peut réduire les forces de traînée sur ses branches et également permettre à un poids supplémentaire (comme celui de la neige) de glisser de ses branches lorsqu'elles se tordent dans le vent.

Lorsqu'ils sont testés pour leur capacité à se plier avant de se casser, les bâtons à grain en spirale se cassent sous la même force que les bâtons à grain droit, mais les échantillons à grain en spirale se comportent différemment des bâtons droits avant de se casser. Les matériaux à grain hélicoïdal fléchissent (ou plient) plus que les matériaux à grain droit. Lors de la déflexion de matériaux à fil droit, le côté le plus proche de la force est comprimé tandis que le côté opposé est étiré, le mettant sous tension. En revanche, les matériaux à grain spiralé transfèrent les forces de compression et de tension le long de la spirale vers l'autre côté, égalisant ainsi les contraintes.

1/Kubler, Hans. 1991. Function of spiral grain in trees. Trees 5:125-135.
2/ Skatter, Sondre and Bohumil Kucera. 1998. The cause of the prevalent directions of the spiral grain patterns in conifers. Trees 12:265-273.
3/ https://www.wta.org/news/signpost/why-do-trees-grow-in-spirals
4/ https://asknature.org/fr/strategy/spiral-fibers-strengthen-tree-trunk/
5/https://www.researchgate.net/publication/311250156_The_Mystery_of_the_Twisted_Tree
décembre 2016- Oyvind Hammer University of Oslo