Etude du rougissement hivernal du Douglas : entre températures douces & formation de glace

Le Douglas, première essence de reboisement en région Auvergne-Rhône-Alpes et seconde au niveau nationale, est d'intérêt économique majeur en France avec 13 millions de plants produits par an. Un phénomène de rougissement - observé 1/3 hivers en France - affecte les jeunes Douglas (< 15 ans), pouvant atteindre jusqu'à 80% de la plantation. Un arbre rougissant n'a pas d'avenir sylvicole et meurt généralement dans l'année suivant le rougissement. Les objectifs de ma thèse ont été de donner une meilleure compréhension du rougissement hivernal à travers l'identification des paramètres climatiques déclenchant le rougissement mais surtout des mécanismes physiologiques induisant le rougissement de l'aiguille.Afin d'identifier l'aléa climatique critique, une synthèse approfondie basée sur la littérature, ainsi qu'une analyse bioclimatique ont été menées. La synthèse de littérature a permis d'identifier certaines conditions climatiques caractéristiques des années dites « à rougissement » à savoir des périodes anticycloniques en sortie d'hiver et/ou la succession de périodes froides et chaudes. La synthèse comme l'analyse bioclimatique en commun, ont identifié un cumul de variables climatiques à savoir des températures chaudes en journée, une forte amplitude thermique journalière, des vitesses de vent au moins modérées et une humidité de l'air relative. Les cycles gel-dégel avec des températures nocturnes froides ne ressortaient pas de l'analyse climatique alors qu'ils étaient mentionnés dans la littérature.Afin de comprendre comment un Douglas rougit, nous avons d'abord, souligné les lacunes de connaissances sur le rougissement hivernal et proposé des mécanismes potentiels pouvant, seuls ou en interaction, induire ce désordre physiologique à savoir ; 1) une sécheresse hivernale induisant des défaillances hydrauliques, 2) un stress photo-oxydatif et 3) une désacclimatation précoce. En conditions contrôlées, nous avons exposé des jeunes Douglas à une sécheresse hivernale à travers un différentiel thermique entre les racines et le houppier de l'arbre (TSOIL < 5°C ; TMOY_AIR ~ 14°C). Une partie d'entre eux a été exposée à des intensités lumineuses susceptibles d'induire un stress photo-oxydatif (> 1800 PPFD). Les températures froides du sol ont induit un stress hydrique modéré en limitant l'absorption d'eau racinaire alors que les températures chaudes de l'air ont favorisé les pertes hydriques au niveau des aiguilles. Cependant, le Douglas a pu s'acclimater à ce nouvel environnement en reprenant même leur croissance. L'exposition à une intensité lumineuse élevée n'a pas généré de dommages irréversibles sur le PSII, ni de stress photo oxydatif. Aucun rougissement du Douglas n'a pas été observé - invalidant l'hypothèse 2 mais partiellement la 1, le houppier n'ayant été exposé à aucune contrainte gélive. In natura, nous avons mesuré en continu de décembre 2020 à juin 2023 les variations de diamètre de jeunes douglas couplées avec les températures/hygrométrie de quatre parcelles dans le Massif Central. Les gels printaniers d'avril 2021 sur des Douglas désacclimatés n'ont pas été suivi de rougissement de l'aiguille ni de dommages cambiaux, ce qui n'a pas permis de valider l'hypothèse 3. Néanmoins, la comparaison d'un hiver sans rougissement (2021) avec un hiver à rougissement (2022) a permis de souligner une forte contrainte hydrique générée depuis l'apex, en lien avec une période anticyclonique en janvier 2022. La défaillance hydraulique serait favorisée par une transpiration quotidienne à laquelle s'ajoutent des cycles gel-dégel qui amplifient la contrainte hydrique et créent des défaillances hydrauliques dans le houppier, pouvant expliquer le dessèchement et le rougissement de l'aiguille. Ainsi, nous retiendrons l'hypothèse 1, qu'il faudrait tester en conditions contrôlées.