Pourquoi les feuilles tombent en automne : le calcul de l'arbre

Un arbre ne perd pas ses feuilles : il les détache. La nuance n’est pas de style, elle désigne une opération décidée par la plante et préparée des semaines à l’avance. Reste à comprendre pourquoi un organisme se sépare de l’organe qui le nourrit, et pourquoi le pin planté à côté, lui, s’en dispense. À la fin de cet article, vous saurez ce que l’arbre gagne à se dénuder, ce qu’il risquerait à garder son feuillage en janvier, et comment reconnaître une chute précoce qui n’a rien à voir avec la saison.

Une feuille ne se rentabilise que l’été

Une feuille est une usine : elle capte la lumière et fabrique des sucres par photosynthèse. Comme toute usine, elle a des frais fixes : elle respire, renouvelle ses protéines, entretient sa chlorophylle, un pigment qui s’use vite. Tant que les journées sont longues, la production couvre largement ces frais.

En octobre, les deux courbes se rapprochent. L’Office national des forêts résume la bascule : l’ensoleillement diminue, l’arbre se met au repos, et quand les températures chutent, la sève ne circule plus. Une large feuille de hêtre, fine comme du papier, n’aurait de toute façon aucune chance de passer l’hiver : elle gèlerait, et tout ce qu’elle contient serait perdu.

Les conifères ont résolu le problème autrement. L’ONF décrit des aiguilles bien plus robustes que les feuilles des feuillus, couvertes d’une couche de cire et qui transpirent très peu : elles tiennent plusieurs années. Le compromis coûte une croissance plus lente, mais évite de tout reconstruire chaque printemps.

Le vrai danger de l’hiver, c’est la soif

On imagine volontiers que l’arbre fuit le froid. Il fuit d’abord la sécheresse. Une feuille est une surface d’évaporation percée de stomates, et c’est cette évaporation qui tire l’eau depuis les racines : le moteur de la montée de sève est en haut, dans le feuillage, comme le montre le trajet de l’eau dans la plante, des poils absorbants jusqu’à la cime. Garder son feuillage en janvier, c’est continuer à perdre de l’eau au moment où le sol froid, parfois gelé, n’en fournit plus guère : l’arbre se dessécherait sur pied, feuilles ouvertes sur un réservoir vide.

Le gel ajoute une menace dans le bois lui-même. Quand la sève gèle, les gaz qu’elle contient en solution ne restent pas dissous dans la glace : ils forment des bulles qui, au dégel, bloquent la circulation dans les vaisseaux. C’est l’embolie hivernale, que les chercheurs du laboratoire PIAF d’INRAE, à Clermont-Ferrand, étudient aux côtés de l’embolie d’été due à la sécheresse. Les feuillus, aux vaisseaux larges, y sont plus exposés que les conifères, aux conduits étroits. Se dénuder, c’est réduire la demande en eau quand le système hydraulique est le plus fragile.

Démonter d’abord, couper ensuite

Avant de lâcher une feuille, l’arbre la vide. Les chloroplastes sont démantelés, les protéines découpées, l’azote et le phosphore rapatriés vers les rameaux, le tronc et les racines jusqu’au printemps. À l’Institut Jean-Pierre Bourgin, à Versailles, les équipes d’INRAE travaillent sur l’autophagie, le recyclage interne des cellules qui commande ce rapatriement, et décrivent la sénescence comme un mécanisme de survie et d’adaptation, non comme une mort subie. C’est ce démontage, et lui seul, qui fait apparaître les jaunes et les rouges de l’automne.

La séparation vient en dernier, à la base du pétiole, où quelques rangées de cellules voient leurs parois se dissoudre tandis qu’une couche imperméable scelle la plaie côté rameau : l’ONF parle d’un bouchon qui interdit le passage de la sève. Deux hormones en règlent le calendrier : l’auxine, produite par une feuille encore active, maintient la zone soudée ; sa production baissant, les cellules deviennent sensibles à l’éthylène, qui active les enzymes de la rupture. Le vent finit le travail.

Quand le calendrier se décale

Ces dates sont suivies sur le terrain. Dans le réseau RENECOFOR de l’ONF, les observations de 1997 à 2013 placent la sénescence autour du 18 octobre pour le hêtre et du 23 au 24 octobre pour les chênes, pour une saison de végétation de 192 jours en moyenne, très variable d’un site à l’autre. Le même réseau mesure la sensibilité au climat : un degré de plus au printemps avance le débourrement d’environ six jours et allonge la saison d’une dizaine de jours.

Les deux bouts du calendrier ne bougent pas dans le même sens. Des automnes plus doux retardent la chute, tandis que les étés secs la précipitent, ce qui fait partie des décalages saisonniers déjà observés en France.

C’est l’erreur à ne pas commettre devant un arbre qui se dépouille trop tôt : s’il laisse tomber des feuilles brunes et recroquevillées sans passer par les couleurs, ce n’est pas un automne en avance, c’est la signature de la soif. Notez la date sur un arbre de votre rue, puis la même l’an prochain : suivie d’une année sur l’autre sur le même arbre, c’est l’observation la plus parlante que vous puissiez faire.