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Une expérience biomimétique pour comprendre le dessèchement des feuilles

publié le , mis à jour le

La résistance des arbres à la sécheresse est un sujet d’intérêt croissant dans le contexte du réchauffement climatique. Dans des conditions sèches, le réseau de sève dans les feuilles peut subir des embolies menant à l’arrêt de la circulation et au dessèchement. Cependant, la dynamique de propagation et de croissance de ces embolies reste encore mal comprise.

Des chercheurs du laboratoire ont mené une étude physique pour étudier le développement de ces embolies dans une feuille artificielle, constituée de canaux initialement remplis de liquide dans une fine couche d’un matériau perméable à l’eau. Ils ont reproduit les conditions de séchage particulière des feuilles, à savoir l’évaporation du liquide des canaux vers l’atmosphère extérieure par diffusion à travers le matériau perméable, et la croissance concomittante des embolies. Ils ont notamment élucidé le rôle des paramètres géométriques comme la longueur et la section des canaux ou l’épaisseur de la feuille en quantifiant la dynamique de diffusion de l’eau à travers le "corps" de la feuille. Ainsi, la partie remplie d’eau dans un canal donné a une longueur L qui décroît exponentiellement jusqu’à un instant t_c où le canal s’assèche complètement ; cet instant est d’autant plus court que le canal est étroit ou la couche du matériau perméable est fine.

Dynamique de séchage d'une feuille biomimétique :
Dynamique de séchage d’une feuille biomimétique :
diminution de la longueur de la partie remplie d’eau de canaux de différentes largeurs (plus le canal est étroit, plus vite il s’assèche).

Voir en ligne : Drying of channels by evaporation through a permeable medium, B. Dollet, J. F. Louf, M. Alonzo, K. H. Jensen, P. Marmottant, J. R. Soc. Interface 16, 20180690 (2019)