Combien de co2 fixe un arbre ?

En plus de la production de 28% de l’oxygĂšne mondial, les forĂȘts constituant des Ă©cosystĂšmes complexes servant de refuges de biodiversitĂ© tout en offrent de nombreux avantages, de la nourriture, des mĂ©dicaments et des matiĂšres premiĂšres pour l’homme.

puit Ă  carbone naturel

Les forĂȘts sont ce que l’on appelle des puits Ă  carbones naturels. Ils absorbent le dioxyde de carbone, une partie naturelle de l’atmosphĂšre qui se trouve maintenant Ă  des niveaux dangereusement Ă©levĂ©s. L’excĂšs de CO2 et d’autres gaz a effet de serre entraĂźnent un rĂ©chauffement climatique en piĂ©geant la chaleur sur Terre, entrainant des consĂ©quences graves telles que la montĂ©e du niveau des ocĂ©ans, augmentation des catastrophes naturelles, perte d’habitats et de biodiversitĂ©.

Les arbres fournissent ainsi un contrĂŽle prĂ©cieux de nos Ă©missions de CO2 en sĂ©questrant le carbone pour une longue durĂ©e. En contribuant à diminuer la quantitĂ© de CO2 atmosphĂ©rique, les puits de carbone forestiers influent sur le climat planĂ©taire et donc sur toutes les composantes de l’environnement qui dĂ©pendent du climat.

Comment grandit un arbre ?

Comme les autres plantes, les arbres sont photosynthétiques.

On peut rĂ©sumer le processus de la photosynthĂšse en 4 Ă©tapes :


plant

etape 1 :

Par les racines, la plante absorbe l’eau et les sels minĂ©raux. C’est la sĂšve brute.


co2

Etape 2 :

La sùve brute va dans les feuilles qui absorbent le CO2 depuis l’atmosphùre.

.


oxygen

etape 3 :

Avec l’énergie solaire, les feuilles forment du glucose Ă  partir du CO2 et de l’eau tout en rejetant de l’oxygĂšne.


growing-plant

Etape 4 :

Le glucose est ensuite transportĂ© par la sĂšve Ă©laborĂ©e dans toute la plante pour l’alimenter.


right-arrows (1)


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De quoi est constituĂ© le bois d’un arbre ?

Le CO2 prĂ©levĂ© dans l’air servira Ă  produire la lignine, la cellulose, ainsi que les protĂ©ines complexes et des lipides. Ces molĂ©cules sont utilisĂ©es pour construire son tronc, ses branches, ses feuilles et ses racines.

Au final la biomasse du bois sera constitué à :

La composition chimique du bois varie peu selon les espĂšces et est constituĂ© d’un mĂ©lange de trois polymĂšres naturels :
-cellulose (50%)
-lignine (25%)
-hémicelluloses (25%)

La cellulose et l’hĂ©micellulose se composent de molĂ©cules de glucoses enchaĂźnĂ©es (C6H10O5)n produit indirectement lors de la photosynthĂšse. La lignine est un tanin dĂ©rivant d’un acide aminĂ©, la phĂ©nylalanine.

Bois trempé ou bois sec ?

MĂȘme si le bois semble sec et rigide, l’eau en est un constituant essentiel. Sa prĂ©sence est variable, en fonction du taux d’humiditĂ© dans l’air et le sol et de l’espĂšce d’arbre.

Si l’on devait dĂ©shydrater un arbre Ă  la maniĂšre d’un fruit, il ne pĂšserait plus que 50% de sa masse initiale, c’est ce que l’on appelle la masse sĂšche.

Au final, le carbone reprĂ©sente 25% de la biomasse totale d’un arbre.

a combien de co2 est ce que ça équivaut?

Le dioxyde de carbone est constituĂ© de 2 atomes d’oxygĂšne et 1 atome de carbone;

Or, selon les rapports des masses molaires: C = 12, O = 16, CO2 = 44, donc 44/12 = 3,67.

Donc le carbone correspond à 27,3% la masse de CO2, autrement dit, il faut 1 kg de carbone pour obtenir 3,67 kg de CO2 

Pour 1kg de biomasse produite, 917,5 g de CO2 atmosphérique est fixé !


tree (2)

Masse fraiche :

1 000 kg


dry-tree

Masse sĂšche :

500 kg


carbon (1)

Carbone :

250 kg


carbon-dioxide

CO2 fixé :

917,5 kg


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1,2 million de m3 d’air

C’est le volume Ă©purĂ© pour chaque tonne de bois produite, sachant que le CO2 ne reprĂ©sente que 0,04% de la composition de l’air. Ainsi par tonne de bois c’est la moitiĂ© du volume de la pyramide de Kheops qui est traitĂ©.

Schématiser un arbre

Maintenant, combien un arbre pĂšse sans avoir Ă  le couper. Pour cela il suffit de trois informations : le diamĂštre du tronc Ă  la base, la hauteur et la densitĂ© du bois.

Si l’on simplifie, un arbre est constituĂ© d’un tronc conique auquel sont rattachĂ© des racines, des branches et des feuilles. Le volume d’un cĂŽne se calcule par la formule 1/3πrÂČh

Pour obtenir la masse du volume du tronc il suffit de multiplier le volume obtenu par la densitĂ© du bois de l’espĂšce.

En moyenne le tronc reprĂ©sente 57% de la biomasse (contre 23% pour les racines et 20% pour les branches). Donc la masse totale d’un arbre correspond Ă  1,75 fois celle du tronc.

M arbre = 1,84rÂČhd

Nous savons maintenant ÂŒ de la biomasse de l’arbre est constituĂ© de carbone et que le CO2 est 3,67 fois plus lourde que le carbone.

Tot M CO2 = 1,69 rÂČhd

Cas concret :

Erable ChampĂȘtre de 20 m, diamĂštre de 1m.

r=50cm, h=20m, d=0,8

M arbre = 1,84.(0,50)ÂČ.20.0,8 = 7,36 t

Tot M CO2 = 1,69.(0,50)ÂČ.20.0,8 = 6,76 t

PLUS c’est dur, mieux c’est !

0,14

g/cm3

1,42

g/cm3


Et si je vous disais que le bois ne flotte pas forcĂ©ment. En fait, un volume de bois ne pĂšsera pas la mĂȘme chose selon les espĂšces. Cela dĂ©pend de sa densitĂ© qui est trĂšs variable selon les espĂšces allant de 0,14 g/cm3 pour le Balsa (Ochroma pyramidale) contre 1.42 g/cm3 pour le bois de fer (Krugiodendron ferreum). Sachant que les bois dont la masse volumique dĂ©passe 1 g/m3 ne flottent plus.

Ainsi pour une taille Ă©gale, un Bois de Fer fixera 10 fois plus de CO2 qu’un Balsa.

le liĂšvre ou la tortue

2

cm/an

Les plantes ne poussent pas Ă  la mĂȘme vitesse, si certains sont rapides d’autres prennent leur temps pour se dĂ©velopper. L’arbre Ă  la vitesse de croissance la plus rapide est l’Arbre ImpĂ©rial (Paulownia tomentosa) capable de pousser jusqu’à 6m par an. En comparaison, s’il atteindra 15m de hauteur la 3eme annĂ©e, l’If (Taxus baccata) aura besoin de 250 Ă  1000 ans pour atteindre cette meme taille, ce qui lui donne une vitesse de croissance au moins 80 fois plus rapide !

600

cm/an

Une croissance qui n’est pas constante

Un arbre ne fixera pas une quantitĂ© constante de CO2 au cours de sa vie. GĂ©nĂ©ralement, les plantes  ont une augmentation de la biomasse qui est plus importante au dĂ©but de leur vie. Ainsi s’il est facile de voir la diffĂ©rence entre un chĂȘne de 1 an et celui de 50 ans la diffĂ©renciation ne sera probablement moins facile entre un individu de 150 et celui de 500ans. 

Mais cela ne veut pas dire qu’annuellement, le  jeune chĂȘne fixera plus de carbone qu’un chĂȘne plus ĂągĂ©. Si leur croissance est plus rapide jeune, en vieillissant leur capacitĂ© de stockage augment du fait de leur masse volumique est plus importante.

L’age ne fait pas tout


5 072

ans

80 000

ans

Contrairement à une idée reçue, les plus vieux arbres ne sont pas les plus grands !

AgĂ© de 5 072 ans, le doyen des arbres Ă  tronc unique serait un pin Bristlecone (Pinus longaeva) dĂ©couvert dans les Montagnes Rocheuses du sud-ouest des Etats-Unis en 2012. Pensez que lorsque cet arbre est nĂ©, il y avait encore des mammouths sur terre et les pyramides n’avaient pas encore Ă©tĂ© bĂąties en Egypte,
cela impose le respect… Pourtant ces arbres ne sont pas trĂšs grands et ne dĂ©passent gĂ©nĂ©ralement pas les 5m.

Néanmoins, il arrive parfois que des erreurs génétiques permettent à certains arbres de se multiplier de maniÚre clonale créant un reseau racinaire imposant et une multitude de troncs. 

C’est notamment le cas de la forĂȘt nommĂ©e Pando situĂ©e Ă  l’ouest des États-Unis dans l’Utah qui, bien que difficile Ă  croire, est constituĂ©e que d’un seul individu de peupliers faux-trembles (Populus tremuloides). Cette colonie clonale est considĂ©rĂ©e comme l’organisme vĂ©gĂ©tal vivant le plus lourd et le plus ĂągĂ© de la planĂšte, avec une masse estimĂ©e Ă  6 000 tonnes, et un Ăąge estimĂ© Ă  80 000 ans. Cet arbre aura ainsi fixĂ© quelques 5 500 t de CO2 au cours de sa vie. Si l’on considĂšre un chĂȘne agĂ© de 100 ans fixant environ 9 t de CO2, Pando en aura fixĂ© 610 fois cette quantitĂ©.

la taille ça compte

L’arbre le plus haut du monde se nomme l’HypĂ©rion, un Sequoia sempervirens, mesurant 112 mĂštres, presque la hauteur de la grande pyramide de Kheops. Mais il n’est pas l’arbre le plus volumineux. Ce record est dĂ©tenu par le  General Sherman, un sĂ©quoia gĂ©ant (Sequoiadendron giganteum) haut de 84 mĂštres avec un tronc d’une circonfĂ©rence de 31 mĂštres Ă  sa base, et un volume est estimĂ© Ă  1487m3. Cela reprĂ©sente 1 900 t de masse totale soit 1 750 t de CO2 fixé !

31

m de
circonférence

112

haut

m de

Cela dépend du lieu

Il faut voir au delĂ  de l’arbre comme individu et s’intĂ©resser Ă  l’Ă©cosystĂšme forestier. Il y a environ 3 000 milliards d’arbres sur Terre, prĂšs de la moitiĂ© Ă©tant retrouvĂ©s dans les forĂȘts tropicales et subtropicales. Leur production de matiĂšre sĂšche annuelle correspond Ă  deux tiers de la production mondiale des plantes terrestres.

Chaque forĂȘt ne stocke pas Ă©quitablement le carbone. Nous avons parlĂ© des arbres vivants qui stockent le carbone Ă  travers leur biomasse mais cela ne fait pas tout. Le carbone est Ă©galement stockĂ© dans les vĂ©gĂ©taux morts ainsi que dans le sol. Quand un arbre meurt, il est dĂ©composĂ© par des organismes (bactĂ©ries, champignons et invertĂ©brĂ©s) qui recyclent son carbone dans leur propre biomasse et sous forme de gaz (CO2 et mĂ©thane).


principalement dans les forĂȘts tempĂ©rĂ©es qui accumulent ainsi la litiĂšre et ainsi le carbone mĂȘme lorsque la forĂȘt a atteint son point de croissance maximale. Une grande partie des forĂȘts tropicales ayant une faible litiĂšre sont dites Ă  l’Ă©quilibre. Le puits de carbone n’existe alors que si les arbres sont en phase de croissance. Cela signifie qu’une fois que la croissance maximale est atteinte, la forĂȘt a atteint sa limite de captation du carbone. A ce stade la dĂ©gradation de la matiĂšre organique gĂ©nĂ©rĂ© par les vĂ©gĂ©taux en dĂ©composition et la rĂ©gĂ©nĂ©ration naturelle de la forĂȘt est Ă  l’équilibre et le bilan des Ă©missions et de captations de carbone est alors neutre. Il existe toutefois des exceptions, par exemple dans les mangroves et tourbiĂšres tropicales qui continuent Ă  accumuler le carbone dans leur sol. Certaines tourbiĂšres boisĂ©es d’IndonĂ©sie atteignent ainsi 40 mĂštres d’Ă©paisseur !

Tempéré

Tropical

Du coup combien de CO2 fixe un arbre ?

Vous l’aurez compris, il n y a pas une rĂ©ponse universelle Ă  cette question. Si en moyenne le taux de fixation d’un arbre se situe autour de 45 kg de CO2 par an, l’espĂšce, son Ăąge et son environnement sont tant de facteurs qui vont influencer l’efficacitĂ© de son absorption et stockage.