Vrai ou faux ? La sève monte dans les arbres
Si Newton a vu juste tout corps sur terre subit les lois de la gravité, y compris les fluides comme la sève des arbres. Mais est-ce vraiment le cas ?
Nul n'est sans savoir que sur la Terre, une force d'attraction s'exerce sur chaque corps : la pesanteur. C'est grâce à elle que nous tenons debout. Vous en avez fait l'expérience, par exemple lorsque vous laissez tomber un verre, il se dirige inexorablement vers le sol. De même lorsque vous faite couler de l'eau. Seul moyen de contrer cette gravité : apposer une force contraire. C'est le cas du sang dans notre corps. Il irrigue le cerveau sans difficulté car une pompe, le cœur, lui permet de monter.
Chez les végétaux, qu'en est-il ?
Deux types de sèves
La sève est cette substance collante orangée qui a la fâcheuse tendance de tâcher nos vêtements. Elle correspond au sang des végétaux et transporte tous les nutriments indispensables à leur survie. Mais il en existe deux sortes distinctes :
- La sève dite élaborée est une solution aqueuse qui se forme au niveau des feuilles. Elle contient des gaz dissous tels que l'oxygène et le dioxygène. En effet, c'est au niveau de cellules foliaires, les stomates, que les échanges gazeux s'opèrent. Cette sève contient également des nutriments tels que les sucres résultant de la photosynthèse. Tout est acheminé aux organes inférieurs par le phloème constitué de tubes criblés. On parle de sève descendante.
- La sève dite brute est composée essentiellement d'eau et de sels minéraux. Tout est puisé dans le sol par les poils absorbants des racines. Par phénomène d'osmose, ils diffusent de cellule en cellule pour atteindre des vaisseaux bien particuliers dits vaisseaux du bois ou xylème. Elle va être distribuée à tous les organes du végétal y compris les feuilles situées en hauteur. C'est la sève ascendante. Comment les végétaux font-ils pour contrer la gravité sans pompe ?
Le phénomène de capillarité
La nature est ingénieuse. Suivant ses besoins, elle met en place des mécanismes pour y répondre. Les arbres, les fleurs, les arbustes en font de même pour véhiculer cette sève brute jusqu'aux feuilles pourtant disposées à plusieurs mètres du sol.
Les vaisseaux constituant le xylème ont la particularité d'avoir un très faible diamètre. Cette finesse permet alors de propulser la sève vers le haut, c'est la capillarité. Pour comprendre ce qui se passe, prenez un buvard. Apposez le au-dessus d'un liquide, celui-ci va alors grimper sur le papier absorbant. Dans la tige, il se passe la même chose. Pourquoi ? La physique.
Entre deux milieux comme ici l'eau et l'air, il s'exerce une force dite tension superficielle. Elle découle de la force de cohésion des molécules d'eau. Plus elle est forte, plus la tension superficielle sera importante. Dans l'eau, les molécules H20 sont très liées entre elles, donc la tension entre les deux milieux est conséquente.
Cette force enfonce le liquide vers le bas. Elle chasse ainsi de l'eau vers les parois des capillaires; de cette manière, elle fait remonter le liquide vers le haut contrant ainsi la gravité. Pour bien comprendre, imaginez un tube à essai rempli d'un liquide. Un piston vient s'enfoncer dans l'eau, une partie part alors vers l'extérieur et remonte.
Un deuxième moteur : la transpiration des feuilles
La capillarité ne suffit pas à elle seule à monter la sève brute vers les feuilles. Il faut une deuxième pompe qui complète son action et permette ainsi d'acheminer le précieux liquide au-delà de 10 mètres de haut. Rien ne vaut une bonne petite suée !
Les feuilles sont le siège des échanges gazeux entre le végétal et l'atmosphère. Les stomates s'ouvrent pour laisser passer les gaz mais pas seulement. L'eau s'en échappe aussi sous forme de vapeur. C'est la transpiration foliaire. Elle est indispensable au maintien hydrique de l'organisme et à sa température.
Cette perdition d'eau va alors créer une succion dans la colonne de sève brute. Comme une pompe aspirante, la transpiration va alors happer la sève et l'amener dans les organes supérieurs tels que les feuilles à plusieurs mètres de haut voire dizaines de mètres suivant les espèces végétales.