Influence des variations climatiques sur la croissance et la qualité du bois de deux essences des zones semi-arides tchadiennes : Faidherbia albida (Del.) A. Chev. et Balanites aegyptiaca (L.) Delile

Dougabka Dao. 2022. Influence des variations climatiques sur la croissance et la qualité du bois de deux essences des zones semi-arides tchadiennes : Faidherbia albida (Del.) A. Chev. et Balanites aegyptiaca (L.) Delile. Montpellier : Université de Montpellier, 203 p. Thèse de doctorat : Mécanique et génie civil : Université de Montpellier

Encadrement : Marchal, Rémy ; Gérard, Jean ; Bianzeube, Tikri

Résumé : Faidherbia albida et Balanites aegyptiaca sont deux espèces caractéristiques et emblématiques de la zone semi-aride tchadienne. Elles revêtent une grande importance socio-économique dans toutes leurs zones naturelles de répartition du fait de leurs multiples usages. La présente étude de nature exploratoire a consisté à comprendre le déterminisme des variations des caractéristiques du bois des deux espèces en relation avec leurs variations de conditions de croissance. Sa finalité est de mieux connaitre l'hétérogénéité de comportement technologique des bois de ces deux espèces afin de mieux les valoriser dans les processus de reboisement et d'élargir leur domaine d'utilisation locale. L'étude a été réalisée selon deux approches. La première a consisté à déterminer par des méthodes conventionnelles et normalisées une sélection de caractéristiques physiques, mécaniques et chimiques des bois prélevés dans deux zones climatiques tchadiennes (zone sahélienne et zone soudanienne) et une zone climatique sénégalaise (zone sahélienne), et à étudier leurs variations en fonction des conditions de croissance liées essentiellement aux différences climatiques. La seconde a consisté à étudier les variations radiales de caractéristiques physiques, mécaniques, et de la composition isotopique de carbone 13 (δ13C), ceci en fonction de la croissance des arbres, par des mesures réalisées sur des micro-échantillons prélevés au niveau des cernes. Les résultats du premier volet de l'étude ont mis en évidence pour les deux espèces des tendances variables pour toutes les caractéristiques étudiées. Pour Faidherbia albida, l'infradensité, la masse volumique, les retraits de séchage et les trois caractéristiques mécaniques étudiées sont significativement plus élevés dans la zone sahélienne sénégalaise que dans les deux provenances tchadiennes. Cette même tendance est observée pour les taux d'extractibles et de lignine, mais les taux de cellulose et d'hémicellulose sont significativement plus élevés dans la zone sahélienne tchadienne. Pour Balanites aegyptiaca, les tendances sont variables suivant les propriétés, avec un effet inverse des provenances pour le retrait tangentiel et le retrait radial, et aucune tendance marquée pour le retrait volumique. Le point de saturation des fibres est faible pour les trois provenances (inférieur à 25 %). En zone soudanienne tchadienne, la masse volumique est significativement plus élevée que dans les deux autres zones, alors que la contrainte de rupture en compression et le module d'élasticité longitudinal sont moins élevés. Les taux de lignine et d'hémicellulose sont plus élevés en zone sahélienne tchadienne. Une analyse des extractibles par GC-MS a mis en évidence des différences marquées entre les deux espèces d'une part et les trois provenances d'autre part. Ces différences pourraient être mises en relation avec celles observées entre provenances et espèces pour certaines propriétés physiques et mécaniques du bois telles que les retraits de séchage, le PSF, la masse volumique et le module d'élasticité. L'effet de chaque extractible sur ces propriétés resterait cependant à établir, en tenant compte des probables impacts conjugués de ces différents composés. Le second volet de l'étude a montré que l'accroissement moyen était légèrement supérieur en zone soudanienne qu'en zone sahélienne ce qui reflète les différences de conditions climatiques qui impactent la croissance des arbres. Pour Faidherbia albida, l'absence de différence significative de δ13C entre les deux provenances peut s'expliquer par le fait que cette espèce est une phréatophyte. Pour Balanites aegyptiaca, le δ13C moyen dans la zone sahélienne est significativement inférieur à celui de la zone soudanienne, tendance inverse à celle à laquelle on pouvait s'attendre. Ce résultat tend à montrer que cette espèce présente une bonne efficacité et une bonne stratégie opportuniste d'utilisation de l'eau. L'étude des relations entre les variables prises deux à deux a donné des résultats contrastés. L'absence de relation entre la largeur de cerne et la pluviométrie peut être liée à plusieurs causes : pluviométrie sur les sites de prélèvement des bois différente de celle de la station météorologique éloignée de ces sites, comportement phréatophile avéré de Faidherbia albida et possible pour Balanites aegyptiaca, et délimitation incertaine des cernes liée à leur structure. Les perspectives de recherche à venir sur les deux espèces sont multiples, et concernent aussi bien le protocole d'échantillonnage (utilisation de branches au lieu de troncs), l'étude des rythmes de croissance afin de comprendre le phénomène de disparition/fusion partielle des cernes, que l'élargissement de l'étude à d'autres provenances.

Résumé (autre langue) : Faidherbia albida and Balanites aegyptiaca are two characteristic and emblematic species of the semi-arid zone of Chad. They are of great socio-economic importance in all their natural areas of distribution due to their multiple uses. The present exploratory study consisted in understanding the determinism of variations in the wood characteristics of the two species in relation to their variations in growth conditions. The aim is to gain a better understanding of the heterogeneity of the technological behaviour of the wood of these two species in order to make better use of them in reforestation processes and to broaden their field of local use. The study was carried out using two approaches. The first consisted in determining, using conventional and standardized methods, a selection of physical, mechanical and chemical characteristics of wood taken from two Chadian climatic zones (Sahelian zone and Sudanian zone) and one Senegalese climatic zone (Sahelian zone), and in studying their variations according to growing conditions linked essentially to climatic differences. The second consisted of studying the radial variations in physical and mechanical characteristics and in the isotopic composition of carbon 13 (δ13C), as a function of tree growth, by means of measurements taken from micro-samples in the tree rings. The results of the first part of the study showed variable trends for both species for all the characteristics studied. For Faidherbia albida, infradensity, density, drying shrinkage and the three mechanical characteristics studied are significantly higher in the Senegalese Sahelian zone than in the two Chadian provenances. The same trend is observed for extractives and lignin content, but cellulose and hemicellulose content are significantly higher in the Chadian Sahelian zone. For Balanites aegyptiaca, the trends are variable across properties, with an inverse effect of provenances for tangential and radial shrinkage, and no marked trend for volumetric shrinkage. The fibre saturation point is low for all three provenances (below 25%). In the Chadian Sudanian zone, the density is significantly higher than in the other two zones, while the compression strength and the longitudinal modulus of elasticity are lower. Lignin and hemicellulose levels are higher in the Chadian Sahelian zone. GC-MS analysis of extractives showed marked differences between the two species on the one hand and the three provenances on the other. These differences could be related to those observed between provenances and species for certain physical and mechanical properties of wood such as drying shrinkage, PSF, density and modulus of elasticity. However, the effect of each extractable on these properties remains to be established, taking into account the probable combined impacts of these different compounds. The second part of the study showed that the average increment was slightly higher in the Sudanian zone than in the Sahelian zone, which reflects the differences in climatic conditions that affect tree growth. For Faidherbia albida, the lack of significant difference in δ13C between the two provenances can be explained by the fact that this species is a phreatophyte. For Balanites aegyptiaca, the average δ13C in the Sahelian zone is significantly lower than in the Sudanian zone, a trend that is the opposite of what would be expected. This result tends to show that this species has a good efficiency and opportunistic water use strategy. The study of the relationships between the variables taken in pairs gave contrasting results. The lack of relationship between ring width and rainfall can be linked to several causes: rainfall at the wood collection sites different from that of the weather station far from these sites, proven phreatophile behaviour of Faidherbia albida and possible for Balanites aegyptiaca, and uncertain delimitation of the rings linked to their structure. Future research prospects for the two species are multiple, and concern the sampling protocol (use of branches instead of trunks), the study of growth rhythms in order to understand the phenomenon of partial disappearance/merger of rings, and the extension of the study to other provenances.

Mots-clés Agrovoc : propriété du bois, propriété physicochimique, propriété mécanique, facteur climatique, conditions météorologiques, accroissement du diamètre, zone semi-aride, Faidherbia albida, Balanites aegyptiaca

Mots-clés géographiques Agrovoc : Tchad

Mots-clés complémentaires : Qualité du bois

Mots-clés libres : Faidherbia albida, Balanites aegyptiaca, Propriétés physiques, Propriétés mécaniques, Propriétés chimiques, Delta c13, Croissance

Classification Agris : K10 - Production forestière
P40 - Météorologie et climatologie

Auteurs et affiliations

• Dougabka Dao, CIRAD-PERSYST-UPR BioWooEB (FRA)

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/601837/)

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