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À Cadarache, une pépinière expérimentale prépare les forêts de demain au changement climatique

Sécheresses plus fréquentes, températures en hausse, sols fragilisés, les forêts européennes entrent dans une phase de vulnérabilité durable. À Cadarache, dans les Bouches-du-Rhône, l’ONF étudie la réaction de jeunes arbres à ces nouvelles contraintes. Dans cette pépinière expérimentale, plusieurs milliers de plants y sont soumis à des conditions contrôlées pour anticiper l’évolution des forêts dans les décennies à venir.

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À une trentaine de kilomètres d’Aix-en-Provence, la pépinière de Cadarache fait partie des trois pôles de ressources génétiques forestières gérés par l’ONF. Créée en 2017, elle constitue un dispositif d’étude dédié à l’adaptation des essences forestières au changement climatique. En France, 670 000 hectares de forêt présentent aujourd'hui des signes de dépérissement, conséquence de longues périodes de sécheresse intense. Cette estimation, en nette hausse par rapport à 2017, traduit l’intensification des effets du changement climatique.

Une pépinière dédiée à l’expérimentation

Une pépinière forestière est un espace où l’on produit et élève de jeunes arbres destinés à être plantés. À Cadarache, cette fonction est complétée par un dispositif expérimental. Les plants sont utilisés pour analyser leurs réactions à différentes contraintes environnementales.

Environ 2754 plants (jeunes arbres) sont plantés dans des substrats artificiels permettant de maîtriser précisément les apports en eau. Plusieurs essences sont étudiées, notamment le hêtre, le sapin méditerranéen, le pin de Salzmann, le peuplier et le cèdre, choisies pour la diversité de leurs caractéristiques écologiques. Le dispositif est structuré en parcelles distinctes, séparées par des rangées de cyprès afin d’éviter des effets de bordure sur les plants suivis. Plusieurs niveaux d’alimentation en eau sont testés, correspondant à des situations de stress hydrique modéré et de stress plus marqué : témoin (= pluviosité normale), 40% du témoin, 60%...Chaque plant fait l’objet d’un suivi individuel. Les équipes mesurent la croissance en hauteur, le diamètre du tronc et l’état général. Des différences sont observées entre les plants soumis au déficit hydrique et ceux maintenus dans des conditions normales, notamment en termes de développement et d’aspect.

Arrosage automatique sur des plants dans une pépinière — À Cadarache, l’eau devient une variable d’expérimentation : chaque lot de plants reçoit une quantité d’eau précise. Ces essais permettent d’observer leur réaction au stress hydrique et d’identifier les espèces les plus résistantes à la sécheresse.
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Etiquettes colorées au pied des plants indiquent le niveau de stress hydrique appliqué : stress moyen ou fort. — Les étiquettes colorées au pied des plants indiquent le niveau de stress hydrique appliqué : stress moyen ou fort. Elles permettent de comparer le comportement des jeunes arbres face à des conditions de sécheresse différentes.
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2 forestiers qui pèsent des plants à l'aide d'une balance — À Cadarache, les chercheurs pèsent chaque plant pour connaître la quantité d'eau encore présente dans le substrat. Ce suivi quotidien leur permet d'ajuster précisément l'arrosage et de garantir le niveau de stress hydrique prévu par le protocole expérimental.
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Racines d'un plant dans une pépinière — Invisible en forêt, le système racinaire est essentiel à la résistance des arbres face à la sécheresse. Des racines profondes et développées permettent un meilleur accès à l’eau et aux nutriments. Leur étude complète l’analyse de la croissance des plants.
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2 forestiers qui mesurent des plants — Hauteur, diamètre de la tige ou développement des pousses : ces indicateurs permettent de suivre l’effet des traitements hydriques. Relevées des milliers de fois, ces mesures aident à identifier les arbres les plus résistants aux conditions climatiques futures.
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une rangée de plants dans la pépinière — Tous les jeunes arbres de Cadarache ne seront pas plantés en forêt. Leur rôle est avant tout de produire des connaissances pour aider les forestiers à choisir les essences adaptées et accompagner l’adaptation des forêts françaises.
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Le stress hydrique comme indicateur

Le stress hydrique correspond à une situation de déficit en eau qui affecte le fonctionnement et la croissance des arbres. Il constitue un paramètre central dans l’étude de l’adaptation des forêts au changement climatique, notamment chez les jeunes plants. Lorsque la disponibilité en eau diminue, la croissance ralentit et des mécanismes d’adaptation se mettent en place. L’intensité de ces réponses varie selon les espèces et les provenances. Le suivi des plants repose sur plusieurs indicateurs, notamment la hauteur, le diamètre du tronc et l’état physiologique. Ces observations permettent d’évaluer la résistance au déficit hydrique et la capacité de reprise après une période de contrainte.

Les pépinières expérimentales de l’ONF étudient l’adaptation des arbres au changement climatique. À Cadarache, nous travaillons notamment sur le stress hydrique et la sauvegarde génétique d’espèces méditerranéennes, en testant des plants issus de graines pour fournir des données aux chercheurs

Ugo Furet, assistant de recherche à la pépinière de Cadarache

On n’introduit jamais une nouvelle essence en forêt publique sans l’avoir observée pendant plusieurs décennies. Avant d’envisager de la planter à grande échelle, nous devons nous assurer qu’elle résiste aux sécheresses et aux canicules, qu’elle ne perturbe pas les écosystèmes et qu’elle ne favorise pas l’apparition de nouveaux ravageurs. À Cadarache, ces expérimentations nous permettent d’anticiper les forêts de demain

Erwin Ulrich, pilote de la mission nationale d’adaptation des forêts au changement climatique à l’ONF

Il mesure l'épaisseur du "tronc" du plant à l'aide d'une pince — Pendant plusieurs mois, les équipes assurent un suivi continu des plants. Arrosages, observations, mesures et contrôles se succèdent selon un calendrier précis afin de garantir la fiabilité des résultats. Ce travail demande autant de rigueur que de patience. Les assistants de recherche assurent le suivi quotidien des dispositifs expérimentaux, veillent au bon déroulement des protocoles et enregistrent les moindres évolutions observées sur les jeunes arbres. C'est cette régularité qui donne toute sa valeur aux résultats obtenus - ©Felix Vigné / Imageo / ONF

Préserver la diversité génétique

La pépinière de Cadarache assure également une mission de conservation, en particulier pour le pin de Salzmann, une essence endémique adaptée aux milieux secs. Plusieurs centaines de génotypes ont été identifiés et un verger à graines a été mis en place afin de préserver cette diversité génétique et de produire des semences pour les futures plantations. Cette démarche vise à maintenir un potentiel d’adaptation face aux évolutions climatiques et aux risques sanitaires.

Des données pour anticiper les évolutions

Les données collectées alimentent des outils de modélisation utilisés pour orienter la gestion forestière, comme ClimEssence. Ces dispositifs permettent d’évaluer l’adaptation des essences à différents scénarios climatiques à l’horizon 2100. Certaines tendances se dessinent déjà. Le pin d’Alep apparaît comme une essence adaptée à des conditions plus sèches, tandis que le chêne pubescent pourrait reculer dans certaines zones du sud de la France. Les résultats de ces travaux s’inscrivent dans le temps long. Les choix effectués aujourd’hui en matière de sélection d’essences et de gestion forestière auront des effets sur plusieurs décennies.

les 2 forestiers rentrent les données recueillis sur l'ordinateur — Les expériences menées dans la pépinière produisent une quantité considérable d'informations. Pour ne rien perdre, chaque mesure est immédiatement enregistrée sur ordinateur avant d'être intégrée dans les bases de données de la recherche. Hauteur des plants, diamètre des tiges, dates de débourrement, conditions d'arrosage, observations sanitaires… toutes ces données seront ensuite croisées et analysées. - ©Felix Vigné / Imageo / ONF

COOPTREE, un cadre de coopération européenne

La pépinière de Cadarache sert de support à une partie des expérimentations du projet COOPTREE, financé par l'Union Européenne qui réunit plusieurs partenaires en France, en Espagne, au Portugal et en Andorre. Ce programme vise à améliorer les connaissances sur l’adaptation des forêts du sud-ouest européen face au changement climatique. Les expérimentations conduites à Cadarache permettent notamment de comparer les réactions des essences en fonction de leur provenance. Les plants étudiés proviennent de différentes régions (France, Espagne…) ce qui permet d’analyser les variations de comportement au sein d’une même espèce selon son origine génétique.

Le saviez-vous ?

Lorsqu'il est soumis à un stress hydrique, le cèdre change de couleur. Ses aiguilles prennent une teinte bleu-vert, un indicateur visible de son manque d'eau. Cette réaction permet aux chercheurs de repérer rapidement les effets de la sécheresse sur les jeunes plants et d'étudier leur capacité d'adaptation.