E7 Vent

Topique

Le vent exerce une force de traînée sur la cime de la plante, qui augmente avec la vitesse du vent et la surface de la cime exposée au flux d'air. Cette force de traînée est la première d'une série de forces aérodynamiques que le vent applique à la plante.

La vitesse du vent agissant sur chaque partie de la cime n'est pas uniforme sur toute sa hauteur, mais suit un profil logarithmique au sein de la canopée : près du sol, où la canopée ralentit le vent, sa vitesse est plus faible ; en s'élevant dans la canopée, la vitesse du vent augmente logarithmiquement, de sorte que les parties supérieures de la cime subissent une force de traînée proportionnellement plus importante que les parties inférieures.

La force de traînée agissant à chaque niveau de la canopée, appliquée loin de la base de l'arbre, génère un moment de renversement : plus la force de traînée est importante et plus elle s'applique haut dans la canopée, plus le moment de renversement auquel l'arbre doit résister à sa base pour éviter de se renverser est grand.

Pour réduire la force de traînée et, par conséquent, le moment de renversement auquel elle doit résister, la canopée flexible de la plante réagit par une reconfiguration aérodynamique : ses branches et ses feuilles se replient et s’alignent dans la direction du vent, réduisant ainsi la surface de la canopée exposée au flux d’air. Il en résulte une force de traînée plus faible, bouclant ainsi la boucle entre la reconfiguration aérodynamique de la canopée flexible et le vent qui l’a déclenchée.

Lorsque la force de traînée et le moment de renversement générés par le vent dépassent la capacité de résistance de la plante, le vent agit comme un agent de dommage mécanique. Outre l’exercice de forces mécaniques, le vent facilite les échanges gazeux entre la feuille et l’atmosphère, car le mouvement de l’air lui-même réduit la résistance supplémentaire aux échanges imposée par la couche limite d’air stagnant au-dessus de la feuille. Plus le vent est fort, plus cette couche limite d’air stagnant s’amincit, et avec moins de résistance supplémentaire aux échanges, il est plus facile pour la feuille d’échanger du dioxyde de carbone, de la vapeur d’eau et de la chaleur avec l’air.

Le vent agit également comme vecteur de dispersion du pollen et des graines : le même flux d’air qui exerce une résistance sur la canopée transporte le pollen et les graines de la plante, lui permettant ainsi de se reproduire et de coloniser de nouveaux territoires.

Enfin, le vent fonctionne comme un signal de développement pour la plante : le frottement mécanique répété qu’il applique sur la tige et les branches déclenche la thigmomorphogenèse, processus par lequel la plante épaissit son diamètre basal et renforce ses tissus ligneux en réponse aux rafales. De cette manière, le vent est simultanément un agent de dommages mécaniques, un facilitateur d’échanges gazeux, un vecteur de dispersion du pollen et des graines, et un indicateur de développement. C’est précisément la force de résistance qu’il exerce sur la cime qui, selon son intensité et la réaction de la plante, détermine lequel de ces quatre rôles prédomine.

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