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Damien Jougnot
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L'étude des champs électriques issus des flux de sève, vers une nouvelle méthode pour évaluer la transpiration des arbres

Résultats scientifiques

Dans un contexte général de changement climatique, la mesure de la transpiration des arbres se révèle déterminante pour affiner les modèles écohydrologiques et écophysiologiques. Une étude, publiée dans Hydrology and Earth System Sciences, propose une méthode innovante en s’appuyant sur des mesures électriques passives du flux de sève.

En résumé

  • La transpiration des arbres joue un rôle majeur dans le cycle de l’eau, tout en étant critique pour leur développement physiologique.

  • La mesure du flux de sève dans les troncs d’arbres s'effectue par chauffage ponctuel, une méthode relativement lourde et énergivore.

  • Une méthode passive et à faible coût énergétique permet de suivre les flux de sève à partir du potentiel spontané (SP), offrant ainsi une alternative aux mesures traditionnelles.

La transpiration des arbres jouant un rôle central dans le cycle de l'eau, sa quantification s'avère essentielle pour comprendre la dynamique des écosystèmes terrestres. Jusqu’à présent, la mesure du flux de sève dans les troncs d’arbres s'effectue par chauffage ponctuel, une technique qui permet d'analyser la dissipation de chaleur liée à ce flux. Cependant, en plus de reposer sur des relations empiriques et de nécessiter des calibrations fréquentes, cette méthode s’avère relativement énergivore, limitant le nombre de capteurs déployés et réduisant de fait la représentativité des mesures. 

Une équipe internationale composée notamment de chercheurs des laboratoires METIS (CNRS / Sorbonne Université / EPHE-PSL), ITES (CNRS /  Univ de Strasbourg) et GM (CNRS / Univ. Montpellier / Univ. Antilles), a exploré une approche alternative, passive et à faible coût énergétique : le potentiel spontané (SP pour Self-Potential). Initialement développée en géophysique pour étudier des flux dans les milieux géologiques, cette méthode permet de suivre un champ électrique mesurable par couplage électrocinétique, généré par l’écoulement d’une solution contenant des porteurs de charges électriques tels que des ions, circulant le long d’interfaces électriquement chargées. 

Les chercheurs montrent que cette approche innovante pourrait enrichir l’approche traditionnelle en contribuant à une meilleure estimation des taux de transpiration, bien que de nombreuses questions subsistent sur les effets électrophysiologiques des arbres. Les résultats obtenus mettent également en lumière la nécessité d'optimiser la configuration des électrodes et la modélisation physico-chimique, afin de mieux comprendre la relation entre le potentiel spontané et la transpiration des arbres.

graphique
(a-c) Schéma conceptuel du suivi des flux de sève dans les troncs d’arbre (proxy pour la transpiration) par la mesure passive du champ électrique. 
(d-e) La source du signal électrique est le couplage électrocinétique, qui se produit au niveau de la double couche électrique lorsque des porteurs de charges présents dans la sève sont entraînés par la transpiration de l’arbre.

 

 

Crédit photo bandeau haut de page : © Cyril FRESILLON / ESE / ICOS / CNRS Images

Laboratoires CNRS impliqués 

  • Milieux environnementaux, transferts et interactions dans les hydrosystèmes et les sols (METIS - CNRS / Sorbonne Université / EPHE-PSL)
  • Institut Terre & Environnement de Strasbourg (ITES - CNRS /  Université de Strasbourg) 
  • Géosciences de Montpellier (GM - CNRS / Université de Montpellier / Université des Antilles)

Infrastructure de recherche impliqués 

Cette étude résulte d’une initiative soutenue par l’Infrastructure de Recherche OZCAR, incluant des UMR du CNRS et de l’INRAE, ainsi que d’une collaboration internationale (avec la Chine et la Suisse) afin d’étudier le potentiel (électrique) de cette approche innovante sur des sites méditerranéens des IR OZCAR et ICOS.

Référence de la publication

Hu, K., Loiseau, B., Carrière, S. D., Lesparre, N., Champollion, C., Martin-StPaul, N. K., Linde, N., Jougnot, D. (2025) Self-potential signals related to tree transpiration in a Mediterranean climate, Hydrology and Earth System Sciences. Publié le 16 Juillet 2025.

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