Forêts au Luxembourg : les vagues de chaleur de cet été pourraient laisser des traces pérennes

Au premier regard, la forêt semble avoir retrouvé son calme. Les arbres sont toujours là, le couvert reste largement vert et, à quelques mètres du chemin, rien ne semble particulièrement alarmant. Pourtant, en levant les yeux, certains détails trahissent déjà le passage de la chaleur. Ici, un houppier clairsemé. Là, des feuilles brunes. Plus loin, la cime d’un arbre semble avoir dépéri.

«Quand on voit des choses mortes au sommet, c’est là que le stress hydrique est le plus important», explique Richard Keim, chercheur en hydrologie du LIST et du projet Forlux. Pour comprendre ce qui se passe réellement, il ne suffit toutefois pas d’observer les feuilles. Dans cette forêt, des capteurs ont été installés directement sur les arbres pour suivre leur réaction au fil des heures.

Une bande métallique mesure leur croissance. Un autre dendromètre est quant à lui capable de détecter des variations de taille de quelques micromètres. Et ces variations racontent une histoire : au cours de la journée, l’arbre perd de l’eau, rétrécit légèrement, puis en récupère une partie pendant la nuit. «Quand les arbres changent beaucoup de taille au cours de la journée, c’est normalement parce que c’est lié à l’eau.»

Des aiguilles chauffantes plantées dans le bois permettent de mesurer la vitesse de circulation de la sève. Dans le sol, d’autres capteurs suivent l’humidité à différentes profondeurs. Tout est fait pour comprendre à quel moment l’arbre commence à manquer d’eau et comment il tente de faire face.

L’arbre se refroidit en transpirant

Car, pour un arbre, une vague de chaleur ne se résume pas à une température élevée. «Il y a vraiment trois choses en jeu : la température, le soleil, qui est en réalité plus important que la température seule, et l’eau.»

Le principe est comparable à celui de la transpiration humaine. L’arbre fait circuler de l’eau jusqu’à ses feuilles, où elle s’évapore. Ce phénomène contribue à maintenir la température du feuillage. Tant que l’eau est disponible, l’arbre peut donc en partie se protéger de la chaleur.

Mais lorsque le sol commence à sécher, cette mécanique se grippe. Les chercheurs l’observent notamment grâce à des images thermiques. Les zones où les arbres disposent encore suffisamment d’eau apparaissent plus fraîches. À l’inverse, lorsque les réserves facilement accessibles sont épuisées, les arbres ne peuvent plus transpirer suffisamment. Leur température augmente alors, parfois au-delà de celle de l’air.

C’est là que les premiers dégâts apparaissent. Certaines espèces abandonnent une partie de leurs feuilles pour économiser l’eau. D’autres voient leur feuillage directement endommagé par la chaleur. «Perdre les feuilles n’est pas forcément si grave», souligne Richard Keim. Un arbre peut parfois se délester d’une partie de son feuillage, attendre et repartir l’année suivante. Le problème commence lorsque le stress atteint le bois.

Le danger invisible

Dans le tronc et les branches circule en permanence une colonne d’eau. Lorsque la sécheresse devient trop importante, des bulles d’air peuvent se former dans ce système et interrompre la circulation. Ces dommages sont parfois irréparables.

Le phénomène explique pourquoi un arbre qui semble encore vivant aujourd’hui ne le sera pas nécessairement dans quelques années. Après un épisode de sécheresse et de chaleur important, certains arbres peuvent continuer à dépérir longtemps après le retour de températures plus normales. «Nous pouvons voir des arbres mourir pendant plusieurs années», explique le chercheur. Dans certains cas, il pourrait falloir jusqu’à dix ans pour mesurer pleinement les conséquences d’un épisode.

Cette incertitude complique le bilan de l’été. Les dégâts visibles aujourd’hui ne racontent qu’une partie de l’histoire. «Nous devrions nous attendre à en voir davantage l’année prochaine.» Certaines zones paraîtront presque intactes, quand d’autres pourront présenter des effets beaucoup plus spectaculaires.

Le sol joue ici un rôle essentiel. Une forêt qui sort d’une période humide ne réagit pas de la même manière qu’une forêt déjà asséchée. Il peut falloir environ deux semaines de chaleur pour que les réserves en eau facilement accessibles diminuent fortement, selon les conditions.

L’épicéa paie déjà le prix

Tous les arbres ne sont pas égaux face à ces épisodes. Dans la forêt étudiée, les épicéas sont particulièrement vulnérables. Leur système racinaire peu profond les expose rapidement au manque d’eau. Affaiblis par la sécheresse, ils deviennent aussi plus sensibles aux ravageurs.

Le résultat est déjà visible. Dans certaines parcelles, une grande partie des épicéas a déjà disparu. Ils sont progressivement remplacés par d’autres essences, notamment des hêtres. Les chercheurs s’attendent à perdre encore davantage d’épicéas à l’avenir.

Cette évolution oblige à repenser la manière de planter et de gérer les forêts. Pendant des décennies, certaines essences ont été privilégiées pour leur croissance rapide et leur utilité pour le bois. Désormais, l’objectif est davantage de construire des forêts capables de résister à des conditions changeantes.

«L’une des meilleures stratégies est de diversifier», résume Richard Keim. Ne pas miser sur une seule essence permet de réduire le risque qu’un épisode climatique ou un ravageur décime une forêt entière.

Certaines espèces actuellement plus méridionales pourraient trouver leur place au Luxembourg dans les prochaines décennies. Mais même là, les chercheurs avancent avec prudence : une essence capable de supporter les étés chauds doit aussi pouvoir résister aux hivers luxembourgeois, au gel, à la neige ou à la glace. «Il y a beaucoup d’inconnues.»

Une forêt moins efficace pour stocker le carbone

Derrière les arbres qui dépérissent se joue aussi une question plus large. Une forêt qui perd des arbres et produit moins de feuillage absorbe temporairement moins de carbone. Lorsqu’un arbre meurt, une partie du carbone qu’il stockait finit également par être relâchée.

La forêt perd donc une partie de sa capacité à jouer son rôle de puits de carbone, au moins pendant un certain temps. La faune, elle aussi, devra composer avec les conséquences de ces changements. Les arbres morts peuvent constituer des habitats précieux pour certaines espèces et les trouées créées dans le couvert peuvent favoriser d’autres formes de vie. Mais les animaux sont eux aussi confrontés au manque d’eau et à une disponibilité réduite de nourriture.

Dans la forêt du Bambësch, les chercheurs du projet Forlux continuent donc de mesurer, plutôt que de prétendre déjà connaître le verdict. Drones, images thermiques, capteurs installés dans les arbres et sondes dans le sol permettent de suivre ce que l’œil ne peut pas voir. Les drones offrent notamment une résolution suffisamment fine pour observer des arbres individuellement, tandis que les données satellitaires permettent de suivre des surfaces beaucoup plus vastes.

La forêt paraît à nouveau saine et respirable après les dernières pluies venues rafraîchir l’air. Mais sous l’écorce, dans les racines, les feuilles et les colonnes d’eau qui parcourent les troncs, elle continue de réagir à l’été qu’elle vient de traverser. Le véritable bilan des vagues de chaleur pourrait ne se dessiner que bien après leur départ. «Nous manquons de données et ne pouvons donc pas savoir à l’avance comment la forêt va réagir dans le futur… C’est là tout l’intérêt du projet Forlux : mesurer la manière dont réagissent les forêts aux nouvelles conditions météorologiques et leur permettre de mieux s’adapter au changement climatique.»