Approches experimentales et numériques de la mécanique du cambium – CEMACam

Un levier important des politiques d’atténuation des changements climatiques est le recours massif au bois en remplacement de matériaux plus énergivores et peu recyclables. Sa structure cellulaire particulière en fait un matériau composite sophistiqué dont les usages sont multiples et en pleine diversification. Le bois est aussi un gigantesque puits de carbone constituant plus de la moitié de la biomasse planétaire. Pourtant les mécanismes physiques de base qui régissent la formation du bois par le cambium (division et élargissement cellulaires) restent mal connus. Il a été démontré, sur des tissus animaux et sur le méristème apical des végétaux, que l’état mécanique des cellules joue un rôle prépondérant dans ces processus de division et d’expansion cellulaires. Or, le cambium est dans un état mécanique particulier ; confiné entre les tissus rigides de l’écorce et du xylème précédemment formés.
CEMACam explorera le rôle de l’état mécanique du cambium dans les processus cellulaires de la formation du bois. Nous testerons deux hypothèses : (H1) les contraintes mécaniques imposées par l’écorce influencent la croissance en contraignant l’expansion cellulaire, et (H2) le champ local de contraintes dans le cambium détermine l’orientation des plans de division cellulaires. L’étude nécessitera une modélisation mécanique aux échelles tissulaire et cellulaire. Les paramètres physiques dont se nourriront les modèles, tels que la pression de turgescence in situ ou les propriétés mécaniques locales seront mesurés sur des dispositifs originaux grâce à la complémentarité des deux équipes du consortium et de leurs partenaires.
Les validations des modèles se feront à travers d’expérimentations originales. En particulier, nous imposerons au cambium des contraintes mécaniques contrôlées et comparerons la formation du bois ainsi généré avec les prédictions des modèles.
CEMACam ambitionne d’apporter une clé de voute physique de la compréhension des mécanismes de la morphogenèse du bois