Musée virtuel du Canada
Jardin botanique de Montral 
Centre d’étude de la forêt

L'arbre près de chez moi

Module 3 - Les arbres et le stress


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Résumé du module 3

Les élèves découvrent l'influence de l'environnement sur le développement de l'arbre et les maladies qui peuvent l'affecter. Après avoir identifié différents stress et les avoir mis en relation avec la physiologie de l'arbre, ils sortent faire le diagnostic des arbres de la rue. Lors d'une plénière, ils débattent pour décider si les arbres malades devraient être coupés, soignés ou laissés à eux-mêmes.

Compétences transversales

  • CT1 - Exploiter l'information
  • CT3 - Exercer son jugement critique
  • CT9 - Communiquer de façon appropriée

Compétences disciplinaires

  • CD1 - Chercher des réponses ou des solutions à des problèmes d'ordre scientifique ou technologique: cerner un problème, choisir un scénario d'investigation ou de conception, concrétiser sa démarche, faire l'expérience, analyser ses résultats ou sa solution
  • CD2 - Mettre à profit ses connaissances scientifiques ou technologiques : comprendre le fonctionnement d'objets techniques, comprendre des phénomènes naturels
  • CD3 - Communiquer à l'aide des langages utilisés en science et technologie : participer à des échanges d'information à caractère scientifique et technologique, divulguer des savoirs ou des résultats scientifiques ou technologiques, interpréter et produire des messages à caractère scientifique et technologique

Objectifs

  • Identifier les relations entre l'environnement et la croissance des arbres
  • Apprendre à poser un diagnostic sur l'état de santé d'un arbre

Contenu

  • Diversité de la vie : habitat, adaptations physiques et comportementales
  • Maintien de la vie : photosynthèse et respiration
  • Caractéristiques générales de la Terre : eau
  • Phénomènes géologiques et géophysiques : cycle de l'eau

Organisation pédagogique

  • En groupe, en individuel et par équipe de 2 ou 3 élèves
  • Durée : une séance de 45 minutes en classe, une séance de 60 minutes à l'extérieur et une séance de 30 minutes en classe

Déroulement du module 3

  • Activité 1 : Des arbres sous influence - 45 minutes – en classe
    À partir à partir de dix illustrations, les élèves apprennent à identifier les stress auxquels peut être soumis un arbre et s'initient au phénomène des caries. Ils remplissent la fiche expérience 1 pour consolider leurs connaissances sur les signes qui témoignent de l'influence de l'environnement sur l'arbre.
     
  • Activité 2 : L'arbre dans son milieu - 60 minutes – à l'extérieur
    Les élèves sortent faire le diagnostic des arbres de la rue. Ils remplissent la fiche expérience 2 pour noter leurs observations et consolider ce qu'ils ont appris.
     
  • Activité 3 : La valeur d'un arbre - 30 minutes – en classe
    Après avoir identifié les arbres malades ou endommagés, les élèves débattent sur le sort qu'on devrait réserver aux arbres malades observés (les couper, les soigner, ne rien faire).
     

Activité 1 - Des arbres sous influence

Fiche prof


Résumé
À partir de dix illustrations, les élèves apprennent à identifier les stress auxquels peut être soumis un arbre et s'initient au phénomène des caries. Ils remplissent la fiche expérience 1 pour consolider leurs connaissances sur les signes qui témoignent de l'influence de l'environnement sur l'arbre.

Organisation pédagogique
45 minutes en classe – en individuel et en groupe

Matériel requis

Nom de la fiche Contenu Quantité/destinataire
Supports 1 à 10 Illustrations d'arbres stressés 1 série prof
Notions L'influence de l'environnement sur les arbres et le stress 1 prof
Corrigé 1 Corrigé de la fiche expérience 1 1 prof
Expérience 1 Questionnaire stress des arbres 1 par élève


Mise en situation

  • Rappeler que si les arbres ont un impact sur l'environnement, le contraire est aussi vrai. Introduisez la notion de stress (voir la fiche notions et la fiche corrigé 1). Distribuer la fiche expérience 1 et répondre à la question 1.
     
  • Rappeler les grands principes de la physiologie de l'arbre (photosynthèse, évapotranspiration, respiration) en vous référant à la fiche notions.
     
  • Répondre à la question 2 de la fiche expérience 1.
     
  • Expliquer que les stress favorisent le phénomène de dépérissement des arbres et en donner la définition. Répondre à la question 3.
     
  • Un arbre affaibli par un stress est plus vulnérable aux maladies. Expliquer que les arbres eux aussi ont des caries mais que ces dernières sont causées par des champignons et non pas par des bactéries comme pour les humains. Expliquer que les arbres se défendent en produisant des substances antifongiques et un tissu spécialisé appelé cal de cicatrisation. Répondre avec eux aux questions 4 et 5.
     
  • Introduire la notion de porte d'entrée de la carie : c'est une blessure ou un défaut de structure sensible au bris et par lesquels le champignon pourra infiltrer le bois. Répondre à la question 6.
     
  • Présenter les dix illustrations d'arbres (fiches support 1 à 10) ayant subi un stress. Demander aux élèves s'ils pensent que ces arbres ont l'air d'être en santé et s'ils observent quelque chose qui ne va pas. Lancer un débat sur les origines possibles des stress et sur quel aspect de la physiologie ou de la morphologie de l'arbre les stress agissent. Pour chaque image, compléter le tableau à la question 7 de la fiche expérience 1.
     
  • Pour conclure, faire la synthèse des notions vues lors de l'activité.

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Activité 2 - L'arbre dans son milieu

Fiche prof


Résumé
Les élèves sortent faire le diagnostic des arbres de la rue. Ils remplissent la fiche expérience 2 pour noter leurs observations et consolider ce qu'ils ont appris.

Organisation pédagogique
60 minutes à l'extérieur – en équipe de 2 ou 3 élèves

Matériel requis

Nom de la fiche Contenu Quantité/destinataire
Supports 1 à 10 Illustrations d'arbres stressés 1 série prof
Notions L'influence de l'environnement sur les arbres et le stress 1 prof
Outil Clé d'identification
(module 1)
1 prof et 1 par équipe
Corrigé 2 Corrigé de la fiche expérience 2 1 prof
Expérience 2 Observations des stress des arbres de la rue 1 par élève



Préparation
45 minutes
Préparer l'itinéraire à suivre. Choisir en majorité des arbres présentant des stress. Numéroter les arbres (une dizaine) à identifier et à observer avec un carton placé au pied de l'arbre. Identifier le genre et les stress de chaque arbre et conserver les réponses.

Mise en situation

  • À l'extérieur, former les équipes et expliquer l'itinéraire à suivre.
     
  • Réactiver la notion de stress des arbres en présentant les 10 fiches support. Distribuer la fiche expérience 2 et la fiche outil.
     
  • Demander aux élèves d'identifier le genre des arbres et les stress identifiables pour chaque arbre, en notant leurs numéros. Demander aux élèves de préciser si le stress est léger ou plutôt important.
     
  • À la fin de l'activité, ramasser les fiches et annoncer qu'il y aura un débat à faire (activité 3) sur le sort qu'on devrait réserver aux arbres malades observés (les couper, les soigner, ne rien faire).Haut de la page

Activité 3 - La valeur d'un arbre

Fiche prof


Résumé
Après avoir identifié les arbres malades ou endommagés, les élèves débattent sur le sort qu'on devrait réserver aux arbres malades observés (les couper, les soigner, ne rien faire).

Organisation pédagogique
30 minutes en classe – en individuel et en équipe

Matériel requis

Nom de la fiche Contenu Quantité/destinataire
Notions L'influence de l'environnement sur les arbres et le stress 1 prof
Corrigé2 Corrigé de la fiche expérience 2 1 prof
Expérience 2 Observations des stress des arbres de la rue – fiche remplie 1 par équipe



Mise en situation

  • Reformer les équipes et distribuer les fiches expérience 2 qui ont été remplies lors de l'activité 2. Résumer ce qui s'est passé lors de la sortie de l'activité 2.
     
  • Faire le bilan pour chaque équipe et donner les bonnes réponses en reprenant la démarche. Réactiver les notions sur les conséquences de chaque stress.
     
  • Demander aux élèves de faire le point en équipe sur le sort qu'on devrait réserver aux arbres malades observés (les couper, les soigner, ne rien faire).
     
  • Lancer une plénière sur les différentes réponses données et demander des justifications :
       == Quelles sont les raisons qui justifient votre choix?
     
  • Pour conclure, parler de la valeur des arbres (financière, patrimoniale, etc.) et de l'importance du diagnostic de l'état de santé des arbres, entre autres, pour les arboriculteurs (des spécialistes des arbres) et les architectes paysagistes.Haut de la page

Supports 1 à 10 - Prof

Les arbres et le stress - Illustrations

Arbre présentant des feuilles desséchées et décolorées (indice observable) causées par la sécheresse (facteur de stress) Image 1 : Arbre présentant des feuilles desséchées et décolorées (indice observable) causées par la sécheresse (facteur de stress)

Arbre présentant un feuillage épars, parfois jauni (indice observable), causé par la pollution atmosphérique ou la pollution urbaine (sel de déglaçage, dioxyde de carbone, poussière, etc.) (facteur de stress) Images 2a et 2b : Arbre présentant un feuillage épars, parfois jauni (indice observable), causé par la pollution atmosphérique ou la pollution urbaine (sel de déglaçage, dioxyde de carbone, poussière, etc.) (facteur de stress) Arbre présentant un feuillage épars, parfois jauni (indice observable), causé par la pollution atmosphérique ou la pollution urbaine (sel de déglaçage, dioxyde de carbone, poussière, etc.) (facteur de stress)

Arbre présentant des carpophores, parties externes d'un champignon, (indice observable) causées par la carie (facteur de stress) Images 3A et 3B : Arbre présentant des carpophores, parties externes d'un champignon, (indice observable) causés par la carie (facteur de stress) Arbre présentant des carpophores, parties externes d'un champignon, (indice observable) causées par la carie (facteur de stress)

Arbre présentant des dommages au tronc (indice observable) causées par la cohabitation avec la faune, dans ce cas-ci, les trous d'un pic (facteur de stress) Image 4 : Arbre présentant des dommages au tronc (indice observable) causées par la cohabitation avec la faune, dans ce cas-ci, les trous d'un pic (facteur de stress)

Arbre présentant des feuilles dévorées (indice observable) causées par des insectes (facteur de stress) Image 5 : Arbre présentant des feuilles dévorées (indice observable) causées par des insectes (facteur de stress)

Arbre présentant une chlorose, une décoloration plus ou moins prononcée des feuilles, due à un manque de chlorophylle qui permet la photosynthèse et qui donne aux feuilles leur couleur verte, (indice observable), causée par un sol calcaire ou un sol toxique, dans lequel les éléments nutritifs ne sont pas disponibles pour la plante (facteur de stress) Image 6 : Arbre présentant une chlorose, une décoloration plus ou moins prononcée des feuilles, due à un manque de chlorophylle qui permet la photosynthèse et qui donne aux feuilles leur couleur verte, (indice observable), causée par un sol calcaire ou un sol toxique, dans lequel les éléments nutritifs ne sont pas disponibles pour la plante (facteur de stress)

Arbre présentant des feuilles tachetées de points noirs ou jaunes (indice observable) causées par une maladie (facteur de stress) Image 7 : Arbre présentant des feuilles tachetées de points noirs ou jaunes (indice observable) causées par une maladie (facteur de stress)

Arbre présentant des branches brisées (indice observable) causées par le verglas ou la foudre (facteur de stress) Image 8 : Arbre présentant des branches brisées (indice observable) causées par le verglas ou la foudre (facteur de stress)

Arbre présentant une entaille dans le bois (indice observable) causées par une blessure mécanique (facteur de stress) Image 9 : Arbre présentant une entaille dans le bois (indice observable) causées par une blessure mécanique (facteur de stress)

Arbre présentant une couronne incomplète et/ou un tronc penché (indice observable) causées par le manque d'espace ou de lumière (facteur de stress) Image 10 : Arbre présentant une couronne incomplète et/ou un tronc penché (indice observable) causées par le manque d'espace ou de lumière (facteur de stress)

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Notions - Prof

L'influence de l'environnement sur les arbres


Différents facteurs exercent un stress sur la croissance des arbres et en limitent parfois le développement. Citons par exemple l'insolation, le stress hydrique, le gel, la pollution atmosphérique, les maladies et les blessures.

Les stress perturbent les processus physiologiques de l'arbre comme la photosynthèse, la respiration, l'évapotranspiration et l'absorption. Ils peuvent conduire au dépérissement de l'arbre, un processus d'affaiblissement des rameaux et de rabougrissement des feuilles dont le stade ultime est la mort.

Lorsque l'arbre dépérit, il est plus sensible aux maladies et en particulier aux champignons causant la carie. Ces microorganismes attaquent le bois grâce à des enzymes et creusent peu à peu dans le tronc une cavité que l'on appelle carie. La partie la plus souvent visible du champignon est son fruit, le carpophore. En réponse à l'infection, l'arbre produit des composés antifongiques. La compartimentation de certaines parties anatomiques empêche la progression du champignon. Le plus souvent, la porte d'entrée du champignon de carie est une blessure ou un défaut de structure sensible au bris et par lequel le champignon peut infiltrer le bois. L'arbre réagit en produisant un tissu spécialisé appelé cal de cicatrisation.

Pour un architecte paysagiste, il est très important d'obtenir un diagnostic des arbres malades, avant de dessiner un plan de plantation. Il fait donc appel à un arboriculteur ou à un ingénieur forestier pour identifier les arbres malades ou endommagés. On répertorie également les individus qui ont un défaut de structure comme la baïonnette (déviation de la tige provenant de l'attaque du bourgeon terminal par un insecte), car ils sont plus susceptibles de se briser. Cela représente un danger pour les usagers et peut constituer aussi une porte d'entrée pour un champignon de carie.

On prend aussi en compte les aspects positifs liés à l'arbre comme sa valeur patrimoniale et écologique. En confrontant les impacts liés à l'état de santé d'un arbre, à sa valeur et au projet, on décide de le soigner ou de le couper.

Quelques définitions

Photosynthèse : C'est le processus par lequel les végétaux fabriquent leur nourriture et produisent leurs réserves d'énergie grâce à la lumière. Ce phénomène se produit grâce à une molécule complexe, la chlorophylle. Ce pigment, qui donne la couleur verte aux plantes, se trouve principalement dans les feuilles. La chlorophylle capte l'énergie lumineuse et l'utilise pour former des glucides à partir d'eau et de dioxyde de carbone (gaz carbonique ou CO2). La photosynthèse produit aussi de l'oxygène qui est rejeté dans l'atmosphère.
Voir le processus de la photosynthèse

Respiration : Tous les êtres vivants (végétaux, animaux ou micro-organismes) respirent. La respiration permet d'obtenir de l'énergie à partir des glucides. Cette énergie est nécessaire pour qu'ils puissent grandir, bouger et assurer toutes leurs fonctions vitales. Chez les végétaux, la respiration est la réaction inverse de la photosynthèse. Les végétaux consomment alors de l'oxygène (oxydation des sucres) et libèrent de l'eau et du dioxyde de carbone (CO2).

Évapotranspiration C'est le phénomène par lequel les plantes transpirent (la transpiration par évaporation). Les plantes perdent ainsi de l'eau qui s'évapore dans l'air. Plus il fait chaud, plus ce phénomène est important. L'évapotranspiration des arbres se fait principalement par les feuilles.
Voir l'animation sur la transpiration

Plus de définitions, voir le lexique. Haut de la page


Élève - Expérience 1

1. Donne une définition du stress pour un arbre :

2. En t'aidant du schéma suivant, nomme les éléments essentiels à la croissance de l'arbre pour chacun de ces mécanismes :
Schéma de la photosynthèse
Photosynthèse :

Respiration :

Absorption :

Évapotranspiration :

3. Donne la définition du dépérissement :

4. Complète le schéma suivant
Tronc d'arbre
Voir aussi les couches du tronc

5. Comment s'appelle le tissu que produit l'arbre en réaction à une carie?

6. Relie par des flèches les portes d'entrée de caries à leur cause ou origine :

Arbre
Trous
 
Hache
Arbre
Blessure mécanique
 
Oiseaux
Arbre
Baïonnette
 
Gel
Arbre
Fente de gélivure
 
Destruction du bourgeon terminal


7. Pour chaque image qui t'est présentée, complète le tableau suivant :

Image n° Indices observables sur l'arbre Stress Conséquences
1 Sécheresse
2 Feuillage épars et jauni. Les feuilles sont recouvertes de poussières, ce qui empêche l'arbre de capter le CO2.
3 Carpophore
4 Faune Les plaies peuvent être une porte d'entrée pour des maladies.
5 Feuilles dévorées
6 Sol calcaire ou toxique Les racines ne peuvent plus absorber les éléments minéraux – la chlorophylle n'est pas produite.
7 Maladies
8 Branches brisées, couronne incomplète, tronc brisé Les plaies peuvent être une porte d'entrée pour des maladies. L'arbre a des problèmes structurels. L'arbre peut mourir.
9 Blessure mécanique
10 Branches ou tronc déséquilibrés Les plaies peuvent être une porte d'entrée pour des maladies. L'arbre a des problèmes structurels.

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Élève - Expérience 2

En utilisant le tableau suivant pour te guider, note le ou les stress observables sur chaque arbre (s'il y a lieu), après avoir identifié son genre :

Indices observables sur l'arbre Stress
Feuilles desséchées et décolorées Sécheresse
Feuillage épars, parfois jauni Pollution atmosphérique
Carpophore Carie
Tronc abimé Faune
Feuilles dévorées Insectes
Feuilles décolorées le long des nervures Sol calcaire ou toxique
Taches sur les feuilles Maladie
Branches brisées, couronne incomplète, tronc brisé Verglas ou foudre
Entaille dans le bois Blessure mécanique
Couronne incomplète, tronc penché Manque d'espace


 

Numéro Genre Stress observable(s)
     
     
     

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