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MECA (BioMÉCAnique intégrative de l'arbre)

Responsable : Eric  BADEL

L'équipe MECA est une équipe interdisciplinaire de Bio-Mécanique Intégrative associant des biomécaniciens, des écophysiologistes et des physiologistes moléculaires. Elle analyse les réponses des arbres au vent et à la gravité autour d'une question générique : «comment les arbres font ils pour tenir debout longtemps alors qu’ils déploient leur architecture dans un environnement mécanique fluctuant ?».

Dans un contexte de changements climatiques où la fréquence des tempêtes pourrait augmenter à vent courants plus faibles, cette question des mécanismes permettant l’acclimatation et la résilience au vent est devenue cruciale.

Nos acquis montrent que la fonction de soutien est active et couplée à la croissance, permettant i) un dimensionnement de la structure mécanique des plantes (hauteur et diamètres, enracinement) fonction des vents courants pendant la période de croissance (thigmomorphogénèse) et ii) le contrôle postural (port) via des processus de redressement actifs tropiques permettant de rattraper d'éventuels accidents mécaniques non létaux. C'est la combinaison de ces deux processus qui assure la plasticité du couplage entre croissance et soutien et permet un port durable et acclimaté à l'environnement mécanique.

Un point clé de ces deux processus est le phénomène de mécanoperception des déformations et des inclinaisons induites par la gravité, le vent ou les manipulations.
Les mécanismes physiques et biologiques impliqués sont analysés de l’échelle de la cellule à celle de l’architecture 3D complète de l’arbre, avec un fort souci d’intégration multiéchelle et un aller-retour constant entre expérimentation et modélisation.

A l'échelle macroscopique des arbres en conditions naturelles nous construisons des modèles biomécaniques de perception-réponse permettant d'identifier, de hiérarchiser et de formaliser les mécanismes physiques et biologiques impliqués dans la mécano-perception et les réponses morphogénétiques. Un effort particulier porte sur l'identification des variables internes mécanoperçues et sur les variations spatio-temporelles de sensibilité mécanique de la plante en fonction de son histoire mécanique. Les travaux à l'échelle moléculaire se focalisent sur les évènements moléculaires précoces, et en particulier sur l’identification du réseau de gènes déterminant la sensibilité mécanoperceptive et ses régulations. Dans cette démarche, nous utilisons souvent conjointement des méthodes de morphométrie (suivis continus de vitesse de croissance avec ou sans contact, mesures 3D de forme), de mécanique des structures et des fluides (mise au point d'essais, modélisation) et de biologie moléculaire.

Stages équipe MECA

Personnel MECA

Thématiques Scientifiques de MECA

• La signalisation longue distance
• Impédance sol/racines
• Proprioception et gravitropisme
• Accommodation aux stress mécaniques
• Acclimatation des arbres au vent

Les Outils de MECA

• Le microscope horizontal
• Le Gravitron 
• Les essais de caractérisations mécaniques
• Le contrôle des déformations mécaniques (flexions)
• Les mesures d’éléctrophysiologie

Liste des publications et thèses

Communications "Grand Public"

Jeudi 22 mars 2018,

La communication des arbres

Catherine Lenne sur Radio Arverne :

https://www.radioarverne.com/magpodcast.html

Les travaux de l'équipe MECA présentés sous forme de bande dessinée, dans " Le journal de SPIROU " n° 4156, Décembre 2017

Avec l’aimable autorisation de J.Y. Duhoo :