L'eau dans les cycles biologiques des arbres - Ernst Zürcher
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Introduction
Merci pour l’invitation à ce colloque, présenté comme un moment impressionnant, où l’on a le sentiment que l’histoire est en train de s’occuper de nous, tandis que nous nous occupons aussi de l’histoire, avec un grand H. Cette histoire concerne l’agriculture du futur et les sols vivants.
Dans la continuité de ce qui a été évoqué auparavant — les couverts végétaux, le cycle de l’eau, la réoccupation des terres par les arbres — cette intervention propose un focus sur la relation entre les arbres et l’eau. La question posée est double : que se passe-t-il, du point de vue de l’eau, dans les arbres eux-mêmes, et de quelle manière cela bénéficie-t-il à tout leur environnement ?
L’image évoquée est celle d’un acacia en Éthiopie, avec non seulement une couronne verte, mais comme une « pluie de verdure » sous l’arbre : de l’herbe y pousse juste sous sa protection, et pas plus loin. Cette image est présentée comme un symbole puissant montrant à quel point c’est à partir de l’arbre que les choses redeviennent vivantes.
L’eau dans les cycles biologiques des arbres et des forêts
Le propos s’inscrit dans un contexte jugé très sérieux : les crises sont en cours, elles se concentrent, et en particulier la jeunesse prend conscience qu’il faut agir concrètement. Les grandes tendances actuelles — augmentation de la température de l’atmosphère, perte de biodiversité, disparition des forêts tropicales, surconsommation énergétique — ont, pour beaucoup d’entre elles, un lien direct avec l’eau.
Qu’il s’agisse de la température, de la concentration en CO2, ou des déséquilibres écologiques globaux, le retour passe toujours, d’une manière ou d’une autre, par l’eau. Les forêts sont, elles aussi, profondément impliquées dans ces cycles de l’eau.
Redonner leur liberté aux systèmes vivants
L’idée développée est qu’il ne s’agit pas de partir de zéro : de nombreuses choses ont déjà été faites, et l’on s’est rendu compte que l’eau a ses lois, tout comme les arbres, tout comme l’agriculture vivante et fertile. Ces lois sont celles du respect du vivant.
L’exemple donné est celui d’un fleuve renaturé. Auparavant endigué, il a retrouvé sa liberté, recommencé à dessiner ses méandres, et cela permet de réalimenter les nappes phréatiques. L’eau redevient alors une eau vivante, tout en perdant sa dangerosité lors des inondations.
Ce qui est mis en avant ici, c’est un changement de paradigme : au lieu de vouloir domestiquer la nature à 100 %, il s’agit de lui redonner sa liberté. En retour, cette liberté rend de multiples services.
La photosynthèse réelle : biomasse, oxygène et eau nouvelle
Ernst Zürcher explique que l’un des buts de son livre était de montrer la « vraie » photosynthèse, et non sa version simplifiée que l’on trouve souvent dans les dictionnaires ou les manuels de biologie et de botanique.
La version simplifiée dit en substance :
- 6 CO2 + 6 H2O + énergie solaire → biomasse + O2
C’est déjà remarquable, mais selon lui la réalité est plus intéressante encore. En fait, douze molécules d’eau entrent dans ce cycle, avec l’énergie solaire, et tout cela se produit dans un système vivant, à l’intérieur d’une enveloppe vivante.
Ce processus donne :
- de la biomasse vivante, simplifiée ici en glucose ;
- de l’oxygène ;
- de l’eau.
L’un des points importants du propos est que l’eau produite par la photosynthèse est une eau nouvelle. L’hydrogène de cette eau provient de l’eau décomposée, mais son oxygène provient du dioxyde de carbone. Il s’agit donc d’une eau nouvellement formée dans le vivant.
Pour 180 grammes de glucose formés, il est indiqué qu’environ 108 grammes sont de l’eau nouvelle, soit plus des deux tiers de la masse du glucose. Ainsi, la photosynthèse ne fabrique pas seulement de la biomasse et de l’oxygène respirable : elle engendre aussi, à l’intérieur de la plante, dans le cytoplasme des cellules, une eau qui n’avait encore jamais existé.
Cette idée est formulée de manière très forte : il y aurait, dans la photosynthèse, le point de naissance de l’eau. Cela vaudrait pour toutes les plantes, mais tout particulièrement pour les arbres, parce qu’ils accomplissent ce processus de manière plus intensive et à plusieurs niveaux structuraux.
La spécificité des arbres
Les arbres ne reçoivent pas l’insolation de la même manière que les plantes herbacées. À l’intérieur de leur couronne, il existe une hiérarchisation de l’impact solaire : des feuilles de lumière, des feuilles d’ombre, toute une différenciation interne.
Pour une tonne de CO2 entrant dans la fabrication d’un mètre cube de bois, les chiffres avancés sont les suivants :
- 0,7 tonne d’oxygène dégagée ;
- 1,03 tonne d’eau nouvelle structurée dans le système.
Autrement dit, pour 1000 kg de bois, cela représenterait environ 541 kg d’eau nouvelle formée lors de la biosynthèse du bois.
L’efficacité des arbres dans l’usage de l’eau
Cette eau nouvelle doit être mise en regard de l’eau nécessaire à la photosynthèse, dans le cycle d’évapotranspiration. Il est indiqué qu’il faut environ 200 à 350 litres d’eau pour fabriquer un kilo de biomasse chez les arbres.
Les arbres sont présentés comme bien plus efficaces que les plantes annuelles :
- les céréales auraient besoin de 500 à 650 litres d’eau pour produire un kilo de biomasse ;
- les légumineuses seraient elles aussi assez demandeuses en eau.
L’intérêt des arbres, dans les systèmes agricoles, serait donc de faire « le mieux possible » avec l’eau disponible dans le sol, et d’en produire de la manière la plus favorable.
Il est également évoqué une dérivation interne d’environ 0,5 kg d’eau par kilo de matière sèche produite. Cette eau est décrite comme particulière.
Une eau particulière, présente dans les fruits et les légumes
Cette eau nouvellement formée dans le vivant est dite différente de l’eau ordinaire. Ernst Zürcher évoque les légumes que l’on croque, les fruits que l’on cueille le long des chemins de randonnée, et leur pouvoir désaltérant incomparable par rapport à l’eau d’une gourde. Ce serait le signe qu’il s’agit d’une eau dotée de propriétés particulières.
La décomposition de la biomasse et la production d’eau
Une grande partie de la biomasse et de cette eau se dégrade ensuite et participe à la fertilité du sol, avec toute la vie du sol. Lors de la décomposition de la [[matière organique]], le glucose — ou, plus largement, le bois — s’oxyde avec l’oxygène. Cela redonne :
- du dioxyde de carbone ;
- de l’énergie disponible, notamment pour les micro-organismes ;
- de l’eau nouvelle.
Dans cette équation de décomposition, il n’y a pas d’eau parmi les intrants, mais il y a de l’eau parmi les produits. Là encore, l’idée est que l’eau est créée une seconde fois : une première fois lors de la biosynthèse, une seconde lors de la dégradation.
Pour 180 grammes de glucose, il est évoqué à nouveau environ 108 grammes d’eau, soit 60 %. Si l’on prend l’ensemble du cycle, formation et décomposition de la biomasse, on obtient donc environ 216 grammes d’eau pour 180 grammes de biomasse. Cela correspond à environ 1,2 fois la masse de biomasse qui entre dans le système sous forme d’eau nouvelle.
D’où cette formule forte : la photosynthèse serait presque encore plus une question d’eau régénérée qu’une question de biomasse vivante.
Le rôle décisif du bois et des racines dans les sols
Cette biomasse ligneuse qui se forme et se décompose est visible en partie dans la masse aérienne, mais il y a aussi tout le système racinaire souterrain : des racines vivent, poussent, dépérissent, sont remplacées.
Chaque automne, il y a la chute des feuilles, mais aussi un renouvellement des racines. Or cette biomasse souterraine est riche en lignine, à hauteur d’environ 30 % dans la masse ligneuse, bien davantage que dans les plantes herbacées.
Cela est présenté comme précieux, car la lignine garantit la stabilité des sols. Elle se décompose beaucoup plus lentement que la cellulose. Par conséquent, l’eau nouvelle relâchée lors de la décomposition l’est elle aussi très lentement. Les cultures en profitent pendant des années, voire des décennies, lorsqu’il y a du bois enterré qui se décompose lentement, dégage à la fois de la chaleur, de l’énergie et de l’eau nouvelle.
Cette eau serait alors disponible pour les plantes d’une manière très différente de celle de l’eau d’irrigation classique, avec tous les problèmes que l’on connaît.
Réintégrer le carbone dans les sols et dans les matériaux
Le défi formulé est de faire repasser dans les sols le surplus de CO2 présent dans l’atmosphère. Le « 4 pour 1000 » est évoqué, mais il est dit que l’on peut être beaucoup plus intensif encore.
Plusieurs pistes sont citées :
- construire en bois ;
- construire en paille ;
- utiliser la terre crue ;
- faire les structures agricoles avec des matériaux issus du vivant, plutôt qu’avec l’acier et le béton.
Construire à base d’énergie faible, avec du bois, de la paille ou de la terre, permet non seulement de réduire l’empreinte énergétique, mais aussi de stocker du carbone. La même logique vaut pour le restockage naturel du carbone dans les sols.
Comprendre le vivant par l’enveloppe
Pour remettre les systèmes agricoles dans un équilibre écologique, Ernst Zürcher insiste sur une notion fondamentale : ce qui caractérise le vivant.
La biologie a longtemps pensé que ce caractère fondamental résidait dans le noyau cellulaire. Mais il existe des êtres vivants, comme les procaryotes, qui n’ont pas de noyau et sont pourtant pleinement vivants.
Ce qui est commun à tous les êtres vivants, unicellulaires ou pluricellulaires, ce serait avant tout la membrane cytoplasmique. On a longtemps cru qu’il ne s’agissait que d’une simple bicouche phospholipidique. Mais les découvertes récentes montrent qu’elle est bien davantage : le lieu de l’intelligence cellulaire, l’organe sensitif de la cellule.
Cette membrane est structurée de passages, de canaux, d’antennes, de systèmes internes de connexion. Chaque cellule possède ainsi, dans sa périphérie, un véritable organe de perception.
Une fois que l’on comprend que l’intelligence du vivant se situe dans l’enveloppe du vivant, on est amené à regarder autrement les arbres, les forêts et les systèmes agricoles.
La forêt comme organisme enveloppé
Cette idée de l’enveloppe permet de comprendre pourquoi l’arbre, lorsqu’il fleurit ou met ses feuilles, crée une enveloppe. Il y a finalement moins de vie active au centre qu’en périphérie.
De même, une forêt naturelle ne se laisse pas voir à travers. Contrairement aux plantations artificielles où les arbres sont alignés et la forêt laissée ouverte à tous les vents et à tous les dessèchements, la forêt naturelle veut être structurée avec une enveloppe : la lisière forestière.
Cette lisière est présentée comme l’organe le plus essentiel de la forêt. Si cette enveloppe se réduit à elle-même, on n’a plus une forêt, mais une haie ou un cordon boisé.
À l’intérieur de la forêt, les conditions changent :
- autre humidité ;
- autre température, plus basse ;
- autre ionisation de l’air ;
- sols plus profonds ;
- capacité exceptionnelle de stockage de l’eau.
Les sols forestiers sont décrits comme capables de stocker l’eau mieux qu’aucun autre sol. La moitié de l’eau atmosphérique serait ainsi en lien avec les forêts, tandis que l’autre moitié serait dans les sols, restituée ensuite aux sources et aux rivières. C’est en ce sens que les forêts sont dites être « la source des sources ».
L’arbre comme état naturel de la terre
Le propos va plus loin : dès que c’est possible, la terre met en place des arbres. La nature, dès qu’elle le peut, s’arborise.
Il est rappelé que les premiers conquistadors ont trouvé des îles entièrement boisées. L’Europe elle-même, de l’Atlantique à l’Oural, aurait été massivement couverte de forêts, à l’exception probable des steppes d’Ukraine et de Hongrie.
Les sols forestiers sont présentés comme les futurs sols agricoles : au départ, les forêts donnaient à l’agriculture des sols très fertiles. Les forêts tropicales, avec leur enveloppe vivante, sont décrites comme l’organe le plus précieux de la Terre, protégeant notamment la ceinture tropicale.
Agroforesterie et nécessité des noyaux forestiers
L’agroforesterie est présentée comme extrêmement fertile. Mais il est précisé que ces systèmes doivent être jouxtés par de véritables forêts. On ne peut pas tout réduire à de simples dispositifs arborés dispersés.
Il est jugé important de conserver un noyau forestier, car c’est là qu’a encore lieu la vie naturelle complète, avec toute sa biodiversité. Le système forestier est un organisme à part entière, qui doit vivre comme tel.
Cet organisme forestier possède ensuite ses « rivières végétales », ses continuités, qui doivent rester connectées afin que la faune puisse circuler dans un milieu encore naturel.
Les arbres et l’électrification des sols
Un autre aspect, plus original, est celui de la dimension électrique du vivant. Les arbres, les arbustes, les plantes annuelles seraient sous tension électrique. L’électroculture, autrefois pratiquée, est rappelée.
Une hypothèse en cours d’étayage est que les arbres jouent un rôle très important dans l’électrification des sols. À l’inverse, les sols d’agriculture dite intensive pourraient être électriquement très problématiques.
Dans les systèmes plus mixtes, proches de l’agroforesterie, on expérimente la mise en place de courants électriques, soit artificiellement avec des antennes, soit de manière plus naturelle grâce aux arbres, qui jouent alors un rôle de paratonnerres et amènent des flux électroniques dans le sol.
Le conférencier fait aussi référence au « grounding » ou « earthing », c’est-à-dire au fait de se reconnecter à la terre en se mettant pieds nus. La médecine redécouvrirait que cela diminue les états inflammatoires grâce à un effet antioxydant lié aux électrons qui traversent le corps.
Dans cette perspective, les arbres permettraient donc aussi de faire retraverser les cultures par des flux électroniques naturels.
Partager l’espace avec la nature : la loi de Pareto
La question posée est celle du partage : l’agriculture doit-elle prendre 100 % de ce qu’elle peut prendre à la nature pour produire, ou bien serait-il plus judicieux de partager ?
La proposition formulée s’appuie sur la loi de Pareto : 80 % d’un effet désiré peuvent être obtenus avec 20 % de l’effort, alors que vouloir atteindre 100 % coûte un supplément d’énergie disproportionné.
Appliquée à l’agriculture, cette idée conduit à proposer de remettre environ 20 % de structures naturelles arborées, de haies, de bosquets, de lisières, de continuités écologiques, et d’observer ce que cela change pour l’ensemble du système. L’hypothèse est que des « miracles » comparables à ceux observés en Éthiopie pourraient alors apparaître aussi dans les cultures intensives européennes.
Les nouvelles formes de l’eau dans les plantes
Ernst Zürcher évoque enfin les nouvelles formes de l’eau présentes à l’intérieur des plantes, et en particulier des arbres. Il annonce à ce sujet une conférence dédiée, mais en donne ici un aperçu.
L’eau formée lors de la photosynthèse est décrite comme une eau de « quatrième phase », ou phase IV, aux propriétés tout à fait étonnantes. C’est cette eau que l’on pourrait réintroduire dans les sols lorsque ceux-ci sont cultivés avec des arbres, et en particulier avec du ligneux.
Les arbres sont alors qualifiés de moteurs des cycles hydrologiques.
Les cycles cosmiques et bioélectriques des arbres
Le conférencier mentionne aussi, sans les développer longuement, les cycles cosmiques des arbres. On peut placer des électrodes sur un arbre et mesurer, avec un voltmètre, des fluctuations :
- jour/nuit ;
- lunaires.
Des thèses entières ont été consacrées à ces phénomènes, décrits comme absolument fascinants. Il existerait donc une dynamique bioélectrique dans les arbres, avec un flux qui descend jusque dans les sols et contribue à les réalimenter en électricité naturelle, parallèlement à d’autres phénomènes comme l’ionisation de l’air.
Chronobiologie lunaire et reboisements
Dans la perspective des grands reboisements, comme ceux évoqués pour l’Éthiopie et la Grande Muraille verte, il est indiqué qu’il existe déjà des biotechnologies prêtes à être utilisées.
Un exemple est donné avec les graines mises à germer dans l’eau. Leur absorption d’eau fluctuerait en fonction des phases lunaires. Pour l’illustrer, Ernst Zürcher propose l’exemple des haricots secs que l’on fait tremper pour les cuire : deux jours avant la pleine lune, puis deux jours après la pleine lune, l’absorption d’eau ne serait pas la même. En les pesant avant et après trempage, on pourrait observer des différences intéressantes.
Ces observations relèvent de la chronobiologie lunaire et pourraient permettre d’améliorer les pépinières et les reboisements, au lieu d’agir « à l’aveugle ».
Conclusion
La conclusion est simple et forte : l’arbre et la forêt sont à la source des sources. C’est vers eux qu’il faut revenir pour comprendre les cycles de l’eau, restaurer la fertilité des sols, recréer des équilibres écologiques et repenser l’agriculture de demain.
