Le rapport tronc/branches qui explique la forme des arbres

Le rapport tronc/branches datant du 16ème siècle, vous le connaissez ? Non ? Alors peut-être pensez-vous que la forme qu’adopte un arbre relève de « l’aléatoire » ? Détrompez-vous, la preuve ici-même !

Vous ne vous êtes jamais demandé pourquoi les arbres se développent comme nous les connaissons ? Ou pourquoi ils ont tous une forme relativement similaire ? Et bien sachez qu’il existe une relation mathématique entre les branches d’un arbre et son tronc ! Une équation qui peut donc expliquer la forme courante d’un arbre.

Le rapport tronc/branches d’un avant-gardiste : Léonard de Vinci.

Un jour, aux alentours de 1500 en Italie, Léonard de Vinci est perplexe… Contemplant un arbre, il s’interroge sur le « pourquoi » de la forme de ce dernier. En bon mathématicien/scientifique, il extrait de ses observations et réflexions une équation mathématique démontrant une relation entre le tronc et les branches d’un arbre. L’équation se forme ainsi :

La somme des sections des branches portées par un tronc est égale à la section de ce tronc.

Des carnets de Léonard de Vinci, une illustration de ce principe subsiste :

Et il se trouve que Léonard de Vinci a vu juste ! Mais comment l’expliquer…

Une forêt test de 20 000 arbres… sur ordinateur.

Plusieurs chercheurs ont cherché à vérifier la véracité de cette équation avec les avancées et technologies d’aujourd’hui.

Ainsi via une simulation informatique ils ont créé, sur une île coupée du monde, une forêt virtuelle de 20 000 arbres. Sur celle-ci, les arbres naissent, se développent, meurent pendant des milliers d’années, comme en conditions réelles.

Les chercheurs ont donc lancé la simulation sur plus de 10 000 ans (virtuels) :

Ils ont observé les arbres survivants, et tout particulièrement le rapport tronc/branches conçu par le scientifique italien. Le constat ? L’ensemble des arbres respectent précisément la loi de Léonard de Vinci.

Les raisons qui poussent les arbres à agir ainsi sont simples. Ce sont les actions du soleil et du vent. Afin de vivre/survivre, un arbre doit :

1. Capter de la lumière via de nouvelles branches (plus de branches, plus de feuilles, plus de lumière),
2. S’adapter et résister au vent de par sa forme (c’est cette résistance au vent qui va influer sur l’évolution du diamètre des branches).

Si vous souhaitez en savoir plus, nous vous invitons à découvrir cette vidéo sur le sujet, réalisée par le CNRS. Sinon, n’hésitez pas à lire d’autres articles de notre catégorie « L’humeur du moment » !

Nos sources :

• Les articles de Gurumed et de futura-sciences.com,
• La newsletter de Sciencetips,
• La vidéo de Zeste de Science/CNRS.