Pseudotsuga menziesii est une espèce de conifère de la famille des Pinaceae, originaire de l'ouest de l'Amérique du Nord[1]. En français on l’appelle douglas ou sapin de Douglas (bien qu'il n'appartienne pas au genre Abies), mais aussi pin d'Oregon et douglas de Menzies.
C'est un arbre à croissance rapide qui peut atteindre de très grandes dimensions, jusqu’à 100 m de haut, et son bois possède de très bonnes qualités techniques. Le bois d’œuvre est surtout utilisé en construction extérieure et intérieure, mais aussi pour la décoration[2],[3]. C'est l'une des essences les plus importantes pour l'exploitation forestière et l'industrie du bois en Amérique du Nord. Il prend aussi de l'importance aujourd'hui en Europe.
La distribution naturelle du douglas est assez vaste dans l'Ouest de l'Amérique du Nord[1], et se divise en deux grandes parties correspondant aux deux variétés principales. La variété menziesii s'étend sur la Côte ouest où elle est un élément majeur des forêts de conifères géants du littoral du Pacifique, depuis la Californie aux États-Unis jusqu'à la Colombie-Britannique au Canada. La variété glauca s'étend à l'intérieur du continent et de manière plus dispersée, de l'intérieur de la Colombie-Britannique et de l'ouest de l'Alberta, au Canada, jusqu'au nord du Mexique, en passant à travers les États-Unis le long des montagnes Rocheuses. Dans ces deux parties de son aire de répartition, il est présent en plaine et à basse altitude au nord et monte de plus en plus en altitude vers le sud.
Il a été introduit en Europe dès 1827[1] par le botaniste écossais David Douglas, et en France à partir de 1842. La variété menziesii ayant besoin d'un climat à influence océanique, elle s'est bien adaptée à l'Europe où elle connait depuis le XXe siècle une utilisation importante en reboisement et en sylviculture. Elle a été l'objet de plantations notamment en France au cours des trois dernières décennies du XXe siècle, sous l'impulsion du Fonds forestier national, de sorte qu'elle est devenue la deuxième essence de reboisement du pays, couvrant aujourd'hui 420 000 hectares[4], surtout dans le Massif central : Morvan, Auvergne, Limousin[5], Beaujolais, et dans les Vosges, ainsi qu'en plaine dans la moitié nord. Elle est aussi beaucoup plantée en Allemagne (dans tout le pays, mais surtout dans le quart sud-ouest), dans les îles Britanniques, en Italie (dans les Apennins), en Tchéquie, en Belgique (notamment dans l'Ardenne, mais aussi en plaine), aux Pays-Bas et au Danemark. On peut désormais rencontrer le douglas des Highlands en Écosse jusqu'aux pentes de l'Etna en Sicile, des monts du Portugal aux plaines de Pologne, et à l'est jusqu'aux Carpates.
Il est aussi planté dans l'hémisphère Sud : Australie, Nouvelle-Zélande, Afrique du Sud et Amérique du Sud[6].
La variété menziesii de la côte du Pacifique atteint une taille adulte moyenne comprise entre 50 et 80 m de hauteur pour un diamètre de 2 m dans ses régions d'origine[1]. Il pousse rapidement mais peut vivre entre 400 et 500 ans[1] et quelques-uns atteignent le millénaire.
Dans la nature, il peut atteindre de très grandes dimensions : des spécimens de 100 m de haut étaient rarement trouvés et récoltés au début du XXe siècle, mais des individus de 75 m de haut et 2 à 3 m de diamètre étaient courants au Canada[7]. Le plus haut douglas actuel est le Doerner Fir en Oregon aux États-Unis, avec une hauteur de 100,3 m en 1991 (les différentes mesures depuis tournent autour de 100 m), pour un tronc de 3,5 m de diamètre. Des spécimens plus hauts sont cités dans le passé, mais leur mesure est souvent mise en doute (l'un, le Lynn Valley Tree au Canada, de 126 m et un autre plus douteux, le Nooksack Giant dans l'état de Washington aux États-Unis, de 142 m). Un spécimen beaucoup mieux documenté, le Mineral Tree, est tombé en 1930 dans l'état de Washington. Ce dernier a été mesuré plusieurs fois à partir de 1911, notamment en 1925, avec une hauteur de 393 pieds (près de 120 m)[8]. Le douglas est donc un sérieux candidat au titre de plus haute espèce d'arbre du monde de l'époque moderne, mais actuellement l'espèce la plus haute du monde est de loin Sequoia sempervirens.
Le douglas le plus volumineux est actuellement le Red Creek Fir sur l'île de Vancouver au Canada, avec un diamètre de 4,2 m, une hauteur de 73,8 m (il lui manque sa cime) pour un volume de 349 m3. Son âge est estimé à environ un millénaire. Un autre spécimen impressionnant du Canada est le Big Lonely Doug, aussi sur l'île de Vancouver, préservé et solitaire au milieu d'une coupe rase récente, entièrement visible, ce qui l'a rendu célèbre. Il est d'ailleurs le deuxième plus gros douglas répertorié dans le pays.
Les trois plus grands arbres de France métropolitaine seraient tous des douglas : le plus grand, haut de 66,60 m en 2015, est situé à proximité de la retenue d'eau du barrage du Chartrain dans la Loire, le suivant (64,10 m en 2020) à l'arboretum de La Jonchère-Saint-Maurice dans la Haute-Vienne, et le troisième (63,50 m en 2020) à Haspelschiedt dans la Moselle[9]. D'autres spécimens dans divers départements dépassent désormais les 60 m et le classement évolue régulièrement. Tous sont issus des premières plantations de douglas en France de la fin du XIXe siècle, encore peu nombreuses à cette époque et en petits groupes. Ces arbres sont donc jeunes comparés aux grands spécimens d'Amérique du Nord. Ils sont encore en phase de croissance soutenue et sont généralement plus hauts à chaque nouvelle mesure. La plupart des plantations en France sont plus récentes et moins hautes. On doit donc s'attendre en ce XXIe siècle à des hauteurs records de plus en plus importantes. Ils ne détiennent cependant pas les records de France de diamètres de tronc ou d'âge[10].
La variété glauca, de l’intérieur du continent nord-américain, est moins grande, avec une hauteur à maturité se situant entre 35 et 45 m pour un maximum de 67 m.
Deux douglas relativement jeunes, plantés à Zakopane, Pologne.
Douglas plus âgé au parc du château de Meysembourg au Luxembourg.
Tronc et écorce d'un vieux douglas de l'île de Vancouver, Canada.
Le Red Creeck Fir sur l'île de Vancouver, Canada, le douglas le plus volumineux.
Plantation encore jeune et dense de douglas dans le Beaujolais, France.
Groupes de douglas d'une plantation plus ancienne dans la Forêt-Noire en Allemagne.
Douglas plantée à la fin du XIXe siècle en Corrèze, France.
Forêt de douglas âgée de 85 ans au Lake District en Angleterre, en cours de diversification spontanée par mélange avec des espèces autochtones.
Forêt dominée par le douglas (var. glauca) au parc national de Grand Teton, Wyoming.
Douglas (var. glauca) à Bryce Canyon, Utah.
Les feuilles sont des aiguilles, de 1,5 à 3 cm de long, minces, molles, souples, arquées, pointues, et rétrécies à la base, sans bandes blanches marquées au dos. Elles sont insérées sur un coussinet tout autour des rameaux des branches basses ou sur deux rangées, en brosse, sur les rameaux fertiles. Les aiguilles sont de couleur vert foncé sur le dessus et parcourues par deux bandes vert clair de stomates sur le dessous. Les feuilles ont une durée de vie de cinq à six ans. Elles dégagent, quand on les froisse une odeur de fruit de la passion, avec des nuances d'agrumes et de résine[11], parfum dû à une huile essentielle renfermant du limonène (comme l'essence de citron) qui pourrait constituer un système de défense des arbres contre les herbivores[12] (effet répulsif ou toxique de ce monoterpène contre les larves et les insectes, action fongistatique sur leur microbiote intestinal, réduction de l'oviposition, attraction de parasitoïdes ou de prédateurs de ces insectes)[13].
Le douglas est monoïque. Les cônes apparaissent en avril-mai. Ils sont mûrs en octobre de la même année. Ils pendent et mesurent de 5 à 10 cm. Leur particularité réside dans la présence de bractées trifides (à trois pointes) saillantes, appliquées sur les écailles du cône[14].
Jeune cône.
Cône de douglas.
Cônes de Pseudotsuga menziesii - Muséum de Toulouse.
Cônes jeunes (Pologne).
Le duramen du douglas est de couleur brun rosé tandis que l'aubier est de couleur jaune brun clair. Le bois est à fil droit, avec des cernes larges (du fait de sa croissance rapide) , une texture forte (grande proportion de bois final). Au sein d'un même cerne annuel, il existe une hétérogénéité de couleur et de structure, due au diamètre différent des vaisseaux du bois, entre le bois initial (bois de printemps), le bois intermédiaire et le bois final (bois d'été). Les canaux résinifères normaux ne sont pas toujours bien visibles[15]. La présence de petits canaux résinifères localisés provoque une odeur résineuse prononcée quand le bois est fraîchement coupé, et s'estompe quand le bois sèche.
En plus des grandes dimensions et de la bonne régularité des tiges, le bois de cœur du douglas est plus solide et résistant que la moyenne des résineux courants utilisés en Amérique du Nord et en Europe. Ses propriétés mécaniques[16] en font un bois assez comparable aux mélèzes (auxquels il est d'ailleurs apparenté phylogénétiquement), supérieur à la majorité des pins (mais comparable au pin du Nord), et bien supérieur aux sapins et aux épicéas. Ces propriétés en font un bois particulièrement approprié pour des utilisations en structure.
Le duramen présente une bonne durabilité face aux attaques des insectes de bois sec. Il est moyennement à faiblement durable face aux attaques de champignons (en cas d'humidification prolongée du bois) et sensible aux termites. Ceci permet de l'utiliser sans traitement en classe 3 : utilisable à l'extérieur, mais hors contact avec le sol. Il n'est pas imprégnable et ne peut donc pas être traité. L'aubier non durable est moyennement à peu imprégnable[16].
Bois de Pseudotsuga menziesii - Muséum de Toulouse.
Le douglas est plutôt une essence héliophile, il supporte un léger abris dans son jeune âge mais préfère une bonne exposition. En plantation, où l'on utilise principalement la variété menziesii originaire de la côte du Pacifique, on considère qu'il a besoin d'au moins 700 mm d'eau par an, avec un optimum se situant entre 800 et 1 200 mm[17]. La pluviosité peut être beaucoup plus élevée dans certaines parties de son aire d'origine. Il peut supporter des sécheresses estivales temporaires d'intensité moyenne, grâce à un système racinaire traçant bien développé et grâce au maintien des fonctions physiologiques jusqu'à un potentiel hydrique très bas. En revanche, il est très sensible aux sécheresses exceptionnelles[18]. Il supporte aussi les grands froids hivernaux. Il peut donc être planté aussi bien sous climat océanique que continental atténué et il tolère également une influence méditerranéenne modérée. En Europe il se développe généralement bien sous les climats où le hêtre se développe bien, mais il monte moins haut en altitude. Dans son aire d'origine en Amérique du Nord il pousse à diverses altitudes en fonction du climat local : du niveau de la mer à 1 200 m d'altitude au nord, et plutôt entre 750 et 1 800 m au sud dans la Sierra Nevada. En France les forêts plantées prospèrent le mieux entre 300 et 800 m d'altitude, mais on les trouve aussi en plaine dans la moitié nord où elles se développent bien si les pluviosité est élevée, et ponctuellement jusqu'à 1 400 m au sud.
Il est calcifuge et se plait dans les sols légèrement acides (pouvant aller de neutre à très acide). Il a besoin d'un sol profond et léger, bien drainé et assez frais. Il est sensible à l'hydromorphie (pseudogley proche de la surface) et tolère mal les sols superficiels et secs (surtout en présence de calcaire), ainsi que les sols argileux trop compacts[19].
La variété glauca se trouve dans des habitats et sous des climats variés, notamment dans des régions plus froides avec une pluviosité souvent plus faible, allant parfois à la limite de la semi-aridité, mais dans ce cas les peuplements sont peu productifs. Cette variété peut monter jusqu'à 3 200 m dans la partie la plus méridionale de son aire.
La litière du douglas favorise une forte activité biologique du sol et se décompose facilement, ce qui produit un humus doux. Cet humus est non dégradant et peu acidifiant pour le sol, contrairement à la litière d'autres conifères comme l'épicéa ou le pin sylvestre, ce qui rapproche le douglas des feuillus au niveau de l'écologie du sol[18].
Cependant le douglas favorise une nitrification rapide de la matière organique qui, dans le cas où il est planté sur des sols préalablement très pauvres et acides, produit un excédant de nitrates, car la végétation (dont le douglas) ne peut les absorber assez rapidement. Ces nitrates non recyclés provoquent une acidification du sol et se lient avec l'aluminium naturellement présent dans le sol pour former du nitrate d'aluminium, qui est ensuite emporté par drainage dans les eaux de surface. Outre les effets de la perte de ces précieux nitrates (perte de fertilité du sol forestier, possible eutrophisation des eaux de surface en aval), l'aluminium est néfaste à partir d'une certaine quantité pour la vie aquatique (il est notamment toxique pour les salmonidés). Mais ce déséquilibre environnemental peut être facilement résolu sur ces sols très pauvres, par une légère fertilisation en phosphore avec un amendement léger en calcium, dans les quelques années qui suivent la plantation des douglas, ce qui rétablit un équilibre dans le cycle des nutriments et supprime très durablement cet effet (au moins jusqu'à la récolte des douglas qui causera une exportation de nutriments, suivie de la prochaine plantation), en favorisant le recyclage complet de ces nitrates par les arbres, et augmentant du même coup fortement la croissance et la productivité du douglas. Cette légère fertilisation ne semble pas avoir d'impact négatif sur l'environnement, mais en supprime au contraire de nombreux[18]. Il ne faut pas confondre cet effet propre au douglas (qui se manifeste uniquement sur sol très pauvre) avec le phénomène de podzolisation provoqué par d'autres résineux comme l’épicéa ou le pin sylvestre, qui est dû bien au contraire à une mauvaise décomposition de la matière organique qui cause une forte acidification du sol par les acides organiques, ce qui est associé à une faible nitrification et à une forte dégradation de la structure du sol.
Megastigmus spermotrophus est une espèce d'insecte invasive d’origine américaine, accidentellement introduite en Europe. Sa larve est ravageuse des graines de douglas, et n'affecte donc pas la croissance des arbres et la production de bois. Mais elle diminue significativement les récoltes de graines viables pour les peuplements d’élite ou vergers à graines. En Europe, en 2006, le taux de destruction de semences viables oscillait de 5 à 90 % en France, de 5 à 70 % en Belgique, de 2 à 15 % en Amérique du Nord, et d'environ 100 % en Pologne. Plusieurs hyménoptères parasitent Megastigmus spermotrophus en région wallonne, mais en nombre insuffisant pour le contrôler[20].
Trois espèces très semblables de Cécidomyies des aiguilles du douglas (Contarinia pseudotsugae, C. cuniculator et C. constricta, formant un complexe d'espèces appelé Contarinia pseudotsugae sensu lato), originaires d'Amérique du Nord, parasitent spécifiquement les aiguilles du douglas et sont donc capables d'affecter la croissance de l'arbre et la production de bois. La Cécidomyie de aiguilles du douglas (sensu lato) a été détectée en Europe à partir de l'année 2015, notamment en Belgique et aux Pays-Bas où elle était déjà bien répandue, puis en Allemagne et en France la même année. Elle est ensuite détectée dans le Beaujolais à partir de 2021[21]. Pour le moment sa présence reste faible en Europe et aucun dégât important n'est à déplorer, mais son abondance devrait augmenter dans les années à venir. Les Cécidomyies des aiguilles du douglas sont parasitées en Amérique du Nord par divers hyménoptères parasitoïdes (des genres Platygaster, Tetrasticus, Tridymus et Torymus) qui les régulent efficacement en empêchant le plus souvent l'apparition de gros dégâts, hormis certaines années de grandes pullulations. En Amérique du Nord ces cécydomies provoquent surtout des dégradations esthétiques aux douglas cultivés pour faire des sapins de Noël, ce qui conduit à l'utilisation de pesticides dans ces cultures. D'autres espèces du même genre se développent dans les cônes du douglas.
Le douglas est resté jusqu'à aujourd'hui peu sensible en Europe aux insectes et pathogènes autochtones ou introduits, mais l'avenir dira s'il peut être sérieusement menacé à l'instar de l'épicéa par les scolytes. Comme il a été planté sur des stations forestières parfois inadaptées à ses exigences et souvent en monocultures assez intensives, on peut craindre des aléas. Des dépérissements ont été observés sur ces stations à cause d'épisodes de canicule et sécheresse comme en 2003.
En Amérique du Nord, il est un des bois d'œuvre les plus importants. Le bois provenant d'arbres de peuplements naturels d'Amérique du Nord, à accroissements fins, est souvent commercialisé en Europe sous le nom américain d’Oregon Pine.
50 % de la ressource européenne en douglas se trouve en France, elle est aujourd'hui le second producteur mondial derrière les États-Unis. Elle fournit aux industriels un volume de bois chaque année plus important : 500 000 m3 en 1990, 1 000 000 m3 en 2000, 2 700 000 m3 en 2017. Une récolte de 6 000 000 m3 en 2030 est prévue par l'association interprofessionnelle France Douglas. Beaucoup de peuplements sont encore jeunes et n'ont pas encore atteint un âge d'exploitabilité[3]. La production de sciages suit elle aussi une progression exponentielle depuis le début du siècle et atteint plus de 1 000 000 m3 en 2017 [4]. Le douglas est « la principale ressource forestière émergente du territoire »[3]. En France, il est l'arbre qui apporte le meilleur rendement[5].
Pour la construction, le douglas possède deux atouts importants : des performances mécaniques supérieures à celle des autres résineux (un module d'élasticité supérieur à 12 000 MPA) et une durabilité naturelle elle aussi supérieure à la majorité des autres résineux récoltés en Europe. Le duramen du douglas résiste mieux aux insectes et aux champignons que la plupart de ses concurrents. Par ailleurs, ses qualités esthétiques sont appréciées. Aussi est-il volontiers utilisé pour des architectures de plein air, des ouvrages d'art, ainsi que pour les réalisations courantes qui doivent durer dans le temps et exposées à une humidité plus ou moins fréquente : charpente, ossature bois, bardage, solives, planchers[3], en création comme en rénovation extérieure[22]. Comme il se prête au collage, le douglas peut prendre la forme de bois lamellé-collé, de bois massif reconstitué[3] ou de contreplaqué.
De nombreuses réalisations récentes et innovantes utilisent le douglas dans le domaine de la construction :
Faiblement émetteur en polluants volatils, le douglas offre de bonnes propriétés d'isolation phonique et thermique ainsi que de dureté. Sa teinte rosée chaleureuse constitue un avantage supplémentaire pour qu'il soit employé comme revêtement intérieur dans les habitations ainsi que pour les planchers et les parquets[2].
Selon l'arrêté du 19 avril 2011 relatif à l'étiquetage des produits de construction ou de décoration, le douglas se situe dans la classe A+ d'émission dans l'air intérieur. L'indice de dureté du duramen du douglas est comprise entre 20 N/mm2 et 30 N/mm3, ce qui le place au même niveau que le teck, le châtaignier, le mélèze ou le sipo[2].
Le douglas est aussi apprécié pour sa rapidité de séchage.
Les aiguilles du douglas sont utilisées pour la confection de sauces, de sirops et de sorbets[11].
Pseudotsuga menziesii est une espèce de conifère de la famille des Pinaceae, originaire de l'ouest de l'Amérique du Nord. En français on l’appelle douglas ou sapin de Douglas (bien qu'il n'appartienne pas au genre Abies), mais aussi pin d'Oregon et douglas de Menzies.
C'est un arbre à croissance rapide qui peut atteindre de très grandes dimensions, jusqu’à 100 m de haut, et son bois possède de très bonnes qualités techniques. Le bois d’œuvre est surtout utilisé en construction extérieure et intérieure, mais aussi pour la décoration,. C'est l'une des essences les plus importantes pour l'exploitation forestière et l'industrie du bois en Amérique du Nord. Il prend aussi de l'importance aujourd'hui en Europe.
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