Les arbres communiquent-ils vraiment entre eux ? Ce que disent les données, au-delà du mythe du “Wood Wide Web”

Une question posée par les chiffres, pas par la poésie

En 2023, une équipe menée par l’écologue Justine Karst (Université de l’Alberta) a passé au crible plus de 25 ans d’articles sur les réseaux de champignons et les échanges entre arbres. Leur verdict, publié dans la revue Nature Ecology & Evolution : plusieurs affirmations popularisées dans les médias sur l’“entraide” massive entre arbres sont, selon eux, “insuffisamment étayées”, voire sans preuve sur le terrain. Le journal Le Monde a consacré un long papier à cette mise au point en février 2023.

En parallèle, d’autres travaux, tout aussi sérieux, accumulent les chiffres qui parlent d’échanges chimiques à courte distance, d’alertes par signaux électriques ou de transferts de carbone via des champignons. Les forêts ne sont donc pas un réseau social sentimental, mais elles ne sont pas non plus une collection d’arbres isolés. Les interactions existent, elles se mesurent, mais elles restent encadrées par la compétition, la distance et la physique très concrète du sol.

Pour répondre à la question “les arbres communiquent-ils vraiment entre eux ?”, il faut entrer dans le dur : molécules, vitesses de transmission, rayons d’action, études en serre et en forêt, et limiter au maximum les métaphores faciles.

Que signifie “communiquer” pour un arbre ?

Avant de parler de “conversation”, il faut fixer un cadre. Des botanistes comme la chercheuse Anne-Laure Decombe à l’Université Clermont Auvergne rappellent un point simple : pour parler de communication entre deux organismes, les biologistes exigent au minimum quatre éléments. Un émetteur, un signal, un canal et un récepteur qui modifie sa physiologie ou son comportement, avec un gain pour lui et, au moins dans certains cas, pour l’émetteur.

Chez les arbres, le signal n’est pas sonore. Il est biochimique ou électrique. Des molécules libérées dans l’air ou dans le sol, des impulsions d’ions à travers les tissus, parfois des flux de carbone transférés par des champignons. Cette communication ne passe ni par un cerveau, ni par des neurones au sens animal. Les tissus sont différents, mais les plantes possèdent des membranes excitable électriquement, des récepteurs à la surface des cellules et des cascades hormonales qui changent le fonctionnement de la plante.

Les chercheurs ne tranchent pas tous de la même façon la question des mots. Certains, comme Stefano Mancuso, parlent sans hésiter de “communication” et même d’“intelligence des plantes”. D’autres sont plus prudents et réservés sur un vocabulaire qu’ils jugent trop anthropomorphique. Les données, elles, parlent de signaux chimiques identifiés, de vitesses mesurées, de seuils de perception en ppm (parties par million) ou en µmol·m⁻²·s⁻¹. C’est ce niveau-là qui compte pour comprendre ce qui se passe réellement entre deux troncs.

Les signaux chimiques dans l’air : le “wifi” des arbres

Une feuille de chêne attaquée par une chenille n’est pas muette. Elle libère dans l’air des dizaines de composés organiques volatils (COV) : terpènes, aldéhydes, alcools. Ces molécules s’évaporent facilement et forment un halo chimique autour de l’arbre. Sciences et Avenir rappelle que ces COV se comptent en centaines chez les plantes, avec des bouquets très spécifiques selon l’espèce et le type d’agression.

Ces composés ne partent pas dans le vide. Dans une expérience sur le hêtre, des chercheurs ont montré que des arbres voisins, placés dans un rayon d’environ 5 mètres de la source, modifiaient la composition de leurs propres feuilles après exposition à ces COV : leur taux de tanins et autres substances amères augmentait, ce qui les rendait moins appétents pour les insectes herbivores. Ouest-France a vulgarisé cette étude récemment en reprenant ce chiffre de 5 mètres, loin des fantasmes d’une forêt entière “mise au courant” instantanément.

Dans la savane africaine, ce mécanisme a été décrit de manière très concrète sur les acacias. Des acacias broutés libèrent davantage de tanins dans leurs feuilles, ce qui peut intoxiquer les antilopes si elles insistent, et émettent des COV qui déclenchent la même réponse chimique chez les acacias situés sous le vent. Les animaux apprennent à éviter ces arbres “prévenus”. On a là un triangle clair : arbre attaqué, signal dans l’air, voisins qui renforcent leurs défenses.

Ces signaux chimiques ne servent pas qu’à la défense. Des fleurs d’arbres fruitiers attirent des pollinisateurs avec des bouquets aromatiques complexes. Les racines, elles, exsudent dans le sol des substances qui freinent la croissance de concurrents trop proches ou stimulent au contraire certaines bactéries utiles : on parle alors d’allélopathie. Une synthèse de Forêt.Nature rappelle la diversité de ces molécules, du simple acide organique à des composés aromatiques beaucoup plus lourds.

Racines, champignons et “Wood Wide Web” : ce que les données confirment… et ce qu’elles contestent

Le grand public a découvert le sujet avec le forestier allemand Peter Wohlleben et son livre La vie secrète des arbres. Dans ses pages, la forêt ressemble parfois à une société quasi familiale, où des “arbres mères” nourrissent leurs “petits” via un réseau souterrain de champignons. Cette image repose sur des travaux bien réels sur les mycorhizes, mais elle simplifie à l’extrême ce que les scientifiques observent réellement.

Dans le sol, les racines d’arbres s’associent à des champignons dont les filaments, le mycélium, forment un réseau très dense. Ce réseau capte l’eau et les minéraux du sol, en échange d’une partie des sucres produits par la photosynthèse. Des équipes comme celle de Suzanne Simard en Colombie-Britannique ont montré, dès la fin des années 1990, qu’on pouvait tracer du carbone radioactif injecté dans un arbre et le retrouver dans les tissus d’un autre arbre connecté par les mêmes champignons. Le transfert reste modeste, parfois quelques pourcents du flux, mais il existe.

Des articles de vulgarisation comme ceux d’Ecotree ou du Parc de Courzieu reprennent ces résultats et parlent d’“Internet souterrain des forêts”. Ils rappellent que des impulsions électriques circulent dans ce réseau racinaire et fongique, à des vitesses de l’ordre de 1 cm par seconde. Lorsqu’un arbre subit une attaque, ces impulsions s’accompagnent de signaux chimiques qui déclenchent chez les voisins une production de sucs amers ou d’autres molécules de défense.

La question est de savoir jusqu’où s’étend ce réseau et ce qu’il transporte réellement dans une forêt naturelle, pas en pot. C’est là que les conclusions de Justine Karst et de ses collègues viennent refroidir l’enthousiasme. Après avoir passé en revue des dizaines d’études, ils pointent plusieurs limites. Des transferts observés en conditions très contrôlées, en serre, avec quelques individus, ne se retrouvent pas forcément avec la même amplitude dans une forêt complexe. Les preuves que les réseaux mycorhiziens alimentent systématiquement des jeunes pousses, ou qu’ils organisent une forme de “solidarité” entre espèces, sont jugées faibles ou absentes dans de nombreux cas.

Les mycorhizes existent, personne ne le conteste. Elles transportent du carbone, de l’azote, du phosphore, entre champignons et plantes, et parfois entre plantes. Elles relient des individus de la même espèce et d’espèces différentes. Mais l’image d’un réseau unique, coordonné, où les vieux arbres “choisissent” de redistribuer des ressources à des jeunes, ne repose pas sur des données robustes partout et tout le temps. Le Monde, qui a interrogé plusieurs spécialistes, insiste sur cette nuance : oui, des transferts se mesurent, non, on n’a pas une “banque centrale” gérée par un arbre mère.

Signaux électriques : quand les arbres réagissent en quelques secondes

On imagine souvent les arbres comme des organismes lents, voire passifs. Les mesures en électrophysiologie racontent une autre histoire. Des chercheurs comme ceux de la Southern Cross University en Australie et de l’Institut italien de technologie ont enregistré des variations rapides de potentiel électrique dans le tronc et les branches, reliées à des changements de lumière ou de température.

En 2023, une étude publiée dans Royal Society Open Science et reprise par le magazine GEO a observé un phénomène frappant dans un réseau de bouleaux pendant une éclipse solaire. Les arbres les plus âgés ont modifié leurs signaux bioélectriques en premier, quelques minutes avant la baisse maximale de lumière, puis les plus jeunes ont “répondu” ensuite. Les auteurs interprètent cela comme un transfert d’information sur le changement environnemental à venir, via le réseau électrique interne et, possiblement, des connexions souterraines.

Sur le plan technique, ces signaux ressemblent à des “potentiels d’action” lents. Des flux d’ions (calcium, potassium, chlore) traversent les membranes des cellules, modifient la polarité, puis se propagent de cellule en cellule. Des articles spécialisés décrivent des vitesses allant de quelques millimètres à quelques centimètres par seconde selon le tissu étudié. Le site Telomere Project vulgarise ce point : il parle de “signaux électriques à pulsations lentes d’origine biologique” qui courent le long des tissus et s’associent à la capacité des plantes à ajuster rapidement leurs réponses au stress.

Ces signaux électriques ne suffisent pas à eux seuls. Ils déclenchent des cascades hormonales, des changements dans l’ouverture des stomates, dans la synthèse de certaines molécules. La communication devient visible quand ces ajustements se traduisent par une meilleure résistance à la sécheresse, à un brusque refroidissement ou à un pathogène. Des mesures de flux de sève, de fluorescence de la chlorophylle et de concentration en hormones comme l’acide jasmonique complètent les enregistrements électriques.

Communication, entraide ou simple gestion du voisinage ?

Une grande partie du débat actuel ne porte pas sur l’existence des signaux, mais sur leur interprétation. Quand un arbre expose ses voisins à ses COV, ceux-ci en tirent un bénéfice direct en préparant leurs défenses. L’émetteur y gagne aussi. Des herbivores freinés par des feuilles plus amères auront tendance à se déplacer plus loin, réduisant la pression sur la zone. Les biologistes parlent d’une communication où les deux parties peuvent y trouver un intérêt.

Pour les réseaux mycorhiziens, la question est plus délicate. Quand on détecte du carbone d’un arbre A dans l’arbre B, s’agit-il d’un “don” ou d’un simple flux dicté par des gradients de concentration et par le fonctionnement du champignon qui cherche sa propre survie ? Les critiques formulées dans l’article de Nature Ecology & Evolution insistent sur ce point : l’usage de termes comme “entraide” ou “solidarité” projette des intentions là où il n’y a peut-être qu’une conséquence physico-chimique.

Des forestiers qui travaillent sur le terrain, en gestion de peuplements, observent par ailleurs des comportements très concrets qui rappellent que la compétition reste forte. Un arbre qui domine en hauteur capte plus de lumière et laisse peu de photons à ses voisins. Des racines d’espèces agressives exercent une allélopathie marquée sur d’autres plantes, freinant leur croissance via des toxines dans le sol. La communication, dans ce cas, ressemble davantage à une guerre chimique qu’à un système d’entraide.

La botaniste Nancy Gilroy résumait ce dilemme dans une interview relayée par la presse anglo-saxonne : la question n’est pas de savoir si les arbres “sont gentils”, mais de mesurer ce que chaque signal change réellement dans la démographie d’un peuplement, sur 10 ou 50 ans. Un flux de carbone détectable au labo ne se traduit pas forcément par une survie accrue des jeunes plants à l’échelle d’une forêt entière.

Ce que change cette communication pour la santé des forêts

Les signaux entre arbres ne relèvent pas du gadget. Ils pèsent sur la façon dont une forêt encaisse un choc. Une attaque d’insectes défoliateurs, une vague de chaleur, une sécheresse prolongée, un pathogène envahissant. En connaissant la nature et la portée de ces signaux, on touche à des questions de gestion très concrètes : densité de plantation, mélange d’espèces, maintien du bois mort, limitation des intrants chimiques.

Des études sur les attaques d’insectes montrent que les arbres qui “sentent” les COV d’un voisin attaqué déclenchent plus vite leurs défenses, ce qui réduit parfois de manière mesurable les dégâts. Sur une parcelle, cela peut faire la différence entre un massif qui garde du feuillage et un massif largement défolié. Des chercheurs testent déjà des systèmes de “priming” chimique inspirés de ces signaux : exposer des plants à certaines molécules pour qu’ils entrent en “état d’alerte” avant une période de risque élevé d’attaques.

Sur le versant souterrain, les mycorhizes jouent un rôle clé pour l’absorption d’eau et de nutriments. Que les échanges carbone-azote soient “altruistes” ou purement opportunistes change peu ce fait brut : un peuplement pauvre en champignons mycorhiziens encaisse moins bien une sécheresse. Des programmes de reboisement tiennent déjà compte de ces associations, en inoculant des champignons compatibles sur des plants de pin ou de chêne avant plantation.

Un point moins médiatisé concerne les espèces exotiques et les monocultures. Certaines plantations de conifères hors de leur aire naturelle se développent sans leurs partenaires mycorhiziens habituels. Elles se retrouvent isolées dans un sol qui n’a pas les bons champignons. Cela limite leur croissance et les rend plus sensibles aux stress. À l’inverse, certaines espèces invasives développent des alliances fongiques très efficaces et prennent l’avantage sur les espèces locales. La communication souterraine devient alors un facteur de déséquilibre.

Ce que la controverse dit de notre regard sur les arbres

La polémique autour du “Wood Wide Web” ne se résume pas à une querelle entre chercheurs pointilleux. Elle met en lumière un réflexe bien humain : projeter nos modèles sociaux sur ce que l’on observe. Parler de “mère” pour un arbre ancien, de “solidarité”, de “réseau social de la forêt” crée une narration séduisante, qui se vend très bien en librairie et sur les réseaux. Mais cette narration s’accorde mal avec le langage sec des p-values, des tailles d’effet et des contrôles expérimentaux.

L’article du Monde cite des chercheurs qui s’inquiètent d’un glissement vers une “fantasy forestière”. Une partie du public retient l’histoire réconfortante de la forêt coopérative, alors que les données brutes restent parfois très limitées. À l’inverse, les critiques très dures contre ces récits risquent de jeter le bébé avec l’eau du bain, en minimisant des interactions bien établies comme la signalisation par COV ou l’importance des mycorhizes pour la résilience hydrique.

Le rôle du journalisme scientifique consiste à faire le tri. Oui, les arbres échangent des signaux. Oui, des transferts de nutriments existent. Non, une forêt ne fonctionne pas comme un village humain qui délibère. La difficulté vient du vocabulaire. Le mot “communication” lui-même pose question. Il est utile pour rendre compte des signaux biochimiques, mais il porte avec lui une charge anthropocentrique qui brouille parfois la lecture.

Ce que l’on sait, ce que l’on soupçonne, ce qui reste à mesurer

Les points solides, confirmés par plusieurs équipes et déjà intégrés dans l’enseignement universitaire, peuvent se résumer ainsi.

• Des signaux chimiques dans l’air et le sol, composés organiques volatils et exsudats racinaires, modifient la physiologie d’autres plantes voisines, sur des distances de l’ordre de quelques mètres dans l’air et plus dans le sol.
• Des réseaux mycorhiziens relient racines d’arbres et champignons, transportent eau, minéraux et carbone, et jouent un rôle majeur dans la nutrition et la résistance au stress.
• Des signaux électriques lents circulent dans les tissus végétaux et s’accompagnent de réponses rapides à des stimuli comme la lumière, la blessure, la variation de température.
• Ces signaux ont un impact mesurable sur la défense contre certains herbivores et sur l’adaptation à certains stress environnementaux.

Les zones grises concernent surtout l’échelle et l’intention que l’on prête à ces échanges.

• L’étendue réelle des réseaux mycorhiziens en forêt naturelle, le nombre d’arbres effectivement connectés et la quantité de ressources échangées restent difficiles à mesurer sans perturber le sol.
• Le lien entre ces transferts et le succès à long terme des individus, en survie et en croissance, est encore mal quantifié en conditions réelles.
• L’usage d’images familiales ou sociales (“arbre mère”, “entraide”) aide à vulgariser mais fausse parfois la perception des mécanismes biologiques.

Les prochaines années vont être décisives. Des outils comme la tomographie électrique des sols, les traceurs isotopiques plus fins, les capteurs nanotechnologiques installés dans le xylème ou le phloème, devraient aider à suivre ces signaux en temps réel et à grande échelle. Plusieurs équipes travaillent déjà sur des “arbres instrumentés” qui enregistrent en continu leurs flux de sève, leurs potentiels électriques et leurs échanges gazeux.

FAQ : cinq questions directes sur la “communication” des arbres

Les arbres “parlent-ils” vraiment entre eux ?

Si par “parler” on entend échanger des sons articulés, la réponse est non. Les arbres ne possèdent pas d’organe vocal ni de système nerveux comparable au nôtre. Si on parle d’échange de signaux chimiques et électriques détectables, qui modifient le comportement de voisins, la réponse est oui. Ils communiquent, mais à leur échelle, avec des molécules et des ions, pas avec des mots.

Les “arbres mères” qui nourrissent leurs enfants, c’est prouvé ou c’est du roman ?

Des expériences en pot et en petites parcelles ont montré des transferts de carbone et d’azote entre arbres, souvent via des champignons. Certains résultats suggèrent un flux plus marqué vers des jeunes plants proches de grands individus. Mais la revue critique publiée en 2023 dans Nature Ecology & Evolution estime que la notion d’“arbre mère” nourrissant activement ses descendants reste peu étayée en forêt naturelle. La prudence s’impose sur ce point.

Les arbres sont-ils “altruistes” ?

Le mot “altruiste” suppose une intention, ce qui ne se vérifie pas chez un organisme sans cerveau. Les échanges observés s’expliquent en grande partie par des gradients de ressources, des symbioses où chacun cherche son intérêt, et des mécanismes de défense qui peuvent profiter à plusieurs individus en même temps. Parler d’“altruisme” ajoute une couche morale qui n’a pas sa place dans la description scientifique.

Peut-on utiliser cette communication pour mieux gérer les forêts ?

Oui, au moins en partie. Comprendre les signaux chimiques de défense aide à choisir des mélanges d’espèces moins vulnérables aux mêmes ravageurs. Tenir compte des mycorhizes pousse à limiter le travail du sol et l’usage de produits qui détruisent les champignons. Des programmes de reboisement intègrent déjà des inoculations fongiques pour renforcer la résilience des jeunes plants. On ne “parle” pas aux arbres, mais on peut cesser de casser leurs réseaux.

Les arbres ressentent-ils de la douleur quand ils communiquent un danger ?

La douleur, au sens humain, implique un système nerveux central et une expérience subjective. Les plantes n’ont ni l’un ni l’autre. Elles possèdent en revanche des signaux d’alerte, électriques et chimiques, qui déclenchent des réponses de défense. Dire qu’un arbre “souffre” relève de la métaphore. Dire qu’il détecte une agression et qu’il réagit par des signaux internes et externes, c’est factuel.