La physiologie de l'écoulement de sève dans les érables est un processus biologique complexe, qui bien qu'elle ait été le sujet de plusieurs recherches, n'est pas complètement connue. La production de la sève d'érable est un phénomène physiologique normal, mais son écoulement et sa collection ne l'est pas vraiment, puisqu'il faut pratiquer une incision ou entaille dans l'aubier de l'arbre (partie vivante et généralement non colorée) et installer de l'équipement pour la récolter (sceaux ou tubulure). L'écoulement de la sève peut se produire n'importe quand au cours de la saison dormante (hiver), lorsque les températures alternent au-dessus et au-dessous du point de congélation de l'eau (0 C). Au Québec, ces conditions peuvent se présenter du mois d'octobre jusqu'au au mois d'avril suivant. Cependant, les plus grands écoulements se produisent vers la fin de l'hiver et au début du printemps (mars et avril).
Les fluctuations de la température de l'air au-dessus de 0 C le jour et au-dessous de cette température la nuit permettent de développer une forte pression positive de sève (bien au-dessus de la pression atmosphérique), en autant que le sol puisse fournir l'eau nécessaire. La théorie actuelle veut que lorsque les températures chutent sous zéro, une pression négative (aspiration) se créée dans l'aubier des érables en raison du gel de la sève, car le gaz carbonique (CO2) se contracte pendant le refroidissement et se dissout ainsi dans la sève refroidie. En raison de cette pression négative, l'eau se déplace du sol dans l'arbre, augmentant alors le volume de sève.
Quand la température s'élève au-dessus de zéro et que la sève dégèle, les forces en présence (pression des gaz libérés, pression osmotique causée par la présence de sucres et d'autres substances dissoutes dans la sève, pression du compactage du CO2, et de la gravité) agissent en augmentation le volume de sève et contribue à une pression positive. Les pressions positives qui se développent peuvent être considérables, atteignant jusqu'à 40 livres ou plus par pouce carré ( 290 KPa) dans les arbres non entaillés. L'écoulement de sève continuera aussi longtemps que les pressions à l'intérieur de l'arbre seront supérieures à la pression atmosphérique de l'air. Cette période d'écoulement de sève (dissipation de la pression) peut varier des quelques heures (1-2) à plusieurs heures (15 à 20) . Des températures au-dessous de zéro seront nécessaires pour que des pressions négatives fortes se développent à nouveau et que le processus de coulée puisse recommencer. Il est également possible que la présence du sucrose dans la sève soit impliquée dans le mécanisme de coulée des érables.
La longueur de la période d'écoulement de sève et la quantité de sève produite est influencée par plusieurs facteurs métaboliques environnementaux et de l'arbre, incluant le minimum et le maximum de la température, la concentration en sucre de la sève, la durée des cycles de congélation et de dégel, ainsi que la disponibilité de l'eau dans le sol. La quantité de sucre dans la sève dépendra de beaucoup de facteurs comprenant la génétique de l'arbre, la qualité du site sur lequel l'arbre croît, la santé de l'arbre, les conditions environnementales de la saison de croissance précédente et de la méthode et de la période d'entaillage. Règle générale, le contenu en sucre de la sève de l'érable est inférieur en début de saison de coulée, s'accroît substantiellement par la suite au gré des cycles de gels et de dégels, puis diminue lentement vers la fin de la saison.
Rien de plus évident: pour qu'un érable puisse donner de l'eau d'érable, on doit d'abord procéder à son entaillage. Dans les érablières exploitées traditionnellement, un chalumeau de métal est ensuite inséré dans le trou ou entaille, puis une chaudière y est accrochée. Un couvercle peut y être installé afin de réduire les impuretés et l'infiltration des précipitations. L'eau d'érable qui s'y accumule est généralement récoltée à la fin de chacune des journées de coulée. Elle peut être récoltée à l'aide de chevaux, de motoneiges ou même à pieds.
Depuis le milieu des années '70, l'industrie acéricole du Québec a connu un essor important, notamment en raison de l'avènement de la tubulure et du système sous vide (vacuum) pour la récolte de l'eau d'érable, venant remplacer la traditionnelle et fastidieuse "tournée". Ainsi, c'est en 1988, soit un an après l'acquisition de notre érablière, que nous avons mis en place un tel système de récolte de la sève. Les avantages en sont multiples:
1) il s'agit d'un système "fermé", ce qui élimine la présence de débris ou de la pluie ou neige dans la sève.
2) Ce système étant fermé, il limite l'assèchement prématuré de l'entaille. Autrefois, il n'était pas rare d'effectuer un réentaillage au cours d'une même saison.
2) La récolte fastidieuse de l'eau est éliminée et s'effectue en continu, aussitôt la coulée amorcée.
3) L'eau récoltée rapidement limite le développement des bactéries et permet une qualité du sirop optimale.
4) Il devient possible d'évaporer l'eau dès la matinée, ce qui limite les nuitées d'évaporation de l'acériculteur.
5) En créant une légère pression négative dans le système (10 l/po2), on augmente le différentiel de pression entre l'arbre et l'atmosphère (c.f. physiologie de la coulée ci-haut), ce qui permet ainsi à l'arbre de produire une meilleure coulée de sève.
Les érables de bonnes dimensions peuvent avoir plus d'une entaille. À cet effet, il est généralement conseillé de ne pas entailler les érables dont les dimensions sont inférieures à 8" (20 cm) de diamètre à la hauteur de poitrine. Un érable de 16" (40 cm) peut recevoir 2 entailles, et celui de 24" (60 cm), trois entailles. Il n'est pas recommandé d'effectuer plus de trois entailles par arbre.
Bien que ces normes sont généralisées dans le monde acéricole, nous considérons toutefois qu'elles doivent s'ajuster à l'état de santé particulier de chacun des érables.
Le vide appliqué dans la tubulure permet à l'eau et l'air de circuler de l'arbre vers la station de pompage (le système n'est pas un système complètement étanche, sans quoi l'eau ne pourrait y circuler!). La tubulure doit être aménagée dans le sens de la pente pour permettre un écoulement efficace de l'eau. La dimension des tuyaux servant au transport de la sève augmente de l'arbre vers la station de pompage. On compte normalement un groupe de 10-15 entailles par système de petite tubulure (7/16" ou 1.1 cm) menant la sève à un tuyau principal dont les dimensions peuvent varier de 3/4" (2 cm) à plus de 2" (5 cm). Ce tuyau peut être relié à d'autres en provenance de divers points de l'érablière ou relié directement au relâcheur sous vide situé à la station de pompage.
Au total, nous retrouvons près de 10 miles (16 km) de tubulure répartie à travers l'érablière et servant à collecter l'eau de nos érables. Cette tubulure demeure en place toute l'année. À la fin de la saison des sucres, on enlève le chalumeau de l'arbre et on désinfecte l'ensemble de la tubulure à l'aide d'une solution de chlore, , seul produit de désinfection homologué pour le lavage de la tubulure. Un rinçage de cette tubulure est ensuite réalisé avec de l'eau pure.
À la station de pompage, la sève s'écoule dans un relâcheur, qui redirigera l'eau dans les bassins d'entreposage, soit hors du système sous vide. L'arrivée de l'eau étant centralisée dans les stations de pompage principale et secondaire, il est donc possible d'observer les étonnantes variations journalières du taux de coulée global des érables. Une expérience très palpitante et enrichissante qui permet de voir jusqu'à quel point les conditions climatiques influencent la coulée au cours d'une même journée!
