Une fine coupe d'eucalyptus observée au microscope en lumière polarisée s'illumine comme un vitrail : des taches pourpres, jaunes et bleues. Ces couleurs ne sont pas qu'un simple ornement. Elles indiquent la direction des minuscules fibres de cellulose à l'intérieur des parois cellulaires du bois. Autrefois, on ne pouvait visualiser cette orientation qu'en détruisant l'échantillon, mais désormais, la lumière polarisée la lit comme une carte, sans endommager le bois.
Le secret réside dans le fait que la cellulose réfracte la lumière différemment selon l'orientation des fibres. Lorsque la lumière traverse deux filtres polarisants et l'échantillon entre eux, l'inclinaison des fibres se traduit par une couleur. Mais il y avait un problème : les fibres inclinées à 45° et à 135° donnaient la même couleur, impossible à distinguer. Les scientifiques ont ajouté un compensateur, une lame qui décale l'onde lumineuse de 530 nanomètres. Ce décalage sépare les deux orientations et les transforme en couleurs différentes, comme un traducteur qui distingue des mots similaires.
La méthode a été testée sur des coupes de tronc et de branche d'eucalyptus. Il s'est avéré que dans le tronc, 67% des cellules présentent une orientation spiralée torsadée, tandis que dans l'écorce de la branche, on trouve des cellules à spirale croisée, qui sont impossibles à distinguer des cellules linéaires au microscope ordinaire, mais qui, en lumière polarisée, donnent une couleur pourpre au lieu de bleue. Trois méthodes d'identification différentes ont donné le même résultat, confirmant la précision des marqueurs colorés. Désormais, cette carte colorée peut être utilisée pour une analyse automatique par vision artificielle, ce qui accélérera le contrôle qualité du bois et le développement de nouveaux matériaux.
Les microfibrilles de cellulose dans la paroi cellulaire d'un arbre sont plus fines que la longueur d'onde de la lumière visible, mais leur arrangement collectif crée des couleurs visibles à l'œil nu. Dans le tronc de l'eucalyptus, 67 % des cellules ont une structure spiralée torsadée, qui rappelle la phase cristalline liquide cholestérique.
L'idée de lire la « mémoire de l'arbre » à travers des motifs colorés fait écho au roman d'Ursula Le Guin, « Le nom du monde est forêt », où la forêt stocke des informations dans sa structure. Ici, la lumière polarisée sert de traducteur du langage des spirales de cellulose au langage de la couleur.