Comment l'analyse du flux de sève permet-elle de mieux comprendre l'intérêt et les excès de l'irrigation ? Analyse de 10 ans de mesures de la transpiration de la vigne, pour un meilleur usage de l'eau en viticulture.
L’irrigation des vignes est influencée par des facteurs climatiques et physiologiques, et une gestion précise peut améliorer l’efficacité de l’eau et la qualité des fruits.
Bonjour à tous ! Donc c'est vrai je suis œnologue de formation et c'est ce qui m'a amené à intéresser se passe quant aux relations qui existent entre les paramètres climatiques les paramètres physiologiques de la plante et les paramètres du fruit et c'est dans ce contexte que je vais essayé de situer les résultats que je vais partager avec vous en ce qui concerne le suivi à ses fins de la consommation hydrique de la vigne c'est à dire de la transpiration donc voila un petit peu le plan que je vais m'attacher à suivre pendant cette présentation
donc je vais d'abord donné le contexte de ce qui m'a amené à m'intéresser à ce sujet pour donner quelques perspectives ensuite je vais introduire le concept du flux de sève et définir en quoi il peut être utilisé pour améliorer la précision dans la définition des seuils d'irrigation et à partir du moment où on arrive à définir un seuil d'irrigation ce qui importe c'est de définir la fréquence de l'irrigation donc je vais terminer en partageant avec vous quelques considérations sur les faits que différents intervalles entre
les irrigations peut avoir sur les économies d'eau d'une part et d'autre part les performances du vignoble rendement et composition du fruit donc historiquement quand je travaillais en californie on m'avait demandé de gérer des expérimentations sur l'irrigation avec deux objectifs en tête tout d'abord évaluer la pertinence de modèles de bilan hydrique donc j'ai été financée par les vignobles de mondavi et j'ai pu comparer quant à côte deux types de bilan hydrique ce qui était proposé par la nasa et
l'université de berkeley d'une part et ceux qui venaient du l'ep c'est qu'ils avaient été conçus par eric le bon sur sur des vignobles exposés à de hautes températures et à des stress en eau assez assez fort donc qui préfigurait en fait ce qu'on est en train d'observer aujourd'hui en europe et pour effectuer des calibrations afin de vraiment tester ces modèles on est allé assez loin on a vraiment analyser la réserve hydrique du sol avec des analyses poussées de la texture sur différents horizons on a fait des profils racinaire
en calculant la la taille d une proportion des racines pour ensuite combinés ça avec des mesures assez poussée de surface foliaire en utilisant différentes technologies et valider les variations de l'état hydrique en fonction des sorties du modèle à partir de mesures qui classiquement étaient des mesures de potentiel foliaire de potentiel de tiges des conducteurs automatique et même un peu plus poussée je vais en parler rapidement le deuxième objectif c'était d'utiliser ces expérimentations que je mettais en
place pour évaluer la fiabilité de l'utilisation du potentiel foliaire ou du potentiel de tiges comme une méthode qui permettait de déclencher des seuils d'irrigation en fonction d'un paramètre qui était intrinsèque à la plante donc rapidement le principe de ces mesures et de cette expérimentation consisté à prendre un bloc donc il ya jamais un bloc homogène mais ça c'est pas très grave parce que à travers des mesures aériennes ou à travers des mesures de physio cas qu'on arrive à gérer la structure spatiale du vignoble à la
représenter et à disposer en fonction de la variation spatiale de la vigueur des points d'échantillonnage qui vont refléter l'effet de la vigueur sur en réponse à un traitement donné donc vous voyez ici à gauche on a appliqué une irrigation hebdomadaire ce qui était assez traditionnel et on a des points de mesures qui permettent de mitiger les résultats en fonction de la vigueur intrinsèque de chaque point et puis en bleu vous voyez là où on a développé des traitements qui pour un seuil donné de potentiel de tiges a mené
à au déclenchement d'une irrigation est en fait les résultats sont les suivants en termes de performances du modèle de bilan hydrique ce qu'on a observé c'est que la performance est améliorée lorsque les intervalles entre les irrigations sont étirées et je vais terminer à la fin cette présentation avec quelques hypothèses pour expliquer pourquoi le fonctionnement est mieux compris lorsqu'il ya des périodes de sécheresse modérée entre deux irrigation en revanche la performance des modèles de bilan hydrique est fortement à très
fortement dégradée après la véraison et puis dès que on a des déficits en eau dans l'atmosphère qui sont marqués alors j'en profite pour parler du déficit en pression de vapeur d'eau puisque c'est en fait fondamentalement la notion qui je pense aujourd'hui est sous-estimé le déficit en vapeur d'eau c'est une façon de mesurer le pouvoir desséchant de l'air et en fait on le mesure c'est homogène à une pression donc s'est exprimé en kg pascal et c'est la pression qu'il faut appliquer à une unité de volume d'air imaginer un mètre
cube d'air pour voir apparaître en la comprimant en le comprimant ce volume d'air la première goutte d'eau liquide donc c'est plus le déficit en pression de vapeur d'eau est élevée c'est à dire plus cette valeur en kilos pascal est élevé plus l'air et des ses champs et en fait on va voir que la plante est à la fois sensible au dessèchement en eau du sol mais très sensible au dessèchement en eau de l'air est le deuxième point c'est que quelques y était et le traitement en fait on a observé des pertes de rendement de 20 à 40 % donc il
ya eu quelque chose qui a écrasé les faits de ces deux stratégies d'irrigation on a observé des chargements en sucre qui était perturbé donc par chargement sur ce que je veux dire c'est on regarde proportionnellement l'augmentation du volume de la baie par rapport à l'augmentation de la quantité de sucre par b et on s'aperçoit que des fois ni l'un ni l'autre n'augmente alors qu'on est dans une phase attendu de grossissement et l'autre observation qui a été fait sur les deux traitements c'est qu'il y avait des pertes brutales
du volume maximum de la baie de 20 à 40% donc qui permettait de montrer que ce n'était pas juste irrigation qui allait permettre d'optimiser le la production du vignoble donc pour essayer de comprendre ces résultats qui était un petit peu décevant on a mené d'autres analyses en même temps donc en particulier des analyses isotopiques donc sans aller dans les détails de l'analyse isotopique qu'il faut retenir c'est que on a une méthode qui permet de reconnaître la signature de l'eau en gros c'est comme
un marqueur et ça nous permet de distinguer si l'eau a une origine particulière est-ce qu'elle vient d'un bassin qui a été exposée au soleil est ce qu'elle vient d'une origine un petit peu plus profonde dans le sol et donc ce que j'ai fait c'est que j'ai prélevé aux trois points qui apparaissent des échantillons d'eau donc à partir des pétioles des limbes ou bien à partir d'échantillons de terre pour comprendre et comparer si l'eau une fois qu'elle passait ici en bleu dans le tuyau d'irrigation se retrouver
constitutive de l'eau du végétal est en fait la grande surprise c'est que non on s'est aperçu que l'eau d'irrigation ne correspondait pas n'avait pas la même signature isotopique que l'eau qu'on retrouvait dans le végétal donc ça a été les premières indications qu en fait l'irrigation elle n'est pas aussi efficace que ce qu'ont pensé que quand on met de l'eau dans le sol eh ben c'est pas dit que la plante va l'absorber la deuxième observation assez intéressante c'est la suivante toujours en californie sur un vignoble ont
irrigué cette fois on a mesurer à différents moments de la saison ici à trois semaines d'intervalle la variation du potentiel de tiges donc ce que j'ai symbolisée ici par ces petits cubes c'est la quantité d'eau dans le sol et on s'attend au fur et à mesure de la progression de la saison à ce que le sol s'appauvrissent en eau donc à ce que le potentiel de tiges deviennent plus négatif mais on a fait ces mesures dans des conditions qui vont devenir de plus en plus courante en europe c'est-à-dire
dans des conditions ici en rouge ou le déficit en vapeur d'eau de l'air est assez prononcé donc à gauche plus marquée que à droite trois semaines plus tard et à notre grande surprise quand on a mesuré les variations du potentiel de tiges au lieu d'observer qui devenaient plus négatives en réponse à l'assèchement progressif du sol on a observé que en fait on était passé de -15 barre qu'il y avait plus d'eau dans le sol à -11 barre il y avait moins d'eau dans le sol donc quelque chose en plus de l'eau du
sol influence le potentiel de tiges et ce quelque chose vous l'avez deviné c'est le déficit en vapeur d'eau qui en fait contrarie l'effet attendu de l'eau du sol sur la variation du potentiel de tiges donc ça c'est très important parce que ça veut dire qu'on a ici un élément explicatif de pourquoi le potentiel foliaire en conditions de sécheresse de l'air ben peut être inadapté pour optimiser des stratégies d'irrigation donc c'est mon premier message que je souhaite faire passer c'est que tout d'abord suite à ces 5 4 années
d'expérimentation ben on a remarqué que l'eau appliquer n'est pas nécessairement utilisées par la plante que les mesures de potentiel foliaire ne réflète pas seulement l'effet de l'eau du sol mais aussi les faits de lot de l'atmosphère et qu'il est fondamental d'intégrer le déficit en vapeur d'eau dans nos interprétations de l'état hydrique du vignoble puisqu'il peut avoir un effet contraire sur le potentiel foliaire à l'eau du sol l'autre bémol qu'on peut apporter à l'utilisation des bilans hydriques dont ils sont intéressants
mais ils sont difficiles à calais il est très difficile d'estimer la réserve utile en général on observe toujours qu'il ya plus d'eau que ce que nos estimations prédisent la surface transpirante parce qu'on va observer dans les années à venir avec plus de jours d'essai chance est que l est pas seulement sensible à la surface foliaire exposé à la lumière mais en cas de canicule elle grossit parce qu'il ya la contribution des feuilles à l'ombre qui contribuent à la consommation hydrique et finalement que d'une utilisation du
potentiel foliaire ben il est limité dès lors qu' on est dans des périodes de sécheresse atmosphérique donc c'est dans ce contexte qu'on a commencé à mesurer le flux d'eau qui traversent la plante alors comment on fait ça c'est simple on considère que la plante est un ensemble de tuyaux articuler les uns avec les autres et dans lesquels circule de l'eau et sur une section de ses tuyaux on applique un capteur alors regardez le ici une photo à l'intérieur du capteur il s'agit simplement d'appliquer par le
biais d'une résistance une quantité de chaleur bien défini et de mesurer avant et après que cette chaleur soit appliquée la température de la sève ensuite il suffit simplement de mesurer la quantité de chaleur qui a été transporté d'un point a à un point b pour la convertir en la quantité de chaleur nécessaire pour que cette chaleur circulent dans la plante et c'est comme ça qu'on peut mesurer en temps réel en continu la quantité d'eau qui quittent qui quitte la plante donc ça ça nous permet d'être très fin dans
l'appréciation de la consommation hydrique donc ces mesures on les a effectués depuis plus de 10 ans dans des zones très contrastée dans des fonds de vallées en haut des montagnes on les a effectués dans des vignobles qui sont très lâchement planté d'une façon très lâches et planté d'une façon très serrée puisque c'est un impact fort sur la consommation hydrique on les a observés ces mesures en réponse à des conditions de dessèchement de l'air peut marquer comme à bordeaux est très marquée comme à mendoza et ses suites à
tout ça que je vais partager avec vous quelques messages principaux est vraiment ce que j'espère c'est qu'on va pas répéter alors que l' usage de l'irrigation se popularise les mêmes erreurs qui viennent maintenant péniblement d'être corrigés dans les pays du nouveau monde ce que j'ai en tête c'est est ce qu'il faut écouter ce qu'on nous dit d'irriguer tout le temps des conflits est un peu et qu'on voit qui fait sec ou est ce qu'on peut se modérer un petit peu et profiter de la connaissance qui
est déjà existante donc tout d'abord ce qu'il faut comprendre c'est que envers ce que vous voyez c'est la demande climatique horaires au cours d'une journée d'été et donc il n'y a pas de surprise quand le soleil est haut midisolaire à 14h on atteint le pic de la demande climatique est ce que fait une plante en bleu sur ce graphique simplement elle reflète ces fluctuations de la demande climatique et le pic de la consommation hydrique s'aligne avec le pic de la demande climatique ça c'est quand la plante à toute l'eau
du monde à sa disposition quand elle ne subit aucun déficit hydrique ce que je vais montrer maintenant c'est comment la plante intègre à la fois la demande climatique mais aussi la disponibilité en eau du sol et pour illustrer sa on va regarder juste pendant une même journée une plante qui transpire alors qu'elle a toute l'eau disponible au niveau racinaire et ce qui va limiter sa transpiration finalement c'est la demande climatique et son architecture foliaire mais cette même plante sylla l'offre en eau diminue un petit peu va
transpirer un petit peu moins et puis au fur et à mesure que le sol vaseux seychelles va transpirer encore un petit peu moins donc vous voyez ici l'idée que j'essaye de dégager c'est que on va pouvoir vraiment apprécié d'une façon fine le niveau de déficit hydrique perçue par la plante grâce à cette mesure donc c'est le deuxième message c'est qu'en fait les variations du déficit hydrique par le biais de cette mesure ben vont traduire en fait la dépendance que la plante entretien vis-à-vis la demande climatique de la disponibilité
hydriques du sol puis c'est pas eu le temps de me montrer ici mais évidemment en fonction de la variété du porte greffe on va voir d'autres profils hydrique et architecture foliaire va jouer un rôle très important l'application directe de ces résultats c'est que à partir de cette méthode on peut définir un flux de sève maximum et influent de sève apparent est en fait en regardant les deux on va pouvoir juste comme un compte en banque en france regardez si la plante transpire autant qu'elle pourrait être inspiré si elle
n'avait aucune limitation dans son alimentation hydrique ou si au contraire elle est un petit peu restreinte par rapport à ce qu'elles pourraient potentiellement transpirer donc cet indice va nous permettre de définir des seuils en fait et ce qu'il faut avoir en tête c'est que chaque site chaque vignoble va définir le niveau maximum de transpiration en fonction de critères architecturaux et de la demande climatique donc ça ça nous amène à une un paradigme qui peut changer pour améliorer et revisiter un petit peu les stratégies
d'irrigation c'est que en fait en fonction de vos objectifs de production ce que vous voulez vous beaucoup de rendement pas beaucoup de rendement est ce que voulait surtout des polyphénols ou surtout des arums vous allez pouvoir définir des seuils avant véraison et après véraison qui vont être des critères objectifs pour optimiser l'irrigation nos petits pics mans je vous montre ici ce qu'on obtient en provence donc je vais détailler avec vous ce profil vous voyez que pendant la phase de croissance folle hier le niveau de
satisfaction des besoins en eau de la plante va augmenter au fur et à mesure que la surface foliaire exposé au soleil va augmenter jusqu'à ce qu'on atteigne finalement le pic de la surface foliaire à partir de ce moment la bombe à la plante ne subit aucun déficit hydrique et puis peu à peu on voit que le sol s'appauvrit en haut ce que la plante interprètent comme une limite dans le maximum de transpiration qu'elle peut effectivement perdre vers l'eau donc en fait son niveau de ses besoins en eau
maximum est moins satisfait et puis on voit qu'on peut tolérer un effondrement de ce niveau de satisfaction besoins en eau jusqu'à ici le producteur a souhaité imposer un niveau de satisfaction entre 40 et 70 % bain dès qu'on arrive dans cette zone bull une irrigation est déclenché et vous voyez que les irrigations sont déclenchés de manière à maintenir ce niveau de satisfaction des besoins en eau de la plante dans la plage qui oscille entre 40 et 70 % donc ça ça me permet de souligner mon troisième message c'est que les seuils
de déclenchement de l'irrigation vont varier selon les objectifs de rendement et de production donc je suis pas là à vous dire ce qu'il faut faire mais en revanche je peux partager une méthode qui permet de rationaliser vos décisions et finalement à quoi ça revient d'optimiser l'irrigation une stratégie d'irrigation ça revient petit temps à définir le seuil de déclenchement de la date de la première irrigation puis une fois qu'on la déclenche et ça revient à vraiment définir la fréquence avec laquelle on va revenir avec une certain
volume d'eau donc je vais terminer en partageant avec vous quelques considérations sur les méthodes et les observations qui ont permis aujourd'hui d'optimiser la fréquence de l'irrigation et tout l'enjeu derrière ça c'est c'est quoi c'est simplement d'optimiser les mécanismes naturels de la plante pour s'autoréguler et ce qui est très important surtout dans le contexte des changements climatiques c'est qu'une plante qui a été acclimatées à subir des périodes de sécheresse modérée est une plante qui
est mieux équipé sur le plan architectural sur le plan racinaire même sur le plan de sa conductance automatique pour résister à des coups de sécheresse ce qui se traduit par une susceptibilité amoindri au dessèchement et donc un maintien du rendement plus tard dans la saison d'où vient en pratique tout ce que je viens de vous dire il vient de ce constat suivant ce que vous voyez ici c'est en juillet sur une période de douze jours une plante qui transpire en réponse à une irrigation de 18 mm qui
appliquée ici donc vous voyez que la plante arrive au moment de l'irrigation avec un niveau de déficit hydrique relativement modéré et qui ont réponse à l'irrigation il lui faut quatre jours pour atteindre son pic de transpiration maximum et puis ensuite puisque c'est une irrigation abondante de 18 mm tout le profil racinaire est humecter et ce n'est que graduellement au fur et à mesure que l'ensemble du profil racinaire se dessèchent que la plante commence à réguler d'une manière harmonieuse tout ça conductance
automatique et on voit un infléchissement progressif de la transpiration donc on pourrait penser qu appliquer 18 mm en une fois c'est pareil que l'appliquer en trois fois et bien en fait non vous voyez ici en rouge sur le même vignoble c'est la même ligne c'est la même taille c'est le sol est pareil la demande climatique est pareil du cabernet sauvignon vous voyez qu ici on a appliqué en 3 x 6 mm donc exactement le même volume d'eau mais ce qui est intéressant de noter c'est que ces petits apports ont
tendance à rapprocher le moment où la plante atteint son pic de transpiration mais surtout ce qui est remarquable c'est que la pente avec laquelle le niveau de satisfaction des besoins hydriques et diminue est beaucoup plus marqué donc en fait ce qu'il faut retenir c'est qu'avec des petite irrigation on a des variations beaucoup plus brutale de la consommation hydrique et donc du niveau de satisfaction des besoins de la plante non seulement ça mais vous voyez que au bout de douze de 13 jours alors qu'on a
appliqué en rouge la même quantité d'eau on a une plante qui transpire deux fois moins et donc en fait avec des fréquences rapprocher d'irrigation on assèche plus la plante la plante devient un peu comme un junkie elle devient plus dépendante du prochain de la prochaine injection et ça je pense que c'est très important aujourd'hui pour être critique quand on est forcé ou pousser ou inciter à irriguer très souvent parce qu'en fait la plainte elle va être plastique et elle va répondre d irrigation très fréquentes
d'une manière qui va la rendre beaucoup plus sujettes aux coûts de fake donc pour valider cette hypothèse en fait une fois que qu'on la remarque et on a fait une demande de subvention auprès du plus grand acquéreurs d'eau du monde c'est le sait la ville de los angeles en fait ils achètent même plus d'eau qu'à dubai parce que eux toute économie d'eau qui se fait dans le nord de la californie bain un impact positif chez eux et donc il nous en financer pour tester qu'effectivement ce qu'on avait observé
été retrouvés dans d'autres zones est ce que vous voyez ici c'est qu'on a essayé de valider si notre hypothèse était retrouvé dans des contextes de la centrale cost à paso robles jusqu à sonoma donc qui est une zone un petit peu plus fraîches pour vraiment tester le bien fondé de cette approche est en fait on a pu montrer qu'à une échelle régionale sur des climat contraste est ce que vous voyez à gauche c'est que en orange quand les chefs de culture suivent avec leurs pratiques traditionnelles ils ont un nombre d'irrigation qui
évolue entre sept et plus que 20 et puis quand vous regardez en terme do total apporté c'est entre 20 et quasiment 150 millimètres d'eau alors que quand on écoute la plante pour rationaliser les moments et les volumes de ses apports ben vous voyez qu'on a une baisse drastique de l'eau appliquer plus de 50% sans qui aucun impact sur le rendement est en fait même le rendement a augmenté de 10% parce que la plante et mieux équipés pour résister aux coups de chaleur donc ça ça a été validé sur un grand nombre
de sites ont quand même plusieurs années puisque ce que vous voyez sur les trois derniers points ici c'est le même vignoble qu'on a suivi pendant trois ans donc on peut pas pensé que c'était juste un coup de pot donc là c'est le quatrième message c'est que irriguées à haute fréquence finalement ça peut amener à des variations brutales de la transpiration ce qui amène à développement d'un stress hydrique plus sévère entre deux irrigation ce qu'il faut retenir c'est qu'il existe une fréquence propre est spécifique à
chaque vignoble je ne dis pas qu'on va toujours pouvoir irriguer à trois semaines d'intervalle sur des sols argileux peut-être mais sur des sols sableux peut être pas ça va aussi dépendre du porte greffe et ça m'amène à ma conclusion c'est que finalement la stratégie d'irrigation il faut arrêter de l'évaluer simplement en fonction de son impact sur le profil hydrique parce qu'on le voit si c'est un profil hedrick mesurer au potentiel foliaire toute façon il va nous donner une information qui va pas être
nécessairement corrélée avec l'état hydrique de la plante il faut surtout regarder comment la stratégie d'irrigation va impacter les paramètres de la production le volume maximum de la belle la quantité maximale de sucre faut savoir que le statut hydrique des tissus mais particulièrement de la baie va dépendre fortement du déficit en vapeur d'eau et donc arrêtez d'être obsédé peut-être trop fortement par l'humidité du sol mais toujours garder l'humidité du sol en fonction de l'humidité de l'air et
que les périodes de sécheresse entre deux irrigation pour un oenologue elles sont désirables au moins pour quatre points s'il ya des résultats qui montrent là je pense à bonada en argentine et en australie qu une acclimatation à des périodes de sécheresse modéré bain permet une meilleure régulation de la plante de sa transpiration ça va stimuler un système racinaire plus profond ce qui va faire que la plante va être un petit peu plus isolées des variations du niveau d'eau dans l'horizon superficielles ça va favoriser au niveau
du fruit une meilleure extraction des polyphénols et surtout des anthocyanes et évidemment on le sait tous un déficit hydrique modéré prêt véraison va augmenter la teneur en polyphénols donc vous est ce qu on en est aujourd'hui et bien aujourd'hui en fait suite à ces résultats obtenus avec los angeles ben je les ai présenté au gouvernement de californie au ministère de l'énergie et donc ça nous a permis de maintenant tester sur des grandes surfaces plus de 150 hectares que on va pouvoir faire des
économies d'eau et des économies d'énergie donc on a plus d'un million de dollars qui nous a été donné pour déployer cette expérimentation à grande échelle les résultats sont très encourageants puisque on économise entre 30 et 50 % d'eau systématiquement et l'idée en fait à terme ça va être en tous cas pour la viticulture mais on pense et allez ça à la main enfin d'autres à d'autres cultures en tout cas sur la viticulture de définir des seuils d'irrigation qui respecte la plante au lieu de venir avec
des modèles atmosphériques et à partir du moment où on n'a validé que les seuils d'irrigation ne dégradent ni le rendement ni la composition du fruit va adapter et extrapoler ces seuils d'irrigation via la combinaison avec des images aériennes ou à des méthodes atmosphérique à à l'ensemble du vignoble je vous remercie
