Protéger les vignes du gel

De Triple Performance
Bougies vigne.jpg



Le gel engendre dans certains cas d'importants dégâts dans les parcelles, compromettant la récolte. Ce type d’aléas sera sans doute de plus en plus fréquent dans les années à venir en raison du changement climatique. Cette évolution du climat a également des conséquences sur le cycle de la vigne. Les dates des différents stades phénologiques sont de plus en plus précoces. Ainsi, le stade mi-débourrement a avancé de plus de 7 jours en 30 ans[1] (12 avril en moyenne), ce qui engendre des dégâts beaucoup plus importants en cas d’une gelée de printemps, les bourgeons étant sortis et donc vulnérables.


La combinaison d’un risque de gelée de printemps accru et de l’avancement des stades phénologiques amène les professionnels à chercher des moyens de lutte contre les effets du gel sur leurs parcelles afin de limiter les dégâts sur la plante et protéger la future récolte.

Quel type de gel ?

Il existe 2 types de gel : radiatif et advectif. Il peut arriver qu’ils interviennent simultanément, l’un étant toutefois prédominant. Dans ce cas, il s’agit de dominante radiative ou advective.

Le gel radiatif

Il s’agit du type de gel le plus courant. Au cours de la nuit, les rayons du soleil cessent de réchauffer les sols. Ceux-ci perdent alors de la chaleur par l’émission de rayonnement thermique.

Gel radiatif 1.jpg
  • Si le ciel est nuageux, une partie du rayonnement est captée et retourne vers le sol.
  • Si le ciel est clair, l’interception des rayonnements par les nuages est impossible et la perte de chaleur est plus grande.
    Gel radiatif 2.png

Il se caractérise par :

  • un ciel dégagé durant la nuit
  • une absence de vent
  • une inversion de température en altitude


Le pourcentage d’humidité contenu dans l’air déterminera le type de gelées :

  • taux élevé : gelée blanche
  • taux faible : gelée noire



Le gel advectif

Il est rare. Il est caractérisé par l’arrivée d’une grande masse d’air froid accompagnée de vent sur une région. Il est dû au passage de fronts froids ou à l’invasion polaire. Il n’y a pas d’inversion de températures en altitude en raison du vent qui mélange les couches d’air. Ce refroidissement advectif est le mécanisme principal des gelées en hiver, mais il peut se produire au printemps. Il se caractérise par :

  • un ciel clair et dégagé
  • un vent fort
  • pas d’inversion de température Ce type de gel est extrêmement difficile à combattre et il existe peu de moyens de lutte efficaces.


Quels moyens de protection ?

Suivant le type de gel et gelées, les moyens de lutte existants présentent plus ou moins d’efficacité. Il est donc pertinent de déterminer le type de gel avant de mettre en œuvre une stratégie de lutte pour éviter des dépenses d’énergie, de ressources et d’argent qui ne seraient pas utiles. Une clé de diagnostic a été mise au point pour aider la prise de décision.

Aide à la décision en cas de gel dans le vignoble.


L’importance des dommages dépend également du stade phénologique auquel intervient le gel. Plus les organes sont développés, plus ils sont sensibles au gel.

  • Du stade éclatement des écailles à bourgeons dans le coton : les vignes peuvent supporter jusqu’à - 8 °C.
  • Au stade pointe verte : les premiers dommages apparaissent dès - 2 °C.
  • Les jeunes pousses vertes commencent à être affectées par le froid à - 0,6 °C pour 30 min d’exposition (température prise à un peu plus d’un mètre du sol).
  • Les bourgeons débourrés, les jeunes feuilles et les jeunes rameaux meurent à des températures de 0 à - 0,5 °C.


Lutte passive

Des moyens de lutte dits passifs permettent de prévenir les dégâts liés au gel de printemps. Ils reposent sur la prise en compte du risque de gel dès la plantation et sur la prophylaxie.[1]

Les points clés de la lutte passive sont :

  • le choix du site lors de l’implantation de nouvelles parcelles : il faut éviter d’installer la vigne dans des zones gélives en évitant particulièrement les creux de terrain ou les fonds de vallon dans lesquels l’air froid s’amasse et stagne. La présence de haies d’arbres compacts ou de bandes boisées, en s’opposant à l’écoulement de l’air froid, peuvent augmenter le risque de gel. Choisir une parcelle bien drainée ou réaliser les travaux de drainage.[2]
  • le choix du matériel végétal en fonction du site : sur les parcelles à risque de gelées d’automne ou d’hiver, privilégier des cépages à aoûtement précoce et assurer une protection phytosanitaire efficace du feuillage, gage d’une bonne mise en réserve. Pour les gelées printanières, implanter des cépages à débourrement tardif et élever la hauteur des souches. La taille tardive, ainsi que l’attachage de la vigne après la période de risque de gel, sont parfois également utilisés par les vignerons pour limiter le risque.[2]
  • le mode d’entretien du sol et de son éventuel couvert végétal : une tonte avant le débourrement sur les parcelles enherbées peut limiter l'impact du gel. Il est à noter qu’un enherbement peu dense se comporte presque comme un sol nu et il est important de veiller à faucher ou broyer le couvert plusieurs jours avant un épisode de gel, afin de lui laisser le temps de disparaître et de ne plus produire de mulch isolant.[3]
  • la souscription d’une assurance récolte, incluant le gel et la grêle. Le coût élevé de la cotisation constitue néanmoins un frein important au développement de ce type d’assurance.[2]


Lutte active

Le buttage ou chaussage des vignes

Utilisée pour lutter contre les gelées hivernales, cette méthode consiste à recouvrir de terre les ceps de vigne. Cette pratique est notamment largement utilisée dans les vignobles canadiens (Ontario, Québec), ainsi qu’en Europe centrale, en Chine, …[3]


L'aspersion

Système d'aspersion

Le principe de cette méthode est d'établir un équilibre eau-glace autour des organes végétaux afin de les maintenir à 0°C.

Un dispositif de pompage alimente un réseau d’arroseurs qui quadrille la parcelle. En vigne, les distances entre les arroseurs de type sprinkler permettant une aspersion sur frondaison, sont généralement comprises entre 15 et 24 m. Un arrosage homogène et continu d’au moins 4 mm/h (débit de 40 à 60 m3 /ha/h) est impératif afin que la couche de glace formée soit constamment humidifiée. Dans le cas contraire, la surgélation de la couche de glace pourra provoquer des dégâts importants à la végétation. Il est également possible de collectiviser les installations de prélèvement en eau, avec pour contrainte de devoir déclencher simultanément l’aspersion des parcelles pour garantir un débit suffisant dans le réseau.[3]

Le coût de cette méthode oscille entre 8 000 et 14 000 €/ha.[1]

Avantages Inconvénients
  • efficace quel que soit le type de gel ou de gelée
  • permet d’atteindre toutes les parties du cep
  • non polluant
  • automatisable


  • déclenchement délicat
  • nécessité d’une ressource en eau conséquente
  • possibilité d’asphyxie des sols
  • lessivage induit des désherbants ou fertilisants
  • accroissement de l’érosion des sols
  • demande d’entretien et de la main d’œuvre

Le brassage d'air

Le brassage d’air a pour objectif d’assurer une homogénéisation de l’air froid à proximité du sol avec l’air « plus chaud » présent en altitude (environ 10-15 m au-dessus de la surface), ou de déplacer la masse d’air froid qui s’est accumulée au niveau du sol. S’il contribue au réchauffement du microclimat, le brassage peut induire un asséchement des bourgeons qui augmente leur sensibilité au gel en faisant perdre environ 1 °C. Dans le cas de fortes gelées, le moyen de lutte ne se suffit pas à lui seul et pourra être complété par un apport d’énergie thermique, comme avec des dispositifs de chauffage par bougies par exemple.[3]

Tour antigel fixe en vigne avec système de chauffage
Tour antigel

Le principe de cette méthode est de réchauffer l’air froid, plus dense, situé au niveau des bourgeons en le mélangeant à de l’air plus chaud présent en altitude (dans le cas du gel radiatif). Généralement cette méthode permet un gain thermique de 1°C (3°C avec un chauffage d'appoint). Le coût de cette méthode s'élève à :

  • 40 000 € pour 5 ha avec une tour fixe
  • 47 000 € pour 5 ha avec une tour pliable
  • 30 000 € pour 4 ha avec une tour mobile et pliable (inefficaces si le vent > 8 km/h)[1]
Avantages Inconvénients
  • peu de main d’œuvre et de surveillance
  • protection jusqu’à des températures de - 4 °C
  • déclenchement automatisé
  • non polluant


  • inefficace contre le gel d’advection et les fortes gelées (- 6 à - 7 °C)
  • bruit important
  • dépend de la topographie du site (site en cuvette ou faible pente)
  • aspect paysager
Lutte contre le gel par hélicoptère
Hélicoptère

Le principe de cette méthode est de réchauffer l’air froid, plus dense, situé au niveau des bourgeons en le mélangeant à de l’air plus chaud présent en altitude (dans le cas du gel radiatif). Le gain thermique permis par l'hélicoptère est difficilement évaluable[1].

Le coût de cette méthode est de 170 à 220 €/ha/h.

Avantages Inconvénients
  • grandes surfaces couvertes (jusqu’à 20 ha)
  • peu de main d’œuvre et de surveillance


  • inefficace contre les gels d’advection
  • bruit important
  • pas de décollage avant 7 h
  • nécessité d’autorisations spéciales
  • passage toutes les 4 à 7 minutes pour éviter reformation du gel
Aspirateur à froid
Aspirateur à froid

Le principe de cette méthode est d'extraire l’air froid plus dense près du sol. Cette méthode permet un gain thermique allant jusqu'à 4°C. Le coût de cette méthode oscille entre 13 000 et 26 000 € selon les modèles[1].

Inconvénients
  • nécessité d’avoir un point bas d’accumulation (sinon mise en place de barrières naturelles possible)
  • connexion à un tracteur (540 tr/min)
  • bruit


Drone

Le drone Protégel, récompensée par les Chambres d’agricultures lors du concours Agreen Startup (2ème prix) est en expérimentation depuis 2018. D’une envergure de 2 m pour un appareil de 25 kg, le drone suit un plan de vol préprogrammé. Le mouvement des pâles effectue un brassage de l’air, avec un mode d’action similaire à la mobilisation d’un hélicoptère (lutte contre le gel radiatif). Il peut également être équipé de brûleurs de gaz qui réchauffe la masse d’air (lutte contre le gel adventif). Le prix annoncé est de 20 000 à 30 000 € par appareil et il est proposé dans un premier temps pour une application en viticulture. La question de la réglementation autour de l’usage de ce type de dispositif devra être également étudiée s’il devait faire l’objet d’une commercialisation du fait du durcissement[3].

La protection par chauffage statique

Les méthodes de lutte associées consistent à réchauffer la couche d’air présente à hauteur des cultures, majoritairement par combustion de matières inflammables au sol. Il s’agit d’un des plus vieux moyens de lutte contre le gel, qui peut être associé à d’autres dispositifs de lutte contre le gel en cas de fortes gelées. Compte tenu des fortes contraintes en disponibilité de la main d’œuvre, il s’agit de dispositifs davantage adaptés à une lutte ponctuelle contre le gel. Pour une meilleure efficacité de ces dispositifs, il est également recommandé de préférer plusieurs points de chauffage dans la parcelle plutôt que peu de points de capacité de chauffage plus importante, la majeure partie de l’énergie thermique produite (estimée entre 75 et 85 %) étant perdue par convection : l’air chaud produit, plus léger, s’élevant et étant perdu au-dessus de la parcelle.ne bénéficie pas au réchauffement de la masse d’air en surface et au contact effectif des cultures.[3]

Fuel pulvérisé

Le principe de cette méthode est de réchauffer l'air. Cela permet un gain thermique de 5°C ou plus. Le coût de cette méthode oscille entre 11 000 et 15 000 €/ha (pour 200 à 500 chaufferettes / ha).[1]

Avantages Inconvénients
  • efficacité (jusqu’à

-9 °C avec un temps sec et - 7 °C avec un temps humide)

  • automatisation (allumage électronique)
  • réglage fin de la puissance de chauffe
  • veille nocturne nécessaire
  • entretien annuel (gicleurs)
  • risque de pollution du sol et de l'air
  • réglementation pour le stockage du fuel
  • manutention (pose et dépose matériel)


Combustion de gaz

Le principe de cette méthode est de réchauffer l'air. Cela permet un gain thermique de 5°C ou plus. Le coût de cette méthode oscille entre 8 000 et 14 000 €/ha (environ 12 000 €/ha pour 10 nuits de lutte).[1]

Avantages Inconvénients
  • efficacité comparable au fuel pulvérisé
  • non polluant
  • automatisable
  • autonomie totale
  • stockage et approvisionnement facilités
  • veille nocturne nécessaire
  • manutention (pose et dépose matériel)


Bougies

Le principe de cette méthode est de réchauffer l'air. Cela permet un gain thermique de 2,5°C, pour 500 bougies par hectare. Le coût de cette méthode est de 2 500 €/ha pour 2 nuits de lutte.[1]

Avantages Inconvénients
  • efficacité sur petites gelées
  • moins polluant que le fuel
  • adapté aux petites surfaces
  • pas d’efficacité sur les fortes gelées
  • allumage délicat
  • combustion irrégulière
  • manutention assez lourde
  • veille nocturne nécessaire


Bûches calorifiques

Le principe de cette méthode est de réchauffer l'air. Cela permet un gain thermique de 2°C, pour 500 bûches par hectare. Le coût de cette méthode est de 3 000 €/ha.[1]

Avantages Inconvénients
  • efficacité sur petites gelées
  • moins polluant que le fuel
  • adapté aux petites surfaces
  • pas d’efficacité sur les fortes gelées
  • faible autonomie
  • manutention assez lourde
Câbles chauffants


Fils ou câbles chauffants

Le principe de cette méthode est de réchauffer l'air à proximité des bourgeons. Le coût de cette méthode est de 15 000 €/ha + abonnement annuel EDF.[1]

Avantages Inconvénients
  • efficace sur tout type de gel jusqu’à - 5 °C
  • démarrage automatique


  • adaptation de la taille (diffusion de chaleur dans un rayon de 5 à 10 cm)
  • perte d’efficacité avec l’avancement de la végétation
  • fragilité des câbles
  • raccordement à un transformateur EDF


La protection par chauffage dynamique

De la même manière que pour les dispositifs de chauffage statique, les dispositifs de chauffage dynamique permettent un réchauffement de la masse d’air présente au niveau des cultures depuis des dispositifs projetant de l’air chaud. Il peut s’agir de dispositifs mobiles ou fixes. La mise sur le marché de ces dispositifs est relativement récente et leur niveau de déploiement en France métropolitaine est plutôt restreinte en comparaison aux dispositifs par brassage de l’air, aspersion et chauffage statique. Outre des témoignages de producteurs qui les mobilisent, peu de recul est disponible vis-à-vis de leur efficacité face à une diversité de situations de gel.[3]

FrostGuard
FrostGuard

Le principe de cette méthode est de réchauffer l'air. Cela permet un gain thermique de 2 à 7°C selon le nombre de machines. Le coût de cette méthode est de 6 700 € HT + coût de fonctionnement (250 €/ha/an).[1]

Avantages Inconvénients
  • efficace sur tout type de gel
  • moins polluant que le fuel (fonctionne au propane)
  • adapté aux petites surfaces
  • démarrage automatique possible
  • consommation de gaz : 10,5 kg/h
  • positionnement en milieu de parcelle (difficile en vignes étroites)
  • efficacité 10 à 20 mètres autour de la machine
FrostBuster
FrostBuster

Le principe de cette méthode est de réchauffer l'air. Cela permet un gain thermique de 1 à 2°C. Le coût de cette méthode est de 2 100 €/ha. Contrairement au FrostGuard, le FrostBuster nécessite d'être placé derrière un tracteur.[1]

Avantages Inconvénients
  • efficace sur tout type de gel (jusqu’à - 8 / - 9 °C)
  • moins polluant que le fuel (fonctionne au propane)
  • permet de traiter jusqu’à 8 ha
  • doit être placé derrière un tracteur
  • manutention et veille nocturne nécessaires
  • nécessité de passer toutes les 7 à 10 minutes
  • non adapté aux vignes étroites
  • consommation de gaz : 40 kg/h
Heat Ranger
Heat Ranger

Ce système, développé en Nouvelle Zélande et peu déployé en France hormis en situation de tests, consiste en un canon oscillant fixe qui propulse de l’air chaud à partir d’un brûleur à gaz. La présence d’une citerne pour alimenter le dispositif en gaz est nécessaire. D’après le constructeur, un appareil permet de protéger de 10 à 20 ha selon la topographie et l’intensité du gel en délivrant un air d’environ 30 °C en sortie du dispositif. Ce dispositif est proposé pour la lutte contre le gel en viticulture et en arboriculture, mais manque de référence technico-économique et d’évaluations de son efficacité. D’après les fournisseurs, l’investissement avoisine 100 000 € par dispositif, avec des coûts de fonctionnement par nuit d’environ 25 à 50 € selon le temps de fonctionnement.[3]


Autres méthodes

Bâche antigel
Bâches antigel

Ce dispositif de couverture des cultures a été interdit en vigne en AOC par l’INAO en 2003 car il modifie les caractéristiques du milieu naturel et tend à artificialiser le système de culture. Il consiste en l’installation de bâches d’avril (avant le débourrement) à la mi-mai environ et nécessite d’avoir fini les travaux de taille avant son installation. Certains modèles repliables sont également proposés. Les toiles tissées en polyéthylène laissent passer l’eau et la lumière. Elles emmagasinent la chaleur pendant la journée, qui se retrouve bloquée durant la nuit, maintenant les ceps à une température supérieure à l’air ambiant.[3]


Substance élicitrice (PEL 101 - GV)

L'utilisation de cette substance élicitrice permet le renforcement des défenses naturelles de la plante (accumulation de glucose dans les feuilles diminuant le point de congélation). Appliquée sur les feuilles 12 à 48h avant l'épisode gélif, cette substance serait efficace jusqu'à -5°C et offrirait une protection moyenne de 30 à 50% du vignoble (selon les fabricants). L'inconvénient de cette technique réside dans sa faible rémanence (4 jours). Le coût de cette méthode avoisine les 60 €/ha. [1]

Brûlage de paille
Brûlage paille, ceps,...
Dispositif Puls-fog de brouillard artificiel

Il s’agit dans ce cas de créer un voile opaque de fumée ou de brouillard durant la nuit d’apparition du gel pour limiter le rayonnement du sol et donc la baisse de température et durant le lever du soleil pour limiter le réchauffement rapide des parties végétatives pouvant être source de brûlure (effet loupe). Le voile peut être obtenu par combustion au sein ou en abord de la parcelle de matériau type paille, vieux ceps, chutes de bois, bottes de paille, ou par la mise en œuvre de dispositifs plus récents destinés à créer un brouillard artificiel.[3]


Ces derniers dispositifs, attelés au tracteur afin d’être mobile au sein des parcelles, consiste à produire des gouttelettes ultra-fines à 40 °C à partir d’oligo-éléments et de glycérine afin de constituer un brouillard opaque sur l’ensemble de la zone à protéger.


L'avantage de cette méthode est son moindre coût. Cependant, le brûlage a également de nombreux inconvénients : pollution visuelle et olfactive, manutention et veille nocturne nécessaires, non envisageable sur le long terme.


Bactéries antigel

La bactérie Pseudomonas syringae est naturellement présente dans l’atmosphère et sur les végétaux. Sa membrane contient une protéine «antigel», qui lui permet de se protéger contre les cristaux de glace. Ceux-ci se forment donc à une certaine distance de la bactérie sans contact direct avec sa membrane plasmique. Elle serait donc en partie responsable des gelées sur les végétaux. L’idée de cette méthode est donc de combattre cette bactérie par une autre afin de limiter, voire détruire, sa population. Des essais sont en cours avec Pseudomonas fluorescens A5O6 mais aucune efficacité n'a encore été prouvée.[1]


Les moyens de lutte contre le gel, en bref

Efficacité des moyens de lutte contre le gel.


Les critères de choix

Le choix d’un système de lutte contre le gel va dépendre de multiples facteurs :

  • la fréquence et l’intensité des gelées
  • le type de gel (radiatif ou advectif)
  • la surface à protéger
  • la topographie du site
  • l’approvisionnement en ressources (eau, carburant, électricité...)
  • le besoin de main-d’oeuvre
  • la proximité des habitations
  • le coût (acquisition, fonctionnement, main d’oeuvre...)


Conclusion

Des moyens de lutte contre le gel existent et sont d’ores et déjà utilisés en France comme à l’étranger, notamment dans des vignobles présentant des risques de gelées de printemps.

Néanmoins, la plupart des techniques de lutte active représente un investissement financier et une demande en main d’œuvre assez élevés, avec parfois des coûts de fonctionnement eux aussi importants, pour un résultat qui n’est pas toujours optimal et pouvant être très variable en fonction du type de gel et des températures atteintes. Chacune des techniques présente des limites de mise en œuvre et d’utilisation et ne permet pas de se prémunir à 100 % des dégâts de gel.

Pour les vignes en place, la technique de lutte passive consistant en un baissage (ou liage) des baguettes tardif permet de limiter l’importance des dégâts de gel, sans toutefois garantir une protection totale.


Sources


Annexes

S'applique aux cultures suivantes