2.2 Modélisation du bilan hydrique de la vigne
(modèle « Lebon et al., 2003 »)
2.2.1 Contexte d'utilisation
L'application des outils de diagnostic du stress hydrique
à la parcelle (mesure des potentiels hydriques de tige, dans cette
étude) fournit une information précise mais momentanée. La
multiplication des mesures étant difficilement envisageable sur
l'ensemble de la saison (nombre de feuilles limité et conditions
climatiques parfois défavorables), un modèle de bilan hydrique
(Lebon et al., 2003) a été utilisé en
complément, pour évaluer l'état hydrique de la vigne et la
disponibilité en eau offerte par le milieu. Le bilan hydrique
présente l'avantage de discriminer le degré de contrainte
hydrique à travers trois composantes: l'époque, la durée
et l'intensité.
13 Idéalement, cette feuille aura été
prélevée quelques dizaines de secondes avant d'être
placée dans l'enceinte (Choné et al., 2001-b).
Figure 12 : Schématisation des flux et des
quantités d'eau considérés par le bilan
hydrique.
ATSW = quantité d'eau accessible dans le sol à un
moment donné ; TTSW = quantité maximale d'eau utilisable
dans
le sol ; P = Précipitations ; R = Ruissellement de surface ; Tv =
Transpiration de la végétation ;
Es = Evaporation du sol ; Ru
= Réserve utile
Source : Payan et Salançon (2003)
Tableau 5 : Niveau de la contrainte hydrique de la
vigne
Source : Riou et Payan (2001)
|
Niveau de la contrainte
|
FTSW (%)
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Absence de contrainte
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> 40
|
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Contrainte faible
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21 - 40
|
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Contrainte modérée
|
7 - 21
|
|
Contrainte forte
|
< 7
|
2.2.2 Principe de fonctionnement
Le modèle de bilan hydrique repose sur l'acquisition de
données simples et accessibles, caractérisant la parcelle sur les
plans climatiques, édaphiques et agro-physiologiques (paramètres
d'entrée). On considère le sol comme un réservoir qui se
rempli grâce aux précipitations, et qui se vide continuellement en
fonction de la demande climatique (évapotranspiration réelle, ou
ETR). Le modèle délivre une estimation quotidienne de la
fraction d'eau du sol utilisable par la plante, et il permet, de calculer un
indice caractérisant le vécu de la plante par rapport a cette
disponibilité en eau.
2.2.3 Equation de
modélisation
La quantité d'eau disponible a un instant «
t >> (Available Transpirable Soil Water, ou
ATSWt) est égale a la quantité d'eau accessible dans le
sol en début de saison (Total Transpirable Soil Water,ou
TTSW), a laquelle on additionne des gains issus des
précipitations (P) et retranche les pertes par transpiration de
la végétation (Tv), évaporation du sol
(Es) et ruissellement de surface (R) (figure 12). D'une
façon générale, la TTSW décrit les
potentialités hydriques de la parcelle.
ATSWt = TTSW + P - Tv - Es - R
On note ici que le modèle que nous utilisons (Lebon et
al., 2003), ne prend pas en compte le ruissellement de surface
(R) évoqué précédemment.
ATSWt = TTSW + P - Tv - Es
Le rapport entre la quantité d'eau du sol utilisable a
un instant « t >> (ATSWt) et la quantité
totale d'eau, lorsque le sol est au maximum de son état d'hydratation
(TTSW), représente la fraction d'eau du sol utilisable par la
plante a cet instant (Fraction of Transpirable Soil Water, ou
FTSWt). Elle reflète l'évolution du stock d'eau qui se
vide suite a des prélèvements par évapotranspiration et
qui se remplit par des apports extérieurs (précipitations).
FTSWt = ATSW / TTSW
2.2.4
Paramètres d'entrée
Il est nécessaire d'initialiser le modèle avec un
certain nombre de données relatives a la parcelle et a la période
pour laquelle la modélisation va être effectuée.
> Données cimatiques
Ce groupe comprend les paramètres suivants (une valeur
moyenne par jour) : précipitations ; température maximum et
minimum ; évapotranspiration potentielle (ETP). (Il est
possible de calculer ce dernier, a partir des températures minimales et
maximales en utilisant les formules empiriques de Hargreaves fournies dans le
modèle).
> Données édaphiques
La TTSW a été remplacée par la
valeur de la réserve utile (RU). Celle-ci a été
calculée a partir d'échantillons de sol prélevés
sur l'ensemble des horizons constituants le profil pédologique de chaque
parcelle, en utilisant des techniques de mesures des propriétés
hydriques du sol en laboratoire (teneur en eau volumique au point de
flétrissement et a la capacité au champ) (Ayachi, 2010).
> Données agro-physiologiques
Ce jeu de données comprend des informations relatives a
la position géographique de la parcelle, a la densité de
plantation, au gabarit de la végétation, a la phénologie
spécifique du cépage concerné (somme des
températures actives) et a la surface du sol (albédo,
enherbement...). Le modèle tient compte de la croissance de la
végétation et d'une régulation de la transpiration lorsque
le sol s'assèche.
2.2.1 Paramètres de sortie
Le modèle simule l'évolution du bilan hydrique
de la vigne, représenté par la FTSW (%) et
délivre un indice de stress de la vigne (ISv : taux de
conductance stomatique de la vigne variant en fonction de FTSW). Pour
caractériser le niveau de la contrainte hydrique subie au cours de la
saison, nous avons utilisé une classification proposée par Riou
et Payan (2001) (tableau 5).
2.3 Observation et notation des symptômes
d'Esca/BDA au vignoble
Selon le protocole mis en place pour ce suivi
(réalisé depuis 2006), seuls 10 rangs des parcelles
concernées ont été analysés (notion de micro-zone
au sein de la parcelle de référence). On note que les micro-zones
définies pour la mesure des potentiels hydrique foliaire de tige
(Øt) sont inclues dans celles qui ont été définies
pour le suivi des maladies du bois.
L'observation et la notation des symptômes ont eu lieu
en fin de cycle végétatif (début septembre), une date
tardive permettant de maximiser le nombre de symptômes exprimés.
Les différentes formes de l'Esca et du BDA ont été
discriminées (voir paragraphe 1.3 : Symptomatologie). Le nombre maximum
de ceps implantables sur la micro-zone (notion d' « emplacements »,
ce chiffre étant relatif à la densité de plantation
utilisée sur la parcelle), ainsi que le nombre de jeunes plants (exclu
de la population sensible aux maladies du bois), de ceps manquants et de ceps
morts (c'est-à dire n'ayant pas débourré :
différent de l'apoplexie totale) ont également été
comptés. Les taux d'expression des différentes formes des
maladies du bois ont été exprimés par rapport à la
population de ceps considérés comme sensibles aux maladies du
bois (nombre total de ceps vivants sur la micro-zone, hors jeunes).
2.4 Traitement des données
Les données ont été traitées en
utilisant le logiciels statistique Statbox v.7.1.9 et le tableur Excel 2010.
SL4
CD8
Figure 13 : Représentation graphique des
résultats de mesures du potentiel hydrique foliaire de tige
(Øt)
et de l'état hydrique de la vigne pour chaque date de
mesure.
(Lignes à l'extrémité des segments:
valeur maximale et minimale ;
ligne discontinue : médiane ; ligne en
gras : moyenne ; cercles : valeurs extrêmes)
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