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STICS « modélise » les conséquences du changement climatique sur la vigne

15 mars 2009

vigne_stics_opt.jpegL’évolution du climat au cours des prochaines décennies risque d’entraîner un profond bouleversement des conditions de productions des cultures annuelles et pérennes dans notre pays. L’élévation du niveau des températures moyennes et une fréquence accrue des sécheresses estivales dans la plupart des régions ne vont-elles pas perturber fortement le développement de plantes comme le blé, le maïs ou la vigne ? Des travaux de recherches initiés depuis une quinzaine d’années à l’INRA d’Avignon commencent à apporter des éléments de réponses à ces questions. Mme Nadine Brisson a développé un programme d’étude pour mettre au point une approche de modélisation qui permet de simuler les conséquences de l’évolution climatique sur différentes cultures. Le travail, commencé en 1996, concernait les cultures annuelles mais plus récemment une approche plus spécifique a été développée sur la vigne. L’intérêt de cette démarche est lié au fait qu’elle a intégré des approches régionales dans les principaux vignobles français (les Côtes-du-Rhône, le Languedoc, le Bordelais, les Charentes, la Bourgogne, l’Anjou et la Champagne). Les premières conclusions du modèle Stics vigne font l’objet de diverses communications qui soulèvent beaucoup d’interrogations. M. Vincent Dumot, l’ingénieur chargé des recherches viticoles à la Station Viticole du BNIC qui a participé à la démarche de validation régionale du modèle Stics vignes, a accepté de nous parler de l’intérêt et des limites de ce concept de modélisation.

 

« Le Paysan Vigneron » – Pouvez-vous nous expliquer ce qui fait la spécificité du modèle de prévision climatique Stics dans sa version pour les vignes ?

Vincent Dumot – A l’origine le modèle Stics est l’aboutissement d’un gros travail de recherche de l’INRA menée par Mme Nadine Brisson, de l’unité d’agro-climatologie d’Avignon. Les premiers développements du modèle Stics ont concerné prioritairement les plantes annuelles et son adaptation sur la vigne a commencé en 2002 avec le travail de thèse d’un étudiant, M. Inaki Garcia. La particularité de Stics réside dans le fait que ce n’est pas un modèle statistique comparable à ceux développés pour prévoir les risques en matière de parasitisme. L’approche de modélisation est construite à partir de la physiologie des plantes, d’où son intérêt vis-à-vis du changement climatique. Le principe du modèle Stics repose sur une représentation du comportement et de la physiologie de la vigne pour un sol donné, une conduite spécifique et un contexte climatique particulier. La prise en compte de toutes ces données rend possible les simulations des interactions entre le climat, la plante et le sol. Les échanges s’appuyant sur les bilans du carbone, de l’azote et de l’eau sont donc à l’origine du fonctionnement du modèle Stics.

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A droite : M. Vincent Dumot, l’ingénieur chargé des recherches viticoles à la Station viticole du BNIC.

« L.P.V. » – L’adaptation du modèle Stics à la vigne a dû nécessiter une tout autre approche que pour les grandes cultures ?

V.D. – Effectivement, une plante pérenne comme la vigne possède des spécificités dans le déroulement de son cycle végétatif qui ont nécessité le développement de formalismes spécifiques. Par exemple, un stade végétatif comme le débourrement qui n’existe pas sur du blé ou du maïs doit être intégré dans les mécanismes de fonctionnement du modèle (les équations de calcul). Le travail de thèse a permis d’introduire toutes les spécificités liées à la culture de la vigne en introduisant des variantes propres à chaque cépage. Il paraît cohérent de ne pas construire une approche de modélisation unique pour des cépages aussi différents que le Riesling, la Syrah ou l’Ugni blanc. D’ailleurs, l’une des particularités du travail d’adaptation du modèle Stics à la vigne est justement d’avoir été abordé avec la volonté de construire un outil fonctionnant avec plusieurs cépages et dans plusieurs régions viticoles françaises.

« L.P.V. » – Comment s’est construite la collaboration avec l’équipe de l’INRA d’Avignon pour adapter le fonctionnement du modèle Stics à l’Ugni blanc ?

V.D. – Comme nous l’avons évoqué précédemment, l’approche développée dans le travail d’adaptation de Stics à la vigne voulait intégrer les spécificités de différents cépages en s’appuyant sur un réseau de parcelles réparties dans les principales régions viticoles françaises. Cette démarche nous a beaucoup intéressés du fait du principe même du modèle et de l’approche globale carbone, azote et eau. Par ailleurs, l’implication de plusieurs grandes régions viticoles dans ce projet nous a aussi paru être une initiative intéressante. Enfin, le fait que l’INRA soit à l’origine de la conception de ce modèle et de son développement sur d’autres cultures est gage de sérieux sur le plan scientifique. La thèse de M. I. Garcia a permis de réaliser le travail fondamental d’adaptation du modèle Stics à la vigne.

« L.P.V. » – Plus concrètement, comment s’est déroulée l’implication de la Station Viticole du BNIC dans le projet Stics vignes ?

V.D. – La collaboration de la Station Viticole du BNIC comme celle des autres régions viticoles a permis d’alimenter le modèle Stics en données émanant directement du terrain. Pendant deux ans, en 2004 et en 2005, nous avons suivi le comportement de deux parcelles de vignes, l’une située à Juillac-le-Coq et l’autre à Sigogne qui correspondent à des natures de sols très différentes, des terres de champagne et des groies. Sur ces sites, des mesures très complètes ont été effectuées au niveau des sols (fosses pédologiques, granulométrie, taux de cailloux, évaluation de la réserve utile, taux de M-O, teneur en argile) et sur la vigne. Les observations étaient réparties à 5 périodes de l’année, au stade 5 feuilles étalées, à la floraison, à la véraison, à la récolte et au moment de la taille. La réalisation des mesures a mobilisé beaucoup d’énergie car 30 sarments par parcelle et par stade végétatif faisaient l’objet de mesures très précises (le poids frais, le pois sec, la surface foliaire totale, l’azote…). Tous ces éléments ont permis de paramétrer le modèle Stics sur l’Ugni blanc en Charentes. Ensuite nous avons aussi participé à la validation du modèle en s’appuyant sur un échantillon de parcelles (non enherbées) issus du réseau maturation qui nous ont permis de fournir des données sur l’évolution de la phénologie et les niveaux de production durant cinq années (entre 2000 et 2004).

« R.L.P. » – L’apport des données régionales a-t-il permis de conforter l’adaptation du modèle Stics à la vigne ?

V.D. – La prise en compte des données régionales a permis à l’équipe de recherche d’obtenir un niveau de fiabilité suffisant du modèle Stics pour pouvoir l’utiliser en tant qu’outil d’évaluation des conséquences du changement climatique sur la vigne dans le long terme (d’ici les années 2070 à 2099). Le fonctionnement du modèle dans les différentes régions et sur les différents cépages est plutôt encourageant, mais par contre la distinction de comportement entre deux parcelles d’un même vignoble reste aléatoire. Son utilisation en vigne s’avère convaincante même s’il reste encore beaucoup de travail de développement à réaliser. Dans l’état actuel des connaissances, il ne faut pas demander à cette démarche plus qu’elle ne peut apporter. Par exemple, il n’est pas possible d’estimer les conséquences du changement climatique sur les vignobles à des échéances plus courtes de 10 à 20 ans. Pour que cette nouvelle étape de fiabilisation soit franchie, il faudra investir dans de nouvelles recherches afin d’améliorer et de gagner en fiabilité dans le moyen terme.

« R.L.P. » – La démarche de modélisation est-elle déjà en mesure de dégager quelques conséquences du changement climatique sur le comportement de la vigne ?

V.D. – L’application du modèle à l’échéance des années 2070 à 2099 tient compte de deux scénarios d’évolution climatique, l’un moyen situe déjà le réchauffement des températures annuelles à + 2,5°C et l’autre plus alarmant dépasse le niveau de + 3.5 °C. Les simulations ont été effectuées pour l’ensemble des différents cépages (avec des conduites spécifiques) et en tenant compte des variations de types de sols. Les premières conclusions qui se dégagent concernent la physiologie de la vigne. En début de cycle végétatif, le fait d’avoir des hivers plus doux va retarder la levée de dormance. En effet, les plantes sont programmées pour commencer leur levée de dormance une fois qu’elles ont emmagasiné suffisamment de froid en hiver. Or avec les hivers plus doux, la levée de dormance sera plus tardive. Par la suite une partie de ce retard sera rattrapée à l’approche du débourrement, mais globalement le gain de précocité au moment de l’éclosion des bourgeons ne sera pas spectaculaire. Par contre, c’est à partir du débourrement que les choses vont s’accélérer et on va assister à une nette contraction des différentes phases du cycle végétatif. La floraison, la véraison et la récolte seront beaucoup plus précoces et les vendanges se dérouleront dans des conditions climatiques totalement différentes.

« R.L.P. » – Le réchauffement climatique des vignobles aura-t-il une incidence sur la productivité des vignobles ?

V.D. – L’impact du réchauffement climatique va engendrer une augmentation significative de la vigueur des vignes. En effet, les arrière-saisons plus douces permettront à la surface foliaire de rester opérationnelle plus longtemps, ce qui est propice à la constitution de niveaux de réserves plus importantes dans les souches. Par ailleurs, l’augmentation de la teneur en gaz carbonique de l’atmosphère stimulera la photosynthèse de la vigne et des autres plantes. L’augmentation de la vigueur aura une incidence sur les rendements des parcelles qui sera très variable selon les régions. Dans la zone méridionale, il faut s’attendre à une baisse des rendements liée à des situations de stress hydrique beaucoup plus fréquentes en été. Par contre les vignobles situés plus au nord verront leur productivité s’accroître dans des proportions parfois importantes. Les premières tendances pronostiquent une augmentation des rendements de + 25 % en Charentes et de + 85 % dans la région champenoise.

« R.L.P. » – Les recherches sur l’adaptation du modèle Stics à la vigne se poursuivent-elles ?

V.D. – Pour l’instant, les travaux de recherches sont arrêtés car la thèse de M. I. Garcia est terminée, mais le travail a suscité un tel intérêt que beaucoup de techniciens souhaitent qu’il se poursuive. La première étape de validation en viticulture a été conduite d’une manière rapide et les premières conclusions constituent un capital de connaissances nouvelles très enrichissantes. Le principe de ce modèle qui s’appuie sur l’observation de la physiologie de la vigne dans des contextes différents ouvre des perspectives de champs d’application beaucoup plus larges. Pourquoi ne pas imaginer que l’on puisse l’utiliser pour simuler et anticiper les conséquences de l’introduction de nouvelles pratiques culturales dans les vignobles. Pour l’instant, le modèle Stics vignes est perfectible pour notamment mieux prendre en compte l’incidence de certains facteurs liés à la conduite du vignoble comme l’effet porte-greffe ou le mode de taille… A titre personnel, je souhaite que les recherches redémarrent à l’échelle nationale en travaillant le fondamental de l’approche de modélisation avant de poursuivre la validation au niveau des régions.

 

Le Modèle Stics Vigne

Les modèles de culture qui se sont développés depuis une vingtaine d’années offrent un cadre conceptuel permettant de calculer les éléments de production comme résultant des interactions dynamiques entre la plante, le sol, le climat et les techniques culturales à l’échelle parcellaire. A l’INRA, depuis 2002, nous avons réalisé l’adaptation du modèle de culture générique Stics à la vigne. Ce travail a été réalisé à l’échelle de la France et en collaboration avec différentes unités de recherche de l’INRA, ainsi que des partenaires techniques (instituts techniques, interprofessions…) et universitaires. Le travail d’adaptation a consisté à introduire l’adéquation de différents formalismes du modèle au fonctionnement de la vigne, ainsi qu’au paramétrage à partir d’un réseau de parcelles dans les différents vignobles de France : Côtes-du-Rhône, Languedoc, Bordeaux, Cognac, Bourgogne, Anjou, Champagne. Parallèlement, une base de données indépendante a été créée pour la validation du modèle (García de Cortázar Atauri, 2006). Nous donnons ci-après quelques éléments clés du fonctionnement du modèle adapté à la vigne.

Stics est un modèle dynamique, à pas de temps journalier, qui simule le comportement du système sol-culture au cours d’une année, afin d’estimer à la fois des variables agricoles (rendement, qualité, consommation d’intrants) et environnementales (pertes d’eau et de nitrate). Pour cela, il prend en compte les variables climatiques standard (températures maximales et minimales, pluies, rayonnement, vent et humidité) et les variables représentatives du sol/sous-sol. La vigne est appréhendée globalement par sa biomasse aérienne (rameaux, feuilles et grappes) et sa teneur en azote, son indice foliaire ainsi que le nombre de baies, leur biomasse et leur teneur en sucre. Le sol est assimilé à une succession de couches horizontales, chacune de ces couches étant caractérisée par sa réserve en eau et en azote minéral et organique. Les interactions entre le sol et la culture sont assurées par les racines, celles-ci étant définies par une distribution de densité racinaire dans le profil de sol. La croissance de la culture est réalisée par l’interception du rayonnement solaire par le feuillage puis sa transformation en biomasse aérienne. Le bilan azoté de la culture est simulé parallèlement au bilan de carbone, dont il dépend en partie. L’existence éventuelle de stress hydrique et azoté est prise en compte au travers d’indices, calculésdans les bilans hydrique et azoté, qui peuvent réduire la croissance foliaire et l’accumulation de biomasse en conditions d’alimentation limitante. La vigne est une culture indéterminée, c’est-à-dire que la compétition trophique entre les feuilles et les baies est un élément moteur de la production de la culture et de sa conduite. Il existe un compartiment de réserves carbonées dans le modèle qui n’est pas localisé, mais qui est limité. La remobilisation de ces réserves dépend du bilan entre les assimilats produits par la photosynthèse et la croissance des parties végétatives et des fruits. La croissance des fruits est décomposée en deux dynamiques : la dynamique du carbone à partir d’une double sigmoïde d’une part, et la diminution de la teneur en eau du raisin d’autre part (García de Cortázar Atauri, 2006). Le débourrement (stade C de Baggiolini) est calculé à partir de l’intégration du modèle Brin qui tient compte de la dormance (García de Cortázar Atauri et al., 2005). Les autres stades phénologiques (floraison, véraison, récolte) sont calculés à partir du principe de sommes de degrés-jours en base 10 (température base déterminée pour la vigne).

L’adaptation du modèle a été réalisé pour 8 cépages : Grenache, Syrah, Pinot Noir, Chardonnay, Cabernet Franc, Chenin, Merlot, Ugni blanc. Le modèle permet son utilisation dans le cadre d’études d’impact du changement climatique car il tient compte de la teneur en CO2 de l’atmosphère qui agit à la fois sur l’efficience de conversion de l’énergie solaire en biomasse (augmentation avec le taux de CO2) et sur la transpiration (réduction de la conductance stomatique et donc de la transpiration avec l’augmentation du CO2).

Pour réaliser l’étude d’impact, nous avons couplé le modèle Stics avec des données simulées du modèle de circulation générale (CGM) ARPEGE-Climat. Pour cela, nous avons récupéré des données réelles issues d’une station météorologique de chaque région viticole, ainsi que les données des séries Contrôle et des scénarios climatiques A2 et B2 simulés par le modèle ARPEGE-Climat correspondant à la même position géographique (García de Cortázar Atauri, 2006).

Extrait d’une publication sur l’évaluation des impacts du changement climatique dans les différents vignobles français M. Inaki Garcia, Mme Nadine Brisson, M. Bernard Seguin, de l’unité Agroclim de l’INRA d’Avignon

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Estimation des changements climatiques moyennés sur la France pour la période 2070-2099 (simulations climatiques Météo-France)

 

 

 

 

 

 

planning des dégustations

d’eaux-de-vie nouvelles
par les chambres
d’agriculture 16-17

sigles.jpgARCHIAC – Salle de la Mairie
Vendredi 11 janvier 2008 (10 h à 12 h) : société Rémy Martin.
Vendredi 25 janvier 2008 (10 h à 12 h) : Patrick Vinet, Valérie Baumann-Viaud.

BLANZAC – Salle des Distilleries (Vieux Chais)
Vendredi 7 décembre 2007 (10 h à 12 h) : M. Fernand Mounerat.
Mardi 22 janvier 2008 (10 h à 12 h) : Patrick Vinet.

BOUTEVILLE – Salle de la Mairie
Mercredi 28 novembre 2007 (10 h à 12 h) : société Rémy Martin.
Mercredi 12 décembre 2007 (10 h à 12 h) : société Courvoisier.
Vendredi 28 décembre 2007 (10 à 12 h) : Patrick Vinet.
Mercredi 16 janvier 2008 (10 à 12 h) : société Hennessy.

CHATEAUNEUF – Salle Vidéo, rue Monis
Vendredi 30 novembre 2007 (10 h à 12 h) : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Mardi 11 décembre 2007 (10 h à 12 h) : société Hennessy.
Vendredi 4 janvier 2008 (10 à 12 h) : Fernand Mounerat.

MALAVILLE – Salle de la Mairie
Vendredi 14 décembre 2007 (10 h à 12 h) : société Rémy Martin.
Mardi 8 janvier 2008 (10 h à 12 h) : Fernand Mounerat.
Mardi 29 janvier 2008 (10 h à 12 h ) : Georges Clot.

SAINT-SULPICE – Salle de l’Ancien Presbytère
Vendredi 21 décembre 2007 (10 h à 12 h) : société Marnier-Lapostolle.
Vendredi 18 janvier 2008 (10 à 12 h) : Patrick Vinet.

VERRIères – Salle de la Mairie
Mercredi 5 décembre 2007 (10 h à 12 h) :
société Rémy Martin.
Mercredi 19 décembre 2007 (10 h à 12 h) :
société Marnier-Lapostolle.
Mercredi 9 janvier 2008 (10 h à 12 h) : société Hennessy.
Mercredi 30 janvier 2008 (10 h à 12 h) : Georges Clot.

SEGONZAC (de 10 à 12 heures)
Dans les locaux de l’ITV, 15 rue Pierre-Viala
Jeudi 22 novembre 2007 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Lundi 26 novembre 2007 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Jeudi 29 novembre 2007 : société Martell.
Lundi 3 décembre 2007 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Jeudi 6 décembre 2007 : Patrick Vinet, G. Torregrossa
Lundi 10 décembre 2007 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Jeudi 13 dévembre 2007 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Lundi 17 décembre 2007 : société Hennessy.
Jeudi 20 décembre 2007 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Jeudi 22 novembre 2007 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Lundi 24 décembre 2007 : Patrick Vinet.
Jeudi 27 décembre 2007 : Patrick Vinet.
Vendredi 28 décembre 2007 : Patrick Vinet.
Lundi 31 décembre 2007 : Patrick Vinet.
Jeudi 3 janvier 2008 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Lundi 7 janvier 2008 : société Marnier-Lapostolle.
Jeudi 10 janvier 2008 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Lundi 14 janvier 2008 : Georges Clot.
Jeudi 17 janvier 2008 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Lundi 21 janvier 2008 : Patrick Béguin.
Jeudi 24 janvier 2008 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Lundi 28 janvier 2008 : société Courvoisier.
Jeudi 31 janvier 2008 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Lundi 4 février 2008 : Fernand Mounerat.
Jeudi 7 février 2008 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Lundi 11 février 2008 : société Martell.
Jeudi 14 février 2008 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Lundi 18 février 2008 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Jeudi 21 février 2008 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Lundi 25 février 2008 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Jeudi 28 février 2008 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Lundi 3 mars 2008 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Lundi 10 mars 2008 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Lundi 17 mars 2008 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.
Lundi 24 mars 2008 : Patrick Vinet, G. Torregrossa.

JONZAC (de 10 à 12 heures)
A la Chambre d’Agriculture, 9 boulevard Gautret
Mercredi 21 novembre 2007 : Georges Clot.
Mardi 27 novembre 2007 : Patrick Vinet (Chambre d’Agriculture de la Charente).
Mardi 4 décembre 2007 : Louis Nomdedeu (société RémyMartin).
Mardi 11 décembre 2007 : Louis Nomdedeu (société Rémy Martin).
Mardi 18 décembre 2007 : Patrick Vinet (Chambre d’Agriculture de la Charente).
Mardi 8 janvier 2008 : Dominique Métoyer (société Martell).
Mardi 15 janvier 2008 : Patrick Vinet (Chambre d’Agriculture de la Charente).
Mardi 22 janvier 2008 : Georges Clot.
Mardi 29 janvier 2008 : Valérie Viaud (Chambre d’Agriculture de la Charente-Maritime).

 

 

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