N° d'ordre

Philippe Grieu

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8

• redaction

N° d'ordre :……………… THÈSE présentée pour obtenir LE TITRE DE DOCTEUR DE L'UNIVERSITE DE TOULOUSE Délivré par l'Institut National Polytechnique de Toulouse École doctorale : Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries Spécialité : Agrosystèmes, écosystèmes et environnement Par M. PIERRE CASADEBAIG Analyse et modélisation des interactions génotype – environnement – conduite de culture : application au tournesol (Helianthus annuus) Soutenue le 4 avril 2008 devant le jury composé de : Philippe Grieu Professeur à l'ENSAT Président Philippe Debaeke Directeur de recherche INRA Directeur de thèse Marie-Hélène Jeuffroy Directeur de recherche INRA Rapporteur Françoise Lescourret Directeur de recherche INRA Rapporteur Philippe Leterme CETIOM / Professeur à l'ENSAR Examinateur Patrick Vincourt Directeur de recherche INRA Examinateur Ce travail a été réalisé avec le support financier de l'INRA, du CETIOM et de l'ONIDOL.

• contraintes environnementales limitant la production potentielle


• disposition de données précieuses pour l'évaluation du modèle


• merci


• développement de modèles


• modèle de culture


• gestion administrative des financements acrobatiques des doctorants


• conditions environnementales

Sujets

• Redaction
• Statistique
• Syngenta
• Rousse
• Toulouse
• Wallach

Informations

• Publié par: profil-feym-2012
• Publié le: 01 avril 2008
• Nombre de lectures: 68
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 2 Mo

Extrait

N° d’ordre :………………
THÈSE
présentée
pour obtenir
LE TITRE DE DOCTEUR DE L’UNIVERSITE DE TOULOUSE
Délivré par l’Institut National Polytechnique de Toulouse
École doctorale : Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries
Spécialité : Agrosystèmes, écosystèmes et environnement
Par M. PIERRE CASADEBAIG
Analyse et modélisation des interactions génotype – environnement
– conduite de culture : application au tournesol (Helianthus annuus)
Soutenue le 4 avril 2008 devant le jury composé de :
Philippe Grieu Professeur à l’ENSAT Président
Philippe Debaeke Directeur de recherche INRA Directeur de thèse
Marie-Hélène Jeuffroy Directeur de recherche INRA Rapporteur
Françoise Lescourret Directeur de recherche INRA Rapporteur
Philippe Leterme CETIOM / Professeur à l’ENSAR Examinateur
Patrick Vincourt Directeur de recherche INRA Examinateur
Ce travail a été réalisé avec le support financier de l’INRA, du CETIOM et de l’ONIDOL.Remerciements
J’estime toujours très délicat de présenter des remerciements, qui ne sont ni fonction du temps
passé à échanger, ni fonction du degré d’implication dans ce projet... autant essayer faire passer
ce sentiment de gratitude chronologiquement!
Je remercie donc les personnes qui m’ont accueilli en Janvier 2005 à Toulouse : merci Philippe
(Debaeke) pour m’avoir fait confiance (et du coup laissé une grande autonomie) dans la conduite
de ce sujet. Merci pour votre patience, calme, gentillesse et disponibilité durant ma <découverte>
de l’agronomie. Merci Jérémie (Lecoeur), pour m’avoir peu à peu donné goût à ce type d’études
durant ces dernières années!
Unfrancmerciducôtédesfinanceursdeceprojet,l’INRA,leCETIOMetl’ONIDOLpourleur
confiance dans ces approches, ainsi qu’au groupement PROMOSOL qui, par le financement du
programme <Productivité> a soutenu le fonctionnement de la thèse. Merci également à Françoise
Roux pour la gestion administrative des financements acrobatiques des doctorants! Merci au
personnel de l’UMR AGIR qui m’aura scientifiquement et informatiquement (merci Arezki!)
hébergé les 4 années suivantes.
Autonomie, bibliographie, c’est bien joli, mais il faut bien (re)cadrer pour mieux avancer. Je
remercie vivement Jérémie Lecoeur, Luc Champolivier, Daniel Wallach, Philippe Grieu, Pierre
Maury, Nathalie Rousse pour leur aide et réponses apportées lors des comités de thèse.
Modèles, hypothèses et informatique c’est bien abstrait... l’été les concrétise à quelques pas
du bureau. Je transmets un immense merci à toutes les personnes impliquées dans les expéri-
mentations en champ et en serre : Didier Chesneau, Michel Labarrère, Colette Quinquiry, Didier
RaffaillacetPierrePerrinprincipalementmaisaussilesstagiairesd’unétéquej’aipuconnaîtreet
apprécier. Toutes les données n’ont pas été acquises simplement en trois années : je remercie cha-
leureusement Luc Champolivier et Felicity Vear pour la mise à disposition de données précieuses
pour l’évaluation du modèle. Merci également aux sociétés Caussade Semences, Euralis/Soltis,
Pioneer, RAGT et Syngenta Seeds pour avoir participé de près (essais de phénotypage) ou de
plus loin en fournissant du matériel végétal.
Cette histoire est tout de même un peu cyclique; après le traitement des données de la cam-
pagne estivale, il reste quelques mois pour troquer le chapeau contre la souris avant de la laisser
tomber et filer dans la serre en fin d’hiver. Une petite escapade scientifique en novembre 2005
est venue raviver l’ambition : merci à l’ASEDIS-SO d’avoir soutenu ma participation au congrès
InterDrought II à Rome.
Finalement, on parvient ainsi jusqu’au moment de semi-isolement lié au rassemblement de
ses idées et à la rédaction de ce travail. J’en profite pour remercier mes amis doctorants (Célia,
Clémentine, Héloïse, Lucie, Guillaume & Laurent)... ...devenus docteurs (Estelle, Laure, Pauline,
Bertrand,Matthieu!)pourleursourires,bonnehumeuretbonnecuisine!Mercitoutautantàmes
amisdetoujours(Béatrice,Benjamin,Emilien,Paul...),pouravoirtoujoursmontréquelabiologie
était éminemment partageable, au moins autant que les chouettes repas! Plus sérieusement, je
tiens aussi à remercier les personnes qui m’ont guidé et soutenu pour la rédaction et préparation
de la soutenance : respectueux merci à Patrick Vincourt pour ces rapides mais denses cours de
statistique et à Magali Willaume, Jean-Noël Aubertot, Jacques-Eric Bergez, Robert Faivre, Eric
Justes, pour leur aide, parfois très ponctuelle mais cruciale à ce moment.
Enfin, merci à ma famille d’avoir supporté les périodes d’absence de nouvelles et d’avoir re-
tourné des encouragements à ce moment! Merci Adeline, pour des raisons qui ne tiennent qu’a
toi.
Par précaution, merci à toutes les personnes qui ont finalement interagit avec moi, difficilement
quantifiable, mais la résultante l’est.
34Table des matières
I Introduction, matériels et méthodes 13
1 Position du problème 15
2 Cahier des charges et démarche adoptée 19
2.1 Unbesoind’évaluationdesvariétésdansdesconditionsenvironnementales
fluctuantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2 Cahier des charges d’une évaluation assistée par modèle . . . . . . . . . . 21
2.2.1 Contraintes de ce type d’usage sur la forme du modèle impliqué . . 21
2.2.2 Démarche de développement d’un modèle de culture à paramètres
génotypiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3 Matériels et méthodes 27
3.1 Méthodologie de mesure des variables d’états ou d’entrée . . . . . . . . . . 27
3.1.1 Mesures de variables environnementales . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.1.2 de variables biologiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.2 Expérimentations impliquées dans le développement du modèle . . . . . . 31
3.2.1 Expérimentations réalisées au champ . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2.2 Exp en serre . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.3 Expérimentations impliquées dans l’évaluation du modèle . . . . . . . . . 35
3.4 Méthodologie logicielle et statistique utilisée . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.4.1 Architecture logicielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.4.2 Sélection de modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
II Développement du modèle de culture 37
4 Présentation de la structure du modèle 39
5 Contraintes environnementales limitant la production potentielle 41
5.1 Effet de la température sur le développement et la croissance du couvert . 41
5.1.1 Phénologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5.1.2 Incidence de la température sur la croissance . . . . . . . . . . . . 45
5.2 Incidence de la lumière sur la croissance et la sénescence des limbes . . . . 46
5Table des matières
5.2.1 Croissance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
5.2.2 Sénescence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
5.3 Effet de l’eau sur le couvert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5.3.1 Modélisation du bilan hydrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
5.3.2 Incidence du déficit hydrique sur la croissance et la consommation
en eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
5.3.3 Incidence du déficit hydrique sur la sénescence foliaire . . . . . . . 62
5.4 Effet de l’azote minéral sur la croissance du couvert . . . . . . . . . . . . 65
5.4.1 Modélisation du bilan azoté . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5.4.2 Incidence d’une carence azotée sur la croissance . . . . . . . . . . . 67
6 Architecture et interception lumineuse 73
6.1 Modélisation de la surface foliaire active du couvert . . . . . . . . . . . . . 73
6.1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
6.1.2 Matériels et méthodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
6.1.3 Résultats et discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
6.1.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
6.2 Calcul de l’efficience d’interception de la culture . . . . . . . . . . . . . . 82
7 Production et allocation de la biomasse, qualité de la graine 85
7.1 Modélisation de l’accumulation de biomasse . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
7.2 Allocation de la biomasse vers les akènes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
7.2.1 Variabilité génotypique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
7.2.2 V environnementale . . . . .