These BBOIS - Spatialisation du climat en Gironde viticole

Benjamin Bois

Sujets

• D'une ombre à l'autre
• Spatialisation
• Température
• Gironde (département)
• Karst
• Réseau routier

Informations

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Extrait

N° d’ordre : 3537 THESE présentée à L’UNIVERSITE BORDEAUX 1 ECOLE DOCTORALE Sciences et Environnements par Benjamin BOIS POUR OBTENIR LE GRADE DE DOCTEUR SPECIALITE : Physique de l’environnement CARTOGRAPHIE AGROCLIMATIQUE A MESO-ECHELLE : METHODOLOGIE ET APPLICATION A LA VARIABILITE SPATIALE DU CLIMAT EN GIRONDE VITICOLE Conséquences pour le développement de la vigne et la maturation du raisin Soutenue le 12 décembre 2007, Après avis de : M. Gregory JONES, Professeur, Southern Oregon University Rapporteur M. Claude KERGOMARD, Professeur, Ecole Normale Supérieure M. Bernard SEGUIN, Directeur de Recherches, INRA Avignon Devant la commission d’examen formée de : M. Didier ALARD, Professeur, Université Bordeaux 1 Président hern Oregon University Rapporteur eur, Ecole Normale Supérieure Recherches, INRA Avignon M Philippe PIERI, Chargé de Recherches, INRA Villenave d’Ornon Examinateur M. Etienne SAUR, Professeur, ENITA de Bordeaux Directeur de Thèse - 2007 - 1 Résumé de la Thèse Une connaissance approfondie de la variabilité spatiale du climat est essentielle en agronomie et agroforesterie, afin d’évaluer les capacités de production d’une région ou encore la pression phytosanitaire potentielle d’un ravageur. En viticulture, le climat conditionne largement la cinétique de développement de la vigne ainsi que la maturation du raisin. L’objectif de ce travail était de caractériser la variabilité spatiale du climat à méso-échelle en utilisant différentes techniques de spatialisation au pas de temps quotidien de variables climatiques et d’indices agroclimatiques, afin d’évaluer ses conséquences sur le développement de la vigne et sur la maturation du raisin. La région considérée est la Gironde viticole (aire de production des vins de Bordeaux). Six variables ont été étudiées : les températures minimales et maximales, le rayonnement global, l’évapotranspiration potentielle, les précipitations et le bilan hydrique. Pour chaque variable, la méthode de spatialisation fournissant les résultats les plus pertinents à des coûts informatique et temporel raisonnables a été sélectionnée. La propagation des erreurs produites par la spatialisation des variables climatiques au pas de temps quotidien dans les modèles agroclimatiques a ensuite été évaluée. Cette propagation est non négligeable dans le calcul des sommes de températures et des bilans hydriques. La cartographie des variables climatiques a permis de caractériser la variabilité spatiale du climat en Gironde viticole et de bien quantifier des différences entre aires d’appellation qui n’étaient connues que de manière très empirique. Les résultats de cette étude permettront de mieux adapter les techniques viticoles et le choix du matériel végétal aux possibilités offertes par le milieu. Mots Clés : Climat, Cartographie, Télédétection, Méso-échelle, Vitis, Gironde viticole, Température, Rayonnement global, Evapotranspiration potentielle, Pluie, Bilan hydrique CARTOGRAPHY OF AGROCLIMATIC INDICES AT MESOSCALE LEVEL: METHODOLOGY AND CASE STUDY OF BORDEAUX WINEGROWING AREA. Implications on vine development and fruit ripening. Thesis Abstract Climate spatial variability knowledge is essential in agronomy and forestry, in order to characterize production potential or to assess pest development risks. In viticulture, climate mainly governs grapevine development rate and berry ripening. The aim of the present work is to characterise climate spatial variability at mesoscale level, using several spatialization techniques at daily time step, applied to climate variables and agroclimatic indices, in order to evaluate its consequences on grapevine development and grape ripening. This study was led in the Bordeaux winegrowing region. Six variables were studied: minimum and maximum temperatures, solar radiation, reference evapotranspiration, rainfall and soil water balance. For each variable, the method providing the best results (i.e. the lowest errors) with reasonable computational and time costs was selected. The propagation of spatialization errors within agroclimatic models was assessed. The error propagation is considerable within degree-days and soil water balance models. Maps of climate variables and agroclimatic indices were used to analyse the spatial characteristics of climate within the Bordeaux winegrowing area and to quantify differences that were known only from indirect and empirical observations. This study provides useful information to enhance the choice of viticultural techniques and plant material in relation to the local environment. Key Words: Climate, Cartography, Remote sensing, Mesoscale, Vitis, Bordeaux vineyards, Temperature, Solar radiation, Reference evapotranspiration, Rainfall, Water balance. 2 Laboratoires d’accueils Cette these a été realise au sein de l’équipe Ecophysioloie et Agronomie Viticole rattaché à : l’Unité Mixte de Recherche INRA – ENITAB – Université Bordeaux 1 – Université Bordeaux 2 Ecophysiologie et Génomique Fonctionnelle de la Vigne (EGFV), Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (Bordeaux) INRA, Centre de Bordeaux – Aquitaine 71 avenue Edouard Bourleaux 33883 VILLENAVE D'ORNON Cedex France et co-encadrée avec : l’Unité Mixte de Recherche INRA - ENITAB Transfert sol-plante et cycle des éléments minéraux dans les écosystèmes cultivés (TCEM) INRA, Centre de Bordeaux – Aquitaine 71 avenue Edouard Bourleaux 33883 VILLENAVE D'ORNON Cedex France Directeur de thèse : Professeur Etienne Saur, ENITA de Bordeaux Co-directeur de thèse : Jean-Pierre Gaudillère, Directeur de Recherches, INRA 3  Collaborations scientifiques et techniques Liste des organismes ayant participé à ces travaux de thèse : Unité Mixte de Recherche INRA – ENITAB Santé Végétale, Institut des Sciences de ala Vigne et du Vin (Bordeaux) Unité de recherche INRA, Ecologie fonctionnelle et PHYSique de l’Environnement a(EPHYSE) Unité Mixte de Recherche INRA – ENITAB – Université Bordeaux 2, Œnologie, aInstitut des Sciences de la Vigne et du Vin (Bordeaux) Unité Mixte CNRS – Université de Franche Comté – Université de bBourgogne, Théoriser et Modéliser pour Aménager (ThéMA) c Centre Energétique et Procédés, Ecole des Mines de Paris Météo-France, Direction Interrégionale du Sud-Ouest (DIRSO), Bureau d’Etudes dClimatologiques et Centre départementale de la Gironde . e DE.MET.E.R, FDGDON de la Gironde e Institut Français de la Vigne et du Vin, ITV France Bordeaux e Chambre d’Agriculture de la Gironde, Service Vigne et Vin f Conseil Interprofessionnel du Vin de Bordeaux, Comité Technique a INRA, Centre de Bordeaux – Aquitaine, 71 avenue Edouard Bourleaux, 33883 VILLENAVE D'ORNON Cedex, France b UFR Lettres SHS, 32 rue Mégevand, 25030 Besançon Cedex c École des Mines de Paris, Rue Claude Daunesse - BP 207, F-06904 SOPHIA ANTIPOLIS Cedex d 7 av Roland Garros 33700 MÉRIGNAC e 39, rue Michel Montaigne 33290 BLANQUEFORT f1 cours 30 Juillet 33000 BORDEAUX 4  Remerciements Cette thèse a fait l'objet de nombreuses collaborations, qui ont conduit à la production de la majeure partie des résultats présentés dans ce manuscrit. Je tiens donc tout d'abord à remercier chaleureusement toutes les personnes qui ont rendu ces collaborations possibles : Régis Lavielle, du réseau DEMETER, n'a jamais hésité à mettre à disposition les données climatiques archivées. Il est rare de rencontrer dans la profession une telle disponibilité et une si grande ouverture d'esprit envers le milieu scientifique. Merci également à Nicolas Brandier pour les échanges informatico-linuxiens que nous avons partagé. Georges Froidefond, de l'Unité Santé Végétale de l'INRA m'a beaucoup appris en métrologie du climat. Jean-Marc Armand et lui-même ont toujours été disponibles pour échanger propos et données. Marc Raynal, de l'ITV (aujourd'hui ENTAV/ITV, Institut Français de la Vigne et du Vin), a collaboré dès le début du projet de thèse, en fournissant de nombreuses données climatiques archivées. Il m'a été d'un grand soutien tout au long ce travail, prompt à m'accorder du temps pour échanger sur les modèles, les données climatiques et phénologiques. Merci également à Christian Debord. Laurent Bernos, de la Chambre d’Agriculture de la Gironde, a mis à disposition des données phénologiques et de suivi de maturation du raisin. Il a également accepté, de concert avec Jean- Philippe Gervais, d’accueillir Stéphanie Lebaron qui a suivi un stage à mes côtés. Guy Guimberteau, de la Faculté d’Œnologie de Bordeaux, m’a permis d’utiliser le très précieux historique de relevés phénologiques et d’analyses de raisin issu du réseau qu’il a mis en place. Lucien Wald, du Centre Energétique et Procédés (CEP – Ecole des Mines de Paris) a mis à disposition de nombreuses données de rayonnement quotidien de la base HelioClim-1. Mais au delà de la collaboration scientifique, nous avons eu une longue discussion riche d’enseignement concernant le travail de thèse, ses objectifs et ses contraintes. Je lui en suis très sincèrement gré. Daniel Joly, de l’Unité TheMa (CNRS), a largement participé au projet de spatialisation des températures. Il a été extrêmement réactif et a permis de mettre en place rapidement une collaboration. J’espère que nous pourrons poursuivre le projet scientifique que nous avons initié. Jean Congnard (Responsable CDM33) et Marc Payen (Directeur DIRSO) ont soutenu mon projet et ont accepté de m’accueillir à Météo-France dans le cadre d’une collaboration portant sur l’analyse d’images radar. Leurs efforts ont permis d’initier un solide rapprochement bénéfique à l’interaction entre la météorologie et la viticulture. M