Evolution du risque phytosanitaire au vignoble dans le nord-est de la France en lien avec le changement climatique : observations et modélisation : Cas de l'oïdium de la vigne

Climate change impacts on phytosanitary risk evolution in north-eastern France vineyards : observations and modeling : The case of powdery mildew

• Auteur / Autrice : Sébastien Zito
• Direction : Yves Richard, Benjamin Bois
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Climatologie
• Date : Soutenance le 08/07/2021
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biogéosciences (Dijon)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)
• Jury : Président / Présidente : Marielle Adrian
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nathalie Ollat
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Hervé Quenol, Marie Launay

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vin de Champagne

Vin de Bourgogne

Agents pathogènes

Oïdium de la vigne

Viticulture

Changements climatiques -- Adaptation

Changements climatiques

Mots clés libres

Changement climatique

Viticulture

Oïdium

Modélisation

Climate change

Grapevine

Powdery mildew

Simulation

Résumé

Dès aujourd’hui, l’agriculture doit s’adapter et anticiper le changement climatique. L’impact de ce dernier est d’ores et déjà observé sur la biologie des cultures et de leur production. Au-delà des plantes, cette modification du climat impacte aussi les organismes pathogènes et donc les interactions hôte/pathogène. Ainsi, construire des stratégies d’adaptation nécessite non seulement de considérer les cultures mais aussi les organismes avec lesquels elles interagissent.L’objectif de cette thèse est de caractériser l’impact du changement climatique sur le risque phytosanitaire lié à l’oïdium de la vigne (Erysiphe necator) dans les régions viticoles de Bourgogne et de Champagne. Elle interroge plus particulièrement deux aspects centraux liés au risque épidémique : la période de sensibilité de la vigne à cette maladie ainsi qu’aux impacts des conditions climatiques sur le développement du pathogène.Sur la période actuelle, après comparaison avec des observations à la parcelle, différents modèles sont utilisés pour simuler la phénologie de la vigne et le développement de l'oïdium. Sur le XXIème siècle, des projections climatiques issues de Modèles de Circulation Générale (GCM) à la résolution grossière (100-150 km) sont simultanément désagrégées et débiaisées statistiquement afin de produire des données à la résolution de 8 km et conformes à ce qui est observé sur la période historique (1961-2005). Ces données permettent d’alimenter ces modèles simulant l’évolution des stades phénologiques de la période sensible de la plante et des conditions de développement du pathogène. La méthode développée est testée sur la période historique puis projetée sur l’ensemble du XXIème siècle. Elle permet d’appréhender des incertitudes liées à la modélisation climatique (22 GCM), aux trajectoires d’émission de gaz à effet de serre (RCP4.5 et 8.5), à la modélisation phénologique (3 modèles) ainsi qu’à la simulation des paramètres météorologiques influençant l’intensité de l’oïdium (températures, précipitations, humidité relative).Au sein des vignobles de Champagne et de Bourgogne, plusieurs facteurs, dont l’avancée et le raccourcissement de la période sensible associée à une modification des conditions climatiques durant celles-ci, sont identifiés comme jouant un rôle sur la pression oïdium ainsi que sa potentielle évolution au cours du XXIème siècle. Les résultats de cette étude permettront de mieux appréhender et anticiper les risques liés à ce pathogène tout en considérant des stratégies d’adaptation au changement climatique.

From now on, agriculture must adapt and anticipate climate change, whose impact has already been observed on the biology of crops and their production. Beyond plants, this climate change also impacts pathogen development and therefore host/pathogen interactions. Thus, building adaptation strategies requires considering not only the crops but also the organisms with which they interact.The objective of this thesis is to characterize the impact of climate change on the phytosanitary risk related to grapevine powdery mildew (Erysiphe necator) in the wine regions of Burgundy and Champagne. More particularly, it questions two central aspects related to the epidemic risk: the grapevine sensitive period to disease and the impacts of climatic conditions on pathogen development.For the current period, after comparison with field observations, different models are used to simulate grapevine phenology and powdery mildew development. For the 21st century, climate projections from General Circulation Models (GCMs) at coarse resolution (100-150 km) are simultaneously statistically downscaled and bias-corrected in order to produce data at 8 km resolution, consistent with observation over the historical period (1961-2005). These data are used to feed models simulating the evolution of the phenological stages of the plant sensitive period and the development conditions of the pathogen. The developed method is tested on the historical period and then projected on the whole XXIst century. It allows to apprehend uncertainties related to climate modeling (22 GCMs), to forcing pathways (RCP4.5 and 8.5), to phenological modeling (3 models) as well as to the simulation of meteorological parameters influencing the intensity of powdery mildew (temperatures, precipitations, relative humidity).Within the vineyards of Champagne and Burgundy, several factors, including the advancement and shortening of the sensitive period associated with a change in climatic conditions during these periods, are determined to play a role in powdery mildew pressure and its potential evolution during the 21st century. The results of this study will contribute to a better understanding and anticipation of the risks related to this pathogen while considering strategies for adaptation to climate change.