Résumé

Depuis plus d’un siècle, des maladies cryptogamiques issues du continent américain, imposent au viticulteur européen de protéger son vignoble contre le mildiou, l’oïdium et le black-rot.

Les modèles de comportement des principales maladies permettent une évaluation des risques d'épidémie pour mieux positionner les interventions dans une optique de développement durable.

L’ITV France Aquitaine, utilise depuis 1992 un logiciel de modélisation qui évalue les risques d'épidémie pour mieux positionner les interventions.

La mise en place d’un SIG répond à l’exigence de capitaliser les données de dix années de modélisation pour établir un outil d’aide à la décision dans un environnement distribué. Ainsi, une cartographie de la prévision des risques d'épidémies sur le vignoble est à la disposition des viticulteurs sur le site de l’interprofession bordelaise (CIVB) depuis 2003. L’expérience cartographique est maintenant étendue aux vignobles Charentais et Midi-pyrénéens via une interface web.

Mots clefs
modélisation, aide à la décision, maladies de la vigne, protection du vignoble, épidémiologie, géostatistique

Présentation de l’ITV

L’ITV est un organisme de recherche appliquée dans le domaine de la viticulture et de l’œnologie. ITV France élabore des méthodes et obtient des références techniques adaptées, afin d'améliorer l'efficacité économique de la filière. Outil de transfert du progrès technique vers les opérateurs, l’ITV valide les résultats de la recherche fondamentale, participe à l'innovation technique, assure un appui méthodologique lors de la mise en place d'expérimentations dans la filière vitivinicole et contribue à l'amélioration du système Recherche / Expérimentation / Développement.

ITV France fédère 7 stations régionales et 15 unités réparties sur le vignoble national comprenant des permanents ingénieurs, œnologues, techniciens et secrétaires.

Les actions d’expérimentation, dont fait partie le projet Modélisation, tiennent compte des enjeux actuels comme l’optimisation de la qualité et les préoccupations environnementales.

Contexte du projet Modélisation

A l'heure actuelle, un certain nombre d'éléments de la biologie des principales maladies cryptogamiques de la vigne sont connus. Il s’agit de champignons microscopiques qui réagissent à des stimuli climatiques lors de la saison végétative (du mois d’avril aux vendanges). Les attaques d’oïdium (apparu en 1847), de mildiou (1878) et de black-rot (1885) peuvent entraîner la perte totale de la récolte de la vigne si elle est mal protégée.

L'enjeu de la recherche consiste à prévoir le développement épidémiologique des champignons pour optimiser les interventions phytosanitaires. Le vigneron attend des acteurs de la protection du vignoble une information à la fois claire et pertinente sur l'évolution observée des différentes maladies sur l'ensemble du vignoble ainsi que sur l'évaluation du risque épidémiologique pour les jours à venir afin d’établir une stratégie de traitement.

En partenariat avec le CIVB (Conseil Interprofessionnel des Vins de Bordeaux), ITV France adapte ainsi, depuis 1992 sur le Bordelais, des outils d'aide à la décision de traitements élaborés par la société SESMA (Société d’Etude des Systèmes et de Modélisation Avancée), pour analyser le développement des maladies en cours de campagne, et contrôler en permanence au vignoble la pertinence de ces prévisions.


Figure 1 : le système climat-plante-parasite

La modélisation consiste à étudier les interactions du système climat-plante-parasite :
le climat joue un rôle de stimulus pour le développement du parasite qui s’attaque à une plante plus ou moins réceptive en fonction de son stade de croissance phénologique.

Ces informations synthétisées, sont transmises chaque semaine au CIVB qui les met en ligne en accès gratuit, sur son site professionnel. Des prévisions météo, établies quotidiennement par grand secteur du vignoble pour les cinq jours à venir, sont ainsi mises à disposition des viticulteurs.

Figure 2 : le bulletin d’avertissement sur le site du CIVB

Figure 3 : Choix d’une carte du bulletin d’avertissement

Figure 4 : interrogation de la prévision sur Saint-Emilion pour le black-rot en fonction de 3 scénarios climatiques

Chaque lundi pendant la campagne viticole, une équipe technique intègre ces prévisions aux données enregistrées par les stations météo du réseau DEMETER (DEveloppement METéorologique en Espace Rural). Des calculs prévisionnels du risque de développement des maladies sont alors établis pour les 7 jours à venir.

Chaque modèle fait ainsi l'objet d'une exploitation en continu : en fonction de sa fiabilité, la simulation qu'il délivre s'insère dans ce système d'information global (météorologie, situations parcellaires, dégâts réels, itinéraires techniques) dont l'analyse est déclinée par le technicien pour le viticulteur.

L’ITV France Aquitaine en créant son SIG dispose d’un outil capable à terme, de générer quotidiennement à la fois des cartes du risque de développement des maladies cryptogamiques sur le vignoble aquitain et des cartes d'observation du développement de ces mêmes maladies afin d'estimer le crédit que l'on peut accorder aux modèles.

Méthodologie

Le SIG est d’abord un SI organisé en réseau qui s’appuie sur des logiciels aux fonctions spécifiques.

Le réseau modélisation : constitué par l’ITV de Bordeaux depuis 1992 en Gironde puis en Aquitaine. Il s'appuie sur :
- les modèles de prévision des risques conçus par la société SESMA.
- 50 parcelles témoin réparties sur le vignoble suivies hebdomadairement par des agents ITV ou partenaires.
- 38 stations météorologiques dont les relevés horaires alimentent les modèles par une ligne téléphonique.

Une base de données : développée sous Oracle, elle s'adapte aux protocoles d'observation mis en œuvre, intègre l'observation du développement des maladies ainsi que toutes les données climatiques ou issues des calculs des modèles.

Un moteur cartographique : interface entre la base de données et les modèles, le logiciel ArcView sert de moteur à une production de masse de cartes par une programmation ArcObject. Celles ci sont générées en format GRID par interpolations de variables d’indices issues des réseaux de stations ou de parcelles stockées sous Oracle.

Un module géostatistique : chaque maladie et chaque paramètre ayant un comportement propre, il est apparu indispensable d’initier une étude géostatistique en relation avec Géovariances et son partenaire Geovalor pour justifier les résultats obtenus par interpolation. Une méthodologie a été dégagée pour une production batch Isatis intégrée dans la chaîne de traitement ArcView. Nous utilisons un krigeage simple avec des variogrammes calculés sur les données historiques. La saison est divisée en 4 phases en fonction du stade de développement de la vigne. A chaque phase et à chaque variable du modèle correspond un variogramme spécifique.

Des Interfaces clientes : Les prévisionnistes d’ITV France disposent d’une série d’outils développés sur une plate-forme .Net pour piloter les différents modules :
- une interface de saisie des données terrain dans la base de données
- une interface de gestion d’une vidéothèque montrant le développement dans le temps d’une épidémie.
- une interface de visualisation de la base de données
- un tableau de bord intégrant les utilitaires batch d’alimentation de la base et de production cartographique.

Développements en cours

La campagne 2005 apporte son lot de nouveautés qui sont en test pour être opérationnelles lors de la prochaine campagne :

Des Interfaces de saisie nomade : 4 GPS différentiels équipés d’ArcPad vont permettre aux agents de collecte de saisir directement l’information lors des visites des parcelles témoins. Une spatialisation intra-parcellaire du phénomène deviendrait possible.

Une information distribuée : L’ITV France Aquitaine met à disposition son infrastructure pour d’autres centres partenaires de Charentes via un site Intranet. Basé sur les technologie ArcIMS et Php, il s’intègre dans la gamme logicielle et permet de mutualiser des informations de vignobles voisins.

Figure 5 : site IMS dédié aux utilisateurs Charentais

Approfondissement géostatistique : La campagne 2005 est une campagne de test afin de valider les choix techniques et méthodologiques et d’utiliser pour plus tard toutes les potentialités du logiciel Isatis (calage des variogrammes, recherche de co-facteurs explicatifs, politique de positionnement des sites témoins).

Conclusion

La mise en SIG d’un système d’information complexe apporte une homogénéisation de la gestion des données et de nouvelles perspectives dans les missions d’institut de recherche appliquée de l’ITV:

- recherche (la cartographie devient un nouvel outil de compréhension de l’épidémie)
- suivi de l’épidémie (la spatialisation permet une description du phénomène en cours)
- communication (synthèse d’information technique diffusée sur Internet)