MOPCLIM

MOdélisation systémique des Pratiques viticoles sous contraintes CLIMatiques

Financeur du programme

programme régional
EUTES

Résumé

Les impacts futurs du changement climatique sur la viticulture mondiale engendrent de nombreuses interrogations au niveau des caractéristiques et de la qualité des vins, mais également sur l'évolution géographique des vignobles. Différents travaux basés sur la modélisation des indices bioclimatiques et de l'adaptabilité climatique de la vigne ont permis d'effectuer des simulations évaluant les conditions climatiques futures pour la viticulture mondiale en fonction des différents scénarios du GIEC (Moriondo et al., 2013 ; Santos et al., 2016 et 2013 ; Fraga et al. 2016 ; Hannah et al., 2013; Tóth and Végvári, 2016) ). Quels que soient les scénarios, les résultats se traduisent par une tendance générale à l'augmentation des indices bioclimatiques avec une intensité différente suivant les régions et les modèles utilisés. Les résultats de ces études basées spécifiquement sur de la simulation climatique abordent les grandes régions viticoles mondiales et ne prennent pas en compte la variabilité spatiale du climat à des échelles plus fines. L’installation de réseaux de mesures climatiques spécifiques aux échelles fines a permis de mettre en place des modèles de spatialisation des températures aux échelles fines, révélant une importante variabilité des températures, participant aux spécificités de chaque terroir viticole (Bois, 2007 ; Bonnefoy 2013 : Le Roux et.al 2017). Néanmoins, ces modèles sont statiques et ne peuvent être intégrés directement dans les projections climatiques futures. Une méthode d’intégration de l’échelle locale dans les projections de changement climatique a été créée, associant modèles dynamiques et modèles statistiques (Le Roux et al, 2017).

L’étude des terroirs viticoles nécessite une approche systémique dont le climat ne représente qu’une composante avec le sol et la plante. L’action anthropique se focalise sur cette dernière composante, limitant ou accentuant les effets du sol et du climat. Les études d’impact du changement climatique sur la viticulture nécessitent d’intégrer l’ensemble du système terroir pour proposer des scénarios localisés d’adaptation pour la profession viticole. L’objectif de ce projet est donc de parvenir à spécifier un environnement de modélisation systémique aux échelles fines capable de simuler la croissance de la vigne sous des contraintes multiples (pente, exposition, nature des sols, variabilité climatique…) et d’intégrer des stratégies de production et des règles d’adaptation de ces stratégies en fonction de l’évolution de ces contraintes via une plateforme multi-agents.


Objectifs

Un réseau dense de capteurs de température, installé en 2009 dans l’appellation viticole Quart-de-Chaumes (à proximité d’Angers), a permis la création de cartes de température à l’échelle locale. Un modèle multi agent (SEVE, Tissot et al, 2017) représentant l’évolution de la phénologie de la vigne en fonction des scénarios régionalisés du changement climatique (RCP) a été mis en place sur cette même appellation. Dans sa conception actuelle, le modèle est alimenté en données climatiques par les sorties du modèle climatique régional ALADIN à 8 km de résolution. L’objectif principal de ce projet est d’intégrer la variabilité locale des températures dans le modèle multi-agents en s’appuyant sur les cartes produites à partir du réseau de capteurs, en utilisant une méthode de descente d’échelle (Le Roux et al, 2017). Un second objectif consiste en la reproduction de cette méthode dans la région de Saint-Émilion (Gironde) où un dispositif similaire est en place depuis 2012.

Méthodologie

Dans un premier temps, une base de données spatiale (Postgre/PostGIS) climatique aux échelles fines en fonction des scénarios du changement climatique sera mise en place. La conception de cette base de données est essentielle pour le bon fonctionnement du modèle. En effet, au vu de la grande quantité de données mobilisées (données journalières sur la période 2006-2100 pour deux scénarios), l’optimisation des temps de calcul est indispensable à la reproductibilité des simulations. Cette base de données sera alimentée par les résultats d’un algorithme d’apprentissage (Le Roux et al., 2017), développé sous R, permettant de calculer la distribution des températures à échelle fine (< 100 m) en fonction de différents scénarios RCP. Une réflexion sur l’échelle spatiale d’application (optimisation de la relation entre la taille des parcelles et la résolution des cartes de températures simulées) ainsi que sur le format des données (combinaison de données vecteur et raster) accompagnera cette phase d’intégration. Cette base de données sera dans un second temps connectée au modèle multi-agents SEVE fonctionnant sous la plateforme GAMA. Les données serviront au forçage des agents vignes (simulation de la phénologie) et viticulteurs (modélisation des itinéraires agronomiques et simulation des stratégies d’adaptation). Enfin, la méthode sera transposée à la région de Saint-Émilion, où un second prototype du modèle SEVE est en cours de développement.

Résultats attendus

L’intégration de données climatiques à haute résolution dans le modèle multi agents SEVE permettra de simuler les répercussions potentielles des différents scénarios du changement climatique à l’échelle des terroirs viticoles. Le projet étudiera non seulement les impacts les plus locaux du changement climatique sur la phénologie de la plante, mais également les effets des différentes stratégies d’adaptation mis en place par les viticulteurs, à l’échelle de la parcelle. La mise en place de simulations scénarisées visera à étudier l’évolution des caractéristiques des terroirs viticoles étudiés et d’évaluer les trajectoires d’adaptation agronomique dans différents contextes climatiques. Au-delà d’une valorisation du projet sous la forme de publications scientifiques, une réflexion sur les conditions d’appropriation de la démarche de modélisation par la profession viticole sera menée. La restitution des résultats du modèle SEVE à différentes échelles spatiales (parcelle, vignoble, zone d’appellation) offre la possibilité d’échange avec les acteurs directement concernés (viticulteurs, caves coopératives) en leur proposant des restitutions adaptées à leur échelle d’intérêt et à leur perception du changement climatique à moyen et long terme. L’adaptation de la viticulture au changement climatique étant d’ores et déjà au cœur des réflexions de la profession, leur expertise terrain permettra également d’évaluer et d’affiner les modélisations