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The knowledge and monitoring of grapevine phenology over several seasons are important requirements for the characterization of vine regions, climate change studies and planning of various production activities such as irrigation, fertilization, phytosanitary applications and harvesting at the vine field scale. However, the main studies developed on grapevine phenology consider the vine field as a homogeneous unit of management and do not take into account the spatial variability observed at this spatial scale. Based on previous studies highlighting a significant variability at the within field level in viticulture, this doctoral research aims to characterize the spatial variability of grapevine phenology at the vine field scale, relating the main factors that determine this variability and proposing a spatial prediction model that considers the variability of phenology. In order to answer the above objectives, experiments were carried out in four vine fields located in the Maule Valley (Talca, Chile), considering the main red (Cabernet Sauvignon and Carménère) and white (Chardonnay and Sauvignon Blanc) cultivars planted in Chile. This experiment was carried out over 6 years between years 2009 and 2015. Within each vine field, a regular grid with 12 sampling sites per hectare was defined. Measurements of grapevine phenology, berry maturity (sugar accumulation), plant water status, vegetative expression, yield, climatic variables (temperature and relative humidity), soil physical properties, among others, were performed on each site. The main results showed the existence of a significant spatial variability of the phenological development at the within-field scale, observed for both key phenological stages (budburst, flowering and veraison) and sugar accumulation in berries. This spatial variability was spatially organized and stable over seasons, being comparable even with the observed variability at important spatial scales such as regional or vine valley. At the within-field scale, topography (elevation difference) was identified as the main integrative factor affecting the spatial variability of both grapevine phenology and maturity. If there is no variability in the topography, the soil characteristics become the second factor of the spatial variability of grapevine phenology, while plant variables (vegetative expression and yield) explained the observed variability in sugar accumulation at this scale. The temporal stability observed for the spatial variability of the phenological stages and sugar accumulation of berries allowed an empirical spatial model to be proposed. The model characterizes the spatial variability of these variables at the vine field scale. The originality of the approach is to use a single measurement of the grapevine phenology or sugar accumulation in the berries performed in the field (reference site) and a combination of site-specific coefficients estimated through historical data. The spatial model presented the best results when compared with classical sampling methods, allowing maps of key phenological stages and sugar accumulation to be obtained. This methodology could be used as a practical tool for the planning site-specific management operation at the vine field scale where phenology is essential for decision-making.; Le suivi et la connaissance de la phénologie de la vigne sur plusieurs saisons sont des informations essentielles qui permettent de caractériser les régions viticoles, d’étudier le changement climatique et de planifier des pratiques agricoles telles que l'irrigation, la fertilisation, l'application de pesticides et la vendange à l'échelle parcellaire. La plupart des études menées sur de la phénologie de la vigne, considèrent la parcelle comme une unité de gestion homogène, sans tenir compte de la variabilité spatiale qui existe à cette échelle. Sur la base de travaux précédents qui mettent en évidence une forte variabilité intra-parcellaire en viticulture, ce travail de thèse vise à caractériser la variabilité spatiale de la phénologie de la vigne et les principaux facteurs qui la déterminent à l’échelle d’une parcelle viticole. Il vise aussi à en proposer un modèle de prédiction spatiale qui considère la variabilité de la phénologie de la vigne à cette échelle. Pour répondre à ces objectifs, quatre parcelles expérimentales situées dans la Vallée du Maule (Talca, Chili) ont été utilisées. Celles-ci correspondent aux principaux cépages rouges (Cabernet Sauvignon et Carménère) et blancs (Chardonnay et Sauvignon Blanc) cultivés au Chili. Ce travail a été réalisé tout au long 6 années de 2009 et 2015, au cours desquelles entre de deux et quatre séries des mesures ont été effectuées selon la parcelle viticole. Pour chaque parcelle, une grille régulière de 12 sites d'échantillonnage par hectare a été définie, sur chaque site, des mesures de la phénologie de la vigne, de la maturité des baies (accumulation des sucres), de l’état hydrique de la plante, de l’expression végétative, du rendement, des variables climatiques (température et hygrométrie), des propriétés physique du sol, entre autres, ont été réalisées. Les principaux résultats ont montré l'existence d’une variabilité spatiale de la phénologie de la vigne importante à l’échelle intra-parcellaire. Cette variabilité a été observée autant pour tous les stades phénologiques clés (débourrement, floraison et véraison) et pour l’accumulation des sucres dans les baies. Elle est structurée spatialement et stable au cours du temps. Son importance est similaire à la variabilité observée à des échelles spatiales régionale. Au niveau intra parcellaire, la topographie (différence d'altitude) a été identifiée comme le principal facteur d’influence sur la variabilité spatiale de la phénologie et de l’accumulation des sucres dans les baies. Dans le cas où la variabilité de la topographie de la parcelle viticole est faible, les caractéristiques du sol sont le second facteur expliquant la variabilité spatiale de la phénologie, tandis que les variables de la plante (expression végétative et rendement) expliquent la variabilité observée dans l'accumulation de sucre. La stabilité temporelle de la variabilité spatiale des stades phénologiques et de l'accumulation des sucres dans les baies, a permis de proposer un modèle spatial empirique qui permet d’estimer la valeur ces variables à l’échelle d’une parcelle viticole. L’originalité de l’approche proposée est d’utiliser une mesure ponctuelle de la phénologie ou de la teneur en sucres des baies, effectuée dans la parcelle viticole (site de référence) et une combinaison de coefficients site-spécifiques estimés à partir des données historiques. Ce modèle spatial permet d’obtenir des estimations de meilleure qualité en comparaison avec des méthodes classiques d’échantillonnage. Il permet d’obtenir des cartes pour les stades phénologiques clés et pour l’accumulation des sucres. Cette méthode pourrait être utilisée comme un outil pratique pour la planification de la gestion modulée des opérations au niveau intra-parcellaire, où la connaissance de la phénologie est essentielle pour la prise de décisions.

In 2007, different observations were carried out on 11 vineyards. 3 georeferenced sampling points were defined per vineyard and several measurements were made at veraison such as NDVI, ELA (Exposed Leaf Area), LAX (Leaf Area Index), PLWP (predawn leaf water potential) as well as before harvest: number and average weight of bunches, berry weight, Brix, total acidity, malic and tartaric acid, potassium, pH, anthocyans and total polyphenols (TPI) in berries. This experimentation confirms a significant relationship between NDVI and LAI or ELA and particularly canopy thickness. It also shows an indirect correlation with PLWP. Bunch and berry weight were moderately correlated with NDVI, whereas number of bunches were not. Relationship between NDVI and berry composition were mainly observed with malic acid and TPI. The higher was the NDVI, the higher was the malic acid and the lower was the total polyphenol concentrations., Une étude a comparé les valeurs de NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) obtenues par imagerie aérienne à la véraison, avec des mesures sur vigne à la même date (SFEp (surface foliaire exposée potentielle), LAI (Leaf Area Index) et potentiel foliaire de base) et avant récolte : nombre et poids moyen de grappes, poids des baies, teneurs en sucres, acidité totale, acides malique et tartrique, potassium, pH, anthocyanes et polyphénols totaux sur raisin. L'étude réalisée en 2007, sur 3 points d'observation géoréférencés par parcelle a porté sur 11 parcelles réparties sur différentes unités pédologiques. Elle confirme un lien étroit entre NDVI et LAI ou SFEp et, plus particulièrement, l'épaisseur du feuillage, et elle met en évidence une corrélation indirecte avec le potentiel foliaire de base. Le NDVI est moyennement corrélé avec le poids des baies et des grappes, et avec la teneur en acide malique et en polyphénols totaux des raisins, et peu ou pas avec les autres composantes du rendement et composés du raisin.

CT1; National audience; Les cartes de rendement sont des outils précieux d'accès à une connaissance de la variabilité intra parcellaire. Plusieurs sources d'erreur sont en cause dans l'établissement des cartes. Cependant, l'identification et la maîtrise de ces erreurs permettent l'acquisition de données pertinentes et précises, conditions nécessaires à une bonne interprétation des cartes et l'identification des facteurs de variations du rendement. Les causes des hétérogénéités de rendement constatées ne sont pas obligatoirement liées aux seules potentialités agronomiques des sols. Il se superpose ensuite l'effet des techniques culturales, comme par exemple, une modulation de la fertilisation azotée. L'acquisition de variables caractérisant la qualité des grains de blé (poids spécifique, poids de 1 000 grains, teneurs en protéines) est importante pour compléter la carte de rendement. La cartographie de la teneur en protéine des grains est d'un intérêt équivalent à celui de la connaissance du rendement. Le croisement des différentes cartes pourrait être ainsi utilisé pour le diagnostic agronomique et environnemental .

Correspondance : ojeda@supagro.inra.fr; International audience; La variabilidad intra-parcelaria de parámetros cuantitativos y cualitativos de la uva es una problemática actual de importancia significativa por sus consecuencias sobre el vino. La medición sistemática, espacial y de elevada resolución, de estos parámetros, ha comenzado a ser una realidad en la viticultura. Una zonificación intra-parcerlaria fue efectuada sobre una parcela de Syrah situada en la Unidad Experimental del INRA de Pech Rouge (Gruissan, France). Esta zonificación se basa en una cartografía y una clasificación ascendente jerarquizada de la evolución del potencial foliar de base de las cepas desde el cuaje hasta la madurez. Esta metodología, puesta en marcha durante los años 2003 y 2004, permitió diferenciar cuatro zonas que fueron comparadas con un testigo bajo riego. Para cada zona, se midieron diferentes parámetros «cuantitativos » (peso de bayas, rendimiento, superficie foliar expuesta potencial, pesos de poda, circunferencia de tronco) y « cualitativos » (tenor de azúcares, acidez total, pH, antocianas e índice de polifenoles totales). Cada una de estas cinco zonas (cuatro zonas identificadas y una testigo bajo riego) fueron cosechadas y vinificadas de forma individual. Para las dos temporadas estudiadas, los resultados ponen en evidencia que mientras que los niveles de restricción hídrica aumentan, también lo hacen la riqueza de compuestos relacionados con la calidad (fenoles, azúcares,…) pesar de que una leve disminución del vigor y del rendimiento inducido particularmente por la reducción de tamaño de la baya. Sin embargo más allá de un determinado umbral de restricción hídrica, la uva no gana en tenor de estos compuestos denominados « cualitativos » mientras que los rendimientos y las variables «cuantitativas» continúan disminuyendo. Para restricciones hídricas más severas, todos los parámetros (cuantitativos y cualitativos) disminuyen, provocando un fuerte debilitamiento de las plantas. Este trabajo pone en evidencia la ventaja que puede presentar la gestión intra-parcelaria del viñedo para el control de la calidad (riego a adoptar en función de las zonas, cosechas selectivas, etc.). Justifica, además, el interés de profundizar las investigaciones a fin de establecer los umbrales de restricción hídrica óptimos para cada variedad/sistema de conducción/ terroir con el objetivo de obtener una mejor relación calidad/rendimiento frente a la utilización razonada del ”riego cualitativo” por los viticultores de la región. Es necesario también, estudiar simultáneamente los aspectos fisiológicos que explican los mecanismos de adaptación de los distintos cepajes a las características hídricas de los terroirs mediterráneos del sur de Francia en relación al problema del recalentamientoclimático.

An experiment was carried out over two years (2003-2004) in order to monitor the spatio-temporal variability of the predawn water potential at a within field scale. The predawn water potential was measured on 49 points within a field of 1.2 ha. Respectively 7 and 6 measurements were performed at different times in 2003 and 2004. The main results of this work showed that the within field variability of the predawn water potential was significant. It also highlighted the temporal stability of the variability. The zoning performed according to the predawn water potential values was linked to other parameters such as leaf area, trunk circumference, soil resistivity, etc. The result confirmed the temporal stability of the within field variability. It also showed the opportunity to use high resolution data (remote sensing, monitoring systems mounted on conventional machinery) as decision support system to assess a similar zoning or to perform target sampling for a better assessment of the field water status

International audience; The within field variability of grape quantitative and qualitative parameters has recently become an important issue in viticulture due to the impact that such variability has on the wine quality. Spatial, high-resolution systematic measurements of these parameters is becoming a reality in modern viticulture. A within field zoning of a Syrah vineyard located at INRA Pech Rouge (Gruissan, France) was carried out. The zoning was based on the mapping of the predawn water potential changes, measured from flowering to ripening. The aforementioned methodology, performed during 2003-04 seasons, allowed us the division of the field into four zones which were compared with an irrigated zone used as a control. Different quantitative (berry weight, yield, SFE, pruning weight, trunk diameter) and qualitative (sugars, total acids, pH, anthocyanins, IPT) parameters were measured in each zone. Each of the five zones (the 4 zones delimited and the irrigated control) was harvested individually. The results of the two different seasons show that, as long as the water restriction rises, the enrichment of the components linked with quality is reinforced. Simultaneously, vigour and yield are reduced. Yield reduction is mostly due to the reduction in berry size. Nevertheless, there is a threshold of water restriction, beyond which there are no further gains in qualitative components content, whereas yield and quantitative parameters keep on decreasing. For the most severe water deficit, all parameters (quantitative and qualitative) decrease, causing an important weakness in the vine. Such conditions, if sustained throughout time, may be negative for wine perennity. This situation requires further research aiming at determining the optimum water restriction thresholds for each variety/trellis system/"terroir" situation, and therefore, achieving the best quality/yield relation. These works finally aim at providing references to local growers to perform qualitative irrigation management. It is also necessary to study the physiological aspects that explain the adaptive mechanisms of different varieties to the water characteristics of Southern France's Mediterranean "terroirs" in relation with global warming. Finally, this research work points out the interest that site-specific management of the vineyard may present regarding quality improvement (including differential, variable irrigation for each zone and selective harvest); La variabilité intra-parcellaire des paramètres quantitatifs et qualitatifs du raisin est une problématique actuelle d’importance considérable car elle a des conséquences qualitatives sur le vin. La mesure systématique, dans l’espace, et avec des résolutions élevées, de ces paramètres commence à devenir une réalité en viticulture. Un zonage intra-parcellaire a été effectué sur une parcelle de Syrah située sur l’Unité Expérimentale INRA de Pech Rouge (Gruissan, France). Ce zonage s’appuie sur une cartographie et une classification ascendante hiérarchisée de l’évolution du potentiel foliaire de base des souches de la nouaison à la maturité. Cette méthodologie, mise en œuvre pendant les années 2003 et 2004, a permis de différencier quatre zones qui ont été comparées avec un témoin irrigué. Pour chaque zone, différents paramètres "quantitatifs" (poids des baies, rendement, surface foliaire exposée potentielle, poids de bois de taille, circonférence de tronc) et "qualitatifs" (teneur en sucre, acidité totale, PH, anthocyanes et IPT) ont été mesurés. Chacune des 5 zones (4 zones identifiées et témoin irrigué) a été récoltée et vinifiée de manière individuelle. Pour les deux millésimes étudiés, les résultats mettent en évidence que lorsque les niveaux de contrainte hydrique augmentent, la richesse en composants liés à la qualité (phénols, sucres,…) est renforcée malgré une légère réduction de vigueur et de rendement induit notamment par diminution de la taille de la baie

An experiment was carried out over two years (2003-2004) in order to monitor the spatio-temporal variability of the predawn water potential at a within field scale. The predawn water potential was measured on 49 points within a field of 1.2 ha. Respectively 7 and 6 measurements were performed at different times in 2003 and 2004. The main results of this work showed that the within field variability of the predawn water potential was significant. It also highlighted the temporal stability of the variability. The zoning performed according to the predawn water potential values was linked to other parameters such as leaf area, trunk circumference, soil resistivity, etc. The result confirmed the temporal stability of the within field variability. It also showed the opportunity to use high resolution data (remote sensing, monitoring systems mounted on conventional machinery) as decision support system to assess a similar zoning or to perform target sampling for a better assessment of the field water status, Une expérimentation a été conduite pendant deux ans (2003-2004) afin de suivre la variabilité spatio-temporelle du potentiel hydrique de base à une échelle intra-parcellaire. Le potentiel de base a été mesuré sur 49 points à l’intérieur d’une parcelle de 1,2 ha. Ces mesures ont été répétées à 7 et 6 dates différentes respectivement en 2003 et 2004. Les principaux résultats de cette expérimentation montrent que la variabilité intra-parcellaire du potentiel de base est importante. Ils mettent également en évidence la stabilité temporelle de la variabilité observée. Le zonage effectué sur la base du potentiel hydrique était lié à d’autres paramètres tels que la SFEp, la circonférence des ceps, la résistivité du sol, etc. Ce lien confirme la stabilité temporelle de la variabilité observée. Il permet également d’envisager d’utiliser des données à hautes résolution (télédétection, capteurs embarqués sur machines) pour effectuer un zonage similaire ou pour servir d’outils d’aide à l’échantillonnage orienté pour une meilleure estimation de l’état hydrique de la parcelle