Écologie - Union des oenologues de France

É c o l o g i e
Impacts du changement climatique
sur la vigne et le raisin
la baie de raisin sont notamment la croissance végétative, la fructification, les cinétiques d’accumulation ou de disparition de composés
bénéfiques ou préjudiciables à la qualité des raisins. Ils sont en liaison
étroite avec l’offre du milieu, en constante évolution au cours d’un
cycle réalisé généralement sous contrainte environnementale
(hydrique ou minérale). Pour chaque millésime, on peut considérer
que la qualité de la baie de raisin est la résultante des interactions
entre cette offre du milieu naturel (principalement en eau, carbone
et azote) et la demande de la vigne qui varie avec la phénologie et
les interventions culturales.
L’évolution attendue des conditions climatiques pour la fin du siècle
entraînera nécessairement des modifications dans ces modes de
conduite et des associations cépage/climat que le vigneron avait
appris à maîtriser jusqu’ici, pour faire des vins de qualité à typicité
marquée. Ainsi suite à l’avancée et au raccourcissement des stades
phénologiques de la vigne, la phase de maturation des raisins aura
tendance à se dérouler durant les périodes chaudes de l’été, auquelles
s’ajoutera un risque accru de sècheresse. Des conditions climatiques
nettement plus chaudes et sèches, tant en ce qui concerne l'humidité
relative que les précipitations, au cours de la période de maturité,
sont donc à prévoir. L’augmentation du taux de CO2 atmosphérique,
déjà en cours, aura un impact sur la physiologie de la plante, grâce à
l’amélioration de la photosynthèse et à une meilleure reconstitution des
réserves de la plante. La vigueur de la vigne en sera à terme modifiée.
Cette augmentation de CO2 a aussi un effet positif sur la croissance
des moisissures. Pour les zones septentrionales, on peut s’attendre
à un impact de l’augmentation des radiations UVB, sur la qualité
des raisins, conduisant dans certaines conditions à un vieillissement
prématuré des vins blancs.
Les connaissances climatiques de base, ainsi que les évolutions déjà
constatées depuis quelques années, permettent d’appréhender
de probables conséquences du réchauffement climatiques sur
l'état sanitaire du vignoble (vers de la grappe, développement
des moisissures, etc.) et ainsi que sur la qualité de la récolte (acidité,
sucres, composés phénoliques, etc.). Ce sont ces divers résultats qui
sont présentés afin d’essayer d’anticiper les évolutions prévisibles
et d’envisager les adaptations nécessaires.
Mots clés : Réchauffement climatique, vigne, température, contrainte
hydrique, UVB, insectes, moisissure.
Introduction
Le réchauffement climatique constaté de par le monde depuis les
cinquante dernières années apparaît comme bénéfique à la qualité
pour la plupart des vignobles. Cependant, les projections sur l’intensité
que ce réchauffement climatique pourrait atteindre à la fin du siècle
(de +2 à +3°C, voire plus, selon les scénarios, IPCC 2007) laissent
entrevoir des changements importants en terme de conditions
de culture de la vigne et d’impacts sur les vinifications. En effet, de
nombreuses réactions biochimiques sont sensibles à la température.
Les changements prévisibles dans les régimes thermiques classiques
vont entraîner nécessairement des changements dans les équilibres
chimiques et instaurer de nouveaux équilibres, au niveau de la
physiologie de la vigne et de la baie de raisin. Parallèlement,
les simulations climatiques montrent que ce réchauffement
s’accompagnera d’une modification du régime des pluies conduisant
à une diminution très probable des précipitations estivales, alors qu’un
gain hivernal est attendu. Ceci génèrera des périodes estivales
à contrainte hydrique plus forte qu’à présent. Or les principaux
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phénomènes qui concourent à la qualité de la baie de raisin en liaison
étroite avec l’offre du milieu doivent être réalisés généralement sous
contraintes environnementales modérées, qu’elles soient hydriques,
thermiques ou minérales. Parmi ceux-ci, on compte la croissance
végétative, la fructification, les cinétiques d’accumulation ou de
disparition de composés bénéfiques ou préjudiciables à la qualité
des raisins. Pour chaque millésime, la qualité de la baie de raisin
apparaît comme la résultante des interactions entre cette offre
du milieu naturel (principalement en eau, carbone et azote) et la
demande de la vigne qui varie avec la phénologie et les interventions
culturales (Jackson et Lombard, 1993 ; Jones et Davies, 2000).
L’évolution des conditions climatiques attendue pour la fin du siècle
nécessitera la mise en œuvre de modifications correctives dans
ces modes de conduite et dans les associations cépage/climat que
le vigneron avait appris à maîtriser jusqu’ici, pour continuer à faire
des vins de qualité à typicité marquée. Afin d’essayer d’anticiper
les évolutions prévisibles et d’envisager les adaptations nécessaires,
sont présentés ci-après les principaux impacts du réchauffement
climatique sur le fonctionnement écophysiologique de la vigne
et du raisin, avec leur implication qualitative.
1. Des températures plus élevées
L’accélération des cycles phénologiques consécutive au réchauffement
aura pour conséquence première une précocité de la maturité qui se
déroulera durant les périodes les plus chaudes de l’été (Jones et al.,
2005). La contrainte thermique sera la conséquence de l’élévation
de la température moyenne du globe, mais aussi le résultat de
la contrainte hydrique suite au déficit pluviométrique. En effet,
la réduction de la transpiration résultant de la fermeture stomatique
entraîne un échauffement de la feuille. Le déficit hydrique se trouve
ainsi fréquemment associé à un stress thermique. Pour des températures supérieures à 35°C, des symptômes d'échaudage sur feuillage
peuvent apparaître, entraînant une altération du feuillage et un déficit
d’activité photosynthétique avec un blocage de la synthèse des sucres.
Les raisins peuvent être eux aussi touchés par cet échaudage et subir
un dessèchement.
Le pH et l’acidité sont des composantes importantes des profils
organoleptiques et de la stabilité microbiologique des vins.
L’acidité contribue à l’équilibre d’un vin, en apportant fraîcheur et
nervosité, révélant les arômes. Traditionnellement, les régions à climat
frais produisent des raisins avec des concentrations élevées en acide
malique. Inversement les régions à climat chaud produisent
généralement des raisins à acidité faible. Ceci est dû à l’effet de
la température sur l’équilibre entre la synthèse de l’acide malique
et son catabolisme, en agissant sur les activités enzymatiques des
mitochondries (Lakso and Kliewer, 1975). La plage de température
optimale de la synthèse de l’acide malique se situe autour de 20
à 25° C. Au-delà de 38° C, il y a une rapide inactivation de la chaîne
de synthèse. La diminution de l’acide malique au cours de la maturité
apparaît comme le résultat d’une diminution de sa synthèse due à la
chaleur estivale et d’une accélération de son catabolisme (utilisation
comme source de carbone et d’énergie pour la respiration).
L’augmentation des températures devrait conduire à une diminution
de l’acidité des raisins. Ceci risque d’altérer les qualités organoleptiques
et les conditions de stabilité du produit final que l’on connaît
aujourd’hui. L’acidification et les techniques membranaires ne
sont que des solutions partielles, qui ne résoudront qu’en partie le
problème. De nouvelles pratiques agissant dès le vignoble devront
être trouvées pour maintenir un équilibre acide qui permette de
conserver le plus longtemps possible la typicité des vins actuels.
Trois leviers agronomiques permettent d’agir sur l’acidité des moûts :
maîtrise de la vigueur (choix de porte-greffe pour sa vigueur conférée
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Résumé : Les principaux phénomènes qui concourent à la qualité de
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par Jean-Pascal Goutouly
I.N.R.A.- UMR Ecophysiologie et Génomique Fonctionnelle de la Vigne. Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (ISVV)
210, chemin de Leysotte, 33882 Villenave d'Ornon cedex
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Écologie
au greffon et sa capacité à absorber le potassium), adaptation du
rapport surface foliaire/poids de fruits et gestion du microclimat des
feuilles et des fruits (Champagnol, 1994).
De nombreux travaux montrent que le régime thermique en période
de maturation du raisin est l’une des variables déterminantes de
la coloration du raisin et de la richesse en arômes, anthocyanes et
polyphénols des vins (Buttrose et al., 1971 ; Dokoozlian and Kliewer,
1996). Il en est de même pour l’exposition à la lumière (Haselgrove
et al., 2000 ; Spayd et al., 2002). L’élévation de température de la baie
de raisin peut atteindre 10° C par rapport à celle de l’air ambiant,
lorsque celle-ci est exposée directement au soleil. Ces températures
élevées conduisent à une moindre accumulation en composés
phénoliques et anthocyanes. Dans les climats chauds, l’exposition
directe et prolongée des raisins à la lumière apparaît préjudiciable
aux profils anthocyaniques et polyphénoliques (Bergqvist et al., 2001),
sans compter sur les risques accrus de dessèchement des baies.
Les C13-norisoprenoides seraient eux aussi altérés par les expositions
prolongées (Marais et al., 1992 ; Lee et al., 2007). Une contrainte
hydrique trop forte (restriction aiguë de la surface foliaire ou même
défoliation) ou un effeuillage trop conséquent de la zone des grappes
génèrent de telles altérations. L’aptitude au vieillissement des vins
de millésimes très chauds est réputée bien moindre que celle des
millésimes au climat plus tempéré (Pons et al., 2009).
La hausse des températures sera probablement plus importante
sur les températures minimales que sur celles maximales (Jones
et al., 2005). Or, les températures fraîches ont un effet positif sur
la coloration du raisin, et tout particulièrement celle de la fraîcheur
des nuits (Kliewer et Torres, 1972 ; Tonietto et Carbonneau, 2000).
La fraîcheur des nuits en période de maturation (véraison-récolte)
apparaît comme un bon indicateur des caractéristiques liées à la
couleur et aux arômes du raisin. L’accumulation des anthocyanes
dans les pellicules serait donc favorisée par un état de stress hydrique
modéré de la plante, par des températures diurnes plutôt élevées
mais sans excès, avec probablement une interaction positive avec
des températures nocturnes fraîches (Carbonneau et al., 1992).
L’élévation des températures nocturnes et la réduction probable
de l’amplitude thermique jour-nuit dans le cadre du réchauffement
climatique à venir devrait participer à la modification qualitative
du profil anthocyanique et polyphénolique des raisins.
2. Un bilan hydrique souvent déficitaire
La disponibilité hydrique conditionne fortement la croissance de
la vigne et la maturation du raisin. Une contrainte hydrique réduit
la photosynthèse, favorise l’arrêt de croissance et stimule la synthèse
des composés phénoliques. Installée tôt en saison (immédiatement
après la floraison), elle affecte la taille des baies. Tout ceci concourt
à l’élaboration d’un raisin à fort potentiel œnologique quand la
contrainte reste modérée. Le changement attendu du régime estival
des pluies devrait conduire à des situations de contrainte hydrique
accrue. Bénéfique pour le nord de la France pour les vignobles à
cépages rouges, cette contrainte hydrique devrait, en revanche être
forte à très forte dans les régions du sud. Une adaptation de la conduite
de la vigne et du matériel végétal permet en partie de limiter
les effets négatifs de stress hydrique excessifs (Choné et al., 2001).
La première adaptation est la limitation des rendements, ce qui
permet de maintenir le rapport surface foliaire/fruit convenable
à une production d’un raisin de qualité, tout en ayant une surface
foliaire (et donc une surface transpirante) adaptée au nouveau
contexte climatique. De nouveaux porte-greffes résistant à la
sècheresse sont actuellement à l’étude et feront sans nul doute
partie de nos futurs outils. Un palissage lâche, voire un port libre,
permet d’éviter l’échaudage des feuilles suite à une meilleure aération
(Lissarrague, 2008). L’irrigation raisonnée, en maintenant une contrainte
hydrique modérée, permet d’éviter le blocage de la photosynthèse.
Les conditions chaudes et sèches estivales risquent fort de générer
des contraintes azotées durant la période véraison-récolte.
À l’origine d’une carence azotée accrue des moûts, des problèmes de
fermentation sont à attendre. De plus, il a été montré qu'une carence
en azote durant la période estivale est préjudiciable au potentiel
aromatique des raisins blancs et peut même être à l’origine
d’un vieillissement défectueux des vins blancs (Rapp et al., 1995 ;
Duchêne et Schneider, 2005).
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3. L’augmentation de la concentration
en CO2 atmosphérique
En un siècle, la quantité de CO2 atmosphérique a augmenté de 30 %.
Une élévation de sa concentration se traduit directement par une
augmentation de la photosynthèse. Ainsi, on a un doublement
de la photosynthèse lorsque la concentration en CO2 de l’air passe
de 364 à 605 ppm (taux probablement atteint à la fin du siècle)
à une température de feuille proche de l’optimum de 34° C
(Schultz, 2000). Bindi et al. (1996) montrent une stimulation de
la croissance végétative (+35 % de surface foliaire, poids sec) et
de celle du rendement (+21 %, poids sec) sur le sangiovese, lors
d’une exposition prolongée à 700 ppm. García de Cortázar Atauri
(2006) en utilisant le modèle STICS Vigne retrouve le même type de
résultat avec les différents scénarios climatiques futurs appliqués
à huit cépages : grenache, syrah, pinot noir, chardonnay, chenin,
cabernet franc, ugni blanc et merlot. Une meilleure reconstitution
des réserves de la plante est ainsi mise en évidence. Les résultats
sont bien sûr variables selon les AOC, pour lesquelles le réchauffement
climatique s’exprimera différemment selon qu’elles se situent en zone
continentale ou océane, en latitude nord ou sud. Dans cette étude,
les régions du sud-est de la France apparaissent fortement pénalisées
à cause de la forte contrainte hydrique attendue (de -15 à -35 % pour
les rendements).
4. L’accroissement du rayonnement
ultraviolet (UVB)
Le rayonnement solaire ultraviolet (UVB) est très dommageable aux
organismes vivants. Les végétaux n’y font pas exception. Parmi les
changements globaux auxquels notre planète aura à faire face d’ici
à la fin du XXIème siècle, il y aura l’augmentation du rayonnement UVB.
La réduction de la nébulosité et la réduction de l’épaisseur de la couche
d’ozone en seront à l’origine. Schultz (2001) rappelle les différentes
conditions qui concourent à l’augmentation prévisible des UVB ainsi
que les conséquences connues de ce rayonnement sur la production
de raisin. Ainsi, les composants tels des acides aminés (dont l’arginine
et la glutamine indispensables au métabolisme des levures) et les
caroténoïdes (précurseurs des voies métaboliques secondaires,
comme certains précurseurs d’arômes) voient leur quantité altérée
sous l’action des UVB. Ceci pourraient alors contribuer au vieillissement
prématuré des vins blancs, déjà à redouter à causes des carences
azotées et des fortes températures (Schultz, 2001 ; Schneider et al.,
2002).
5. Une évolution de la pression parasitaire
(insectes, mildiou et autres moisissures, etc.)
L’impact du réchauffement climatique ne se fera pas seulement sentir
au niveau de la physiologie de la plante et de la baie. En effet, le
principal facteur ayant une incidence directe sur le cycle reproducteur
des insectes ravageurs est la température (Bale et al, 2002, d’après
Thiery et Chuche, 2007). L’eudémis est un insecte préférant les régions
chaudes et sèches alors que la cochylis préfère les régions relativement
fraîches et humides. Les variations du climat peuvent donc affecter
la distribution et la proportion de ces deux espèces de vers de
la grappe. Ainsi, l’eudemis, jusqu’il y a une dizaine d’années, avait
généralement trois générations en Aquitaine, la dernière étant
nettement séparée des deux précédentes et située tard en septembre.
Aujourd’hui, cette troisième génération succède rapidement à
la deuxième et il n’est même pas rare de trouver une quatrième
génération en octobre/novembre, voire septembre dans le cas
de vignobles plus méridionaux comme la Sardaigne.
Outre l’augmentation du nombre de générations, de nombreux
ravageurs pourraient voir leur aire de répartition s’étendre vers
le nord. Cela a d’ailleurs déjà commencé pour certains d’entre eux
comme l’eudémis en Champagne et les cicadelles (Thiery et Chuche,
2007). Mais les effets des températures élevées peuvent parfois
être néfastes au développement de certains insectes en bloquant
les cycles de pontes (au delà de 32,5° C) et en causant une forte
mortalité des œuf au delà de 38° C. C’est le cas de cochylis (Thiery,
2007). La remontée vers le nord s’accompagnerait aussi d’une
disparition progressive des zones sud devenues trop chaudes.
De même, il n’est pas impensable que de nouveaux ravageurs des
baies puissent faire leur apparition suite au réchauffement climatique.
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T E C H N I Q U E
L’année 2003, année caniculaire pour l’ouest de l’Europe, fait figure
de millésime-étalon pour les futurs millésimes de la deuxième
partie du XXIème siècle. Sans être la manifestation du réchauffement
climatique à venir, elle préfigure les conséquences du déroulement
du cycle de la vigne de nos AOC en situation climatique plus chaude,
et déficitaire en eau qu’aujourd’hui. Elle a généré les vendanges les
plus précoces depuis le XIVème siècle (Chuine et al., 2004), avec des vins
souvent déséquilibrés (degrés très élevés d'alcool, acidité très faible).
Elle doit servir de référence pour permettre d’anticiper les problèmes
œnologiques et viticoles qu’engendrera le réchauffement climatique
à venir, dans lequel le climat de l’année 2003 pourrait bien devenir
celui de l’année normale et non plus celui d’une année atypique.
De même, les techniques viticoles et œnologiques utilisées dans
les vignobles de régions à climat chaud et sec doivent être analysées
avec le plus grand soin, car elles apporteront sans doute une partie
des solutions pour que nos vignobles, situés pour quelques millésimes
encore sous des climats tempérés, puissent perdurer avec la qualité
et la typicité qui sont la leur.
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sur la croissance de moisissures d’altération de la vigne. Colloque
Réchauffement climatique, quels impacts probables sur les vignobles ?
28-30 mars 2007 – Dijon.
C A H I E R
Ainsi des lépidoptères, des drosophiles, agents de la pourriture acide,
ou des cochenilles, cantonnés actuellement dans les zones méditerranéennes, commenceraient leur remontée (Xuéreb et al., 2003).
Les risques d’infection d’un autre ravageur de la vigne, fongique
celui-ci, le mildiou, devraient probablement diminuer dans le cas
des vignobles méridionaux. En effet, le mildiou est très sensible aux
conditions climatiques. Dans les dix dernières années dans la région
de Trévise (Italie), la forte hausse de la température en été (+1° C
en moyenne sur les vingt dernières années) et la réduction des pluies
ont contribué à réduire les risques d’infection de P. viticola dans cette
région (Borgo et al., 2000). Les changements climatiques ne devraient
faire qu’amplifier le recul des risques épidémiques de mildiou.
La contrepartie est que celui-ci risque de se déplacer vers les zones
plus septentrionales.
De plus, les UV conduisent à ce qu’on appelle un durcissement
des feuilles en réaction à leurs actions. On assiste à une stimulation
de la voie de biosynthèse des flavonoïdes, composés s’opposant à
la pénétration des UV dans les tissus profonds. Ceci semble entraîner
une meilleure tolérance aux maladies comme le mildiou. En effet,
Agati et al., (2008) ont montré que les feuilles exposées à la lumière
avaient 75 % de flavonoïdes en plus que des feuilles maintenues
à l’ombre. Dix jours après une inoculation par Plasmopara viticola,
les feuilles de “lumière” ne sont pas infestées alors que les feuilles
“d’ombre” le sont complètement.
Enfin, on constate un effet positif de l’accroissement de température
et de l’augmentation de teneur en CO2 sur la croissance des
contaminants fongiques des genres Botrytis, Penicillium, Aspergillus,
Fusarium, Alternaria, Cladosporium et Trichothecium (Bensoussam
et al., 2007). Certaines de ces moisissures, parfois agissant en synergie,
sont suspectées être à l’origine de déviations aromatiques évoquant
la terre humide, l’humus, la betterave rouge ou le champignon frais.
Ces auteurs montrent qu’une période de réchauffement climatique
de quelques degrés peut favoriser la croissance de certaines moisissures
d’altération de la vigne dont certaines peuvent être les causes
de défauts organoleptiques (géosmine : Penicillium). Certaines de
ces souches sont productrices d’ochratoxine.
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