Contribution au développement d'un modèle d'appui à la conception d'itinéraires techniques de production de mangues plus durables

La couronne d'un arbre résulte de l'apparition répétée d'éléments végétatifs (métamères, axes) et reproducteurs, et de leur disparition. L'apparition et la disparition de ces éléments sont conditionnées par des facteurs architecturaux, environnementaux et d'éventuelles manipulations humaines. En particulier, la taille des arbres fruitiers est connue pour stimuler le débourrement des bourgeons et la croissance végétative. Le manguier est un arbre fruitier tropical d'intérêt économique, culturel et nutritionnel dont la culture pose des problèmes agronomiques majeurs, tels que des rendements en général faibles et irréguliers d'une année sur l'autre, et des asynchronismes phénologiques qui conduisent à la présence dans les vergers de stades sensibles aux bioagresseurs sur de longues périodes. Ces contraintes proviennent en partie des interactions fortes entre croissance végétative et reproduction qui ont été montrées chez cette espèce. Ainsi, l'importance et la dynamique de la croissance végétative précédant la floraison déterminent en grande partie le succès de cette dernière. Le modèle structure-fonction d'élaboration du rendement et de la qualité de la mangue V-Mango est construit sur ces connaissances, et a pour vocation la conception assistée par modèle d'itinéraires techniques plus durables, basés notamment sur une optimisation de la taille. Cette pratique a été récemment intégrée au modèle. Cependant, les simulations montrent une surestimation de la croissance végétative et de la production, liée à une surproduction de nouveaux axes et à la non prise en compte de la mortalité des axes. Nous faisons l'hypothèse que la lumière, en tant que source d'énergie et signal, a un rôle essentiel dans les processus de débourrement végétatif, de chute des feuilles et de mortalité des axes du manguier, et qu'intégrer ces effets dans V-Mango peut conduire à une amélioration significative des sorties du modèle. Pour évaluer cette hypothèse, nous avons quantifié la variabilité de l'environnement lumineux au sein d'une couronne de manguier adulte, et recherché des relations fonctionnelles entre la quantité et la qualité de la lumière. Les effets de l'architecture, de la lumière et de la taille sur l'apparition et la disparition des axes ont été caractérisés. La dynamique annuelle de la chute des feuilles et les facteurs qui l'affectent ont été mis en évidence à l'échelle des axes. Enfin, l'ensemble de ces résultats ont été intégrés dans V-Mango après son couplage à un modèle d'interception de la lumière. Nos résultats montrent une importante hétérogénéité de l'environnement lumineux au sein de la couronne du manguier, ainsi que des relations fortes entre la qualité et la quantité de la lumière. L'environnement lumineux, la morphologie et la topologie des axes, et la taille ont des effets marqués sur le débourrement végétatif et sur la mortalité des axes. La dynamique de chute des feuilles est irrégulière au cours de l'année et dépend principalement de facteurs architecturaux et peu de la lumière. L'implémentation dans V-Mango des effets de l'architecture, de la lumière et de la taille sur le débourrement végétatif, après son couplage avec un modèle d'interception de la lumière, permet de simuler de manière réaliste la quantité et la dynamique d'apparition des nouveaux axes suite à une taille, et d'améliorer leur spatialisation dans la couronne. Les simulations, réalisées à partir de la maquette 3D d'un manguier adulte digitalisé, ont été validées à l'échelle des axes et à l'échelle de l'arbre entier avec des données indépendantes recueillies grâce à des méthodologies originales d'analyse de photographies hémisphériques et d'images aériennes prises par drone. L'amélioration significative du modèle V-Mango apportée par ce travail de thèse permet d'envisager à court terme de l'utiliser pour améliorer la pratique de taille du manguier et concevoir ainsi des itinéraires techniques plus durables.