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Résumé :

En viticulture, le changement climatique est déjà en train d’affecter le rendement et la qualité du raisin, à travers le réchauffement et des changements dans le cycle hydrologique (Schultz, 2015). Par exemple, les hausses des températures ont déjà résultés en une accélération de la maturation et notamment une récolte qui se fait de plus en plus tôt (Jones and Davis, 2000). Dans ce contexte, l’utilisation de systèmes dit « agrivoltaïques dynamiques » (Valle et al., 2017) combinant des panneaux photovoltaïques mobiles (montés sur trackers) par-dessus des cultures agricoles au sein d’un même espace pourraient s’avérer bénéfique. Depuis 2009, l’entreprise Sun’R en partenariat avec l’INRA a développé un tel projet d’AgriVoltaïsme Dynamique (AVD), le projet Sun’Agri. La société itk, éditeur d’outils d’aide à la décision, est impliqué dans le projet Sun’Agri 3. Le rôle d'ITK est de coordonner les activités de modélisation et de développer ces modèles de culture destinés à l’optimisation des stratégies de pilotages des panneaux photovoltaïques.

Dans le cadre de ce projet, des travaux de thèse (Valle et al., 2017, Elamri et al., 2018) ont démontré l’intérêt de ce type de solutions pour des cultures à forte valeur ajoutée, de type maraîchage. En effet, l’ombrage fluctuant induit par les panneaux placés au-dessus de la culture et dont l’orientation serait asservie aux besoins de celle-ci pourrait atténuer voire éviter les effets néfastes du changement climatique en protégeant les cultures, comme la vigne (Vitis vinifera L.), contre les hautes températures et les forts rayonnements. Cependant le rayonnement solaire reste indispensable à l’élaboration du rendement. Il s’agit alors de déterminer un pilotage « intelligent » de l’orientation des panneaux qui tienne compte des variations de sensibilité au rayonnement pour les différents processus impliqués dans l’élaboration de la production végétale et de la qualité du raisin. Malheureusement, il n’y a à l’heure actuelle aucune donnée sur l’acclimatation de la vigne sous les ombrages intermittents tels que ceux créés par des panneaux solaires, même si certaines connaissances existent pour d’autre type d’ombrage artificiels ou liés à la présence de plantes voisines.

Pour cela, nous proposons un premier axe de recherche, ciblé sur le fonctionnement des parties végétatives, qui consistera à analyser et modéliser l’efficience d’utilisation du rayonnement (quantité de biomasse formée par unité de rayonnement intercepté par la plante) sous différents régimes d’ombrages et à différents stades du développement de la plante. Un deuxième axe sera dédié à l’analyse et la modélisation des cinétiques de maturation du raisin dans ces mêmes conditions expérimentales en tenant compte de l’impact des panneaux sur le microclimat des grappes et de l’utilisation du rayonnement par les parties végétatives. Ces résultats permettront dans le troisième axe de proposer un modèle global intégrant l’ensemble de ces réponses dans l’objectif d’analyser différentes situations d’ombrage et d’identifier des pratiques d’ombrage dynamique qui seraient les plus favorables en termes de rendement et/ou de qualité des baies dans un système agrivoltaïque.

Ma thèse se base sur un premier site expérimental avec des vignes en pots sur le campus de Montpellier SupAgro, et sur un deuxième site expérimental à Piolenc avec un vignoble en productions sous une structure agrivoltaïque. Les expérimentations seront conduites au cours de 2 années successives pour tenir compte d’éventuels effets cumulatifs. La vigne étant généralement cultivée en conditions de contrainte hydrique modérée sur la fin de cycle, ces conditions seront étudiées en combinaison avec les situations d’ombrage.