Pour déterminer la vulnérabilité des systèmes de production viticole au changement et variabilité climatique, il faut connaître l’exposition physique d’une région, la sensibilité de la vigne et la capacité adaptative, apporté par le viticulteur par son « savoir-faire ». Ainsi, les mesures d’adaptation comme réponses au changement climatique (CC), résultent de la conjonction de ces trois composantes, analysées dans une perspective locale. L’objectif de cette étude a été définir la variabilité du climat dans la région viticole côtière du sud de l’Uruguay, évaluer les possibles impacts sur la vigne, et d’apporter des réponses sur l’adaptation de la vigne dans un contexte de CC. Dans dix vignobles commerciaux de Tannat situés dans les départements de Montevideo et Canelones, des capteurs de température ont été installés, répartis en fonction de la distance au Río de la Plata. La variabilité spatiale et temporelle de la température des vignobles a été mesurée par une analyse à méso-échelle. À une échelle plus fine, le phénomène de la pénétration de la brise de mer et leur effet sur l’évolution thermique diurne a été ainsi étudié. Le Río de la Plata à travers l’effet de l brise, est une des composants principaux du climat de la région viticole. La réponse de la vigne à la température sur la composition est expliquée par des conditions climatiques générales pendant la maturation (thermiques et hydriques). Les principaux acteurs de la filière (viticulteurs et conseillers) connaissent la variabilité locale du climat et ils ont identifié les aspects défavorables pour la production du raisin de qualité. Cependant, le climat ne semble pas avoir un rôle important dans la prise de décisions, mais d’une manière sous-jacente, il joue un rôle fondamental en la gestion du vignoble. Finalement, ils ont été identifiés des mesures d’adaptation à la variabilité locale du climat, en proposant stratégies à partir de la connaissance locale. / To determine the vulnerability of viticulture farming system to climate change (CC) and variability, the knowledge of climate exposure over the region, sensitivity and adaptive capacity provided by the winegrowers through their “savoir-faire” is primordial to contribute to adaptation issues to CC. The aim of this study was to define climate variability of the southern coastal wine region of Uruguay, evaluate its possible impacts in vinegrape and to provide adaptative responses in the context of CC. Ten plots were installed in commercial vineyards of Tannat over Canelones and Montevideo region at different distances to the Río de la Plata. Spatial and temporal variability of temperature was defined over the coastal region at meso-scale. At a fine scale, it was studied the sea breeze penetration and its impacts in the diurnal thermal evolution. The Río de la Plata through the sea breeze effect is one of the principal climate components in the southern wine region. Temperature grapevine sensitivity on berry composition at harvest is explained by climate general conditions during ripening (thermal and hydric conditions). The principal actors (winegrowers and advisors) know the local climate variability and have well identified unfavorable climate conditions to produce high quality grapes. However, climate seemed to be not relevant in producers’ decision making, but in an underlined way, its plays a fundamental role in vineyard management. Adaptation measures to local climate variability were identified by strategies proposed from the local knowledge / Para determinar la vulnerabilidad de los sistemas de producción vitícola al cambio y la variabilidad climática, se requiere conocer la exposición física de una región, su sensibilidad y la capacidad adaptativa aportada por el viticultor por su savoir-faire. Las medidas de adaptación en respuesta al cambio climático (CC), resultan de la conjunción de estos componentes, analizados desde una perspectiva local. El objetivo del estudio fue definir la variabilidad del clima actual de la región costera Sur de Uruguay, evaluar los posibles impactos en la vid, y aportar respuestas para su adaptación en el contexto de CC. En diez viñedos comerciales de Tannat ubicados en Canelones y Montevideo se instalaron sensores de temperatura según un diseño que contempló la distancia del Río de la Plata. Se precisó la variabilidad espacial y temporal de la temperatura de estos viñedos mediante un análisis a meso-escala. A una escala más fina, se estudió el fenómeno de la penetración de la brisa marina y su efecto en la evolución térmica diurna. El Río de la Plata a través del efecto de la brisa, es uno de los componentes principales del clima de la región vitícola sur. La sensibilidad de la vid a la temperatura sobre la composición es explicada por las condiciones climáticas generales durante la maduración (térmicas e hídricas). Los principales actores del sector (viticultores y asesores) conocen la variabilidad local del clima y tienen identificados los aspectos que son desfavorables para producir uvas de calidad. Sin embargo el clima no parece tener un rol preponderante en la toma de decisiones, pero de manera subyacente, este juega un rol fundamental en la gestión del viñedo. Por último, se identificaron medidas de adaptación a la variabilidad local del clima, proponiendo estrategias a partir del conocimiento local

De nombreuses sources cellulosiques sont disponibles en Tunisie en grandes quantités. On trouve par exemple des déchets d'origines agricoles (tiges de vignes) et des déchets marins (Posidonia oceanica feuilles et pelotes). La valorisation de ces déchets peut donc présenter une activité économique intéressante permettant la production de nouveaux produits et de matériaux biosourcés, c'est-à-dire de produits obtenus à partir de la biomasse végétale. Ce travail porte sur la préparation, la caractérisation et l'application de la nanocellulose. En fait, différentes qualités de nanocellulose, à savoir des nanocristaux de cellulose (NCC) et des nanofibrilles de cellulose (NFC), ont été produites et caractérisées par diverses méthodes. L'objectif était de mieux comprendre la structure et la morphologie des nanofibres obtenues à partir des deux plantes. Enfin, divers nanocomposites ont été élaborés en utilisant soit des nanocristaux de cellulose ou des nanofibrilles de cellulose comme élément de renfort de matrices polymères de type polyacrylate. Les résultats obtenus ont été comparés à ceux reportés pour d'autres sources de plantes annuelles et de bois et montrent clairement que l'on peut considérer Posidonia oceanica et la tige de vigne comme une nouvelle source d'éléments de nanorenfort dans les applications nanocomposites. / Many cellulosic sources are available in Tunisia in large quantities such as agricultural waste (vine stems) and marine residues (Posidonia oceanica leaves and balls). Their valorization presents an interesting activity to produce new products and bio-based biomass materials. The present work deals with the preparation, characterization and application of nanocellulose. In fact, different qualities of nanocellulose, namely cellulose nanocrystals (CNC) and cellulose nanofibrils (CNF) were produced and characterized by various methods. The objective was to better understand the structure and morphology of the nanofibers obtained from both plants. Finally, various nanocomposites were prepared using the cellulose nanocrystals and cellulose nanofibrils as reinforcing element in polyacrylate polymer as matrix. The obtained results were compared with those reported for other sources such as annual plants and wood. It has been shown that nanocellulose from Posidonia oceanica and vine stem can be used as a new alternative nanoreinforcing source in nanocomposite applications.

La décennie 1990-2000 voit aboutir un long processus économique, politique et technique en oeuvredepuis 40 ans. L'effondrement du bloc soviétique, l'avènement des pays à bas salaires et à capacitéstechnologiques et la mise en place de l'Organisation Mondiale du Commerce, en sont les fruits.L'OMC aborde tous les domaines commerciaux. L'agriculture et les activités vitivinicolesspécialement n'y échappent pas. Une politique agricole mondiale est mise en place. Un véritable droitrural mondial l'accompagne. Le droit rural européen et le droit rural français exposent par leurstransformations successives la prise en compte des exigences du droit rural mondial.Protectrices de l'espace les activités vitivinicoles sont parfois polluantes du fait de fléaux biologiquesimportés en France par le commerce international. Favorisant la protection de l'environnement lorsd'appuis publics, le droit rural mondial amène les activités vitivinicoles françaises à transformer leurslogiques d'actions environnementales, économiques et commerciales. / The decade 1990-2000 saw the conclusion of a long economic, political and technical process takingplace over the past 40 years. The collapse of the Soviet Union, the emergence of countries with cheaplabour and technological abilities, and the creation of the World Trade Organisation, are the results.The WTO covers all commercial fields. In particular, agriculture and wine-growing activities areaffected. A worldwide agricultural policy has been implemented, accompanied by a real worldwiderural legislation. A series of modifications in European rural law and French rural law show evidenceof taking into account the demands of worldwide rural legislation.Although they conserve the open countryside, wine-growing activities may be polluting, due to thebiological scourges imported into France by international trade. Opting for environmental protectionwith the support of public opinion, worldwide countryside legislation encourages French winegrowersto change their viewpoints in their environmental, economic and commercial policies.

Le réchauffement climatique planétaire annoncé ne sera pas sans conséquence sur le métabolisme de la baie et en particulier sur la teneur en composés phénoliques. Les objectifs de cette thèse visent à mieux comprendre les processus de régulation associant le microclimat des baies et la synthèse des composés phénoliques. Par des approches moléculaires et biochimiques, ce travail a permis de mieux décrire les réponses spécifiques des baies de raisin (cultivar Cabernet-Sauvignon) aux facteurs rayonnement et température.L'analyse du transcriptome des baies exposées soit à un stress thermique soit à un stress lumineux a mis en lumière deux processus, une réponse rapide ayant lieu dès les premières heures de traitement et une réponse apparaissant au bout de plusieurs jours d’exposition aux stress. Cette étude a également permis de valider le système expérimental de découplage des effets du rayonnement et de la température.L'analyse des profils d’expression d’une vingtaine de gènes intervenant dans la voie de biosynthèse des flavonoïdes révèle des différences dans la réponse transcriptionnelle des gènes en fonction du stress et du stade développement auquel il a été appliqué. Néanmoins cette réponse n'est pas ou peu corrélée avec les variations des teneurs en anthocyanes et flavonols observées. Les teneurs en anthocyanes sont fortement réduites par l’action de la chaleur alors que les teneurs de certains flavonols augmentent sous l’influence du rayonnement. Au niveau des acides présents dans la pulpe des baies, l’acide malique voit sa teneur réduite sous l’effet de la chaleur ainsi que d’une forte intensité lumineuse. Les analyses montrent un impact important du stress thermique sur la teneur de la phénylalanine, de la tyrosine et de la lysine dans la pellicule.Parallèlement, l'initiation d’une étude du métabolome des pellicules de baies de raisin a été entreprise par UPLC-ESI-LTQ-Orbitrap™ et a permis d'acquérir des bases solides pour optimiser le protocole utilisé en vue d'analyses futures. Cette étude permet de dresser une liste préliminaire de métabolites d’intérêts.Enfin, le gène VvGOLS1 (Galactinol synthase 1) voit son expression stimulée dans les baies exposées au stress thermique, ce qui se traduit par une accumulation de galactinol, précurseur de la voie des RFOs. Un rôle de molécule «signal» est envisagé pour le galactinol. Un régulateur de la transcription de VvGOLS1 a également été identifié par des expériences d'expression transitoire en protoplastes. Il s'agit du facteur de transcription VvHsfA2, dont l'expression est également stimulée par le stress thermique. Dans ce contexte, la caractérisation des gènes de la famille des Hsfs (Heat Stress Factors) a été initée. / Global warming will affect berry metabolism, and especially phenylpropanoïd contents. This PhD work aimed to acquire a better understanding on the cellular processus linking the microclimate and the phenolic synthesis. By molecular and biochemical approaches, we extended this study to detail specific responses taking place in berries under heat and light stress.Transcriptomic analysis of heat-stressed and light-stressed berries showed the existence of two processes that occur in exposed berries. The first one triggers a rapid and transient expression of genes within the first hours of treatment. The second one mobilizes a set of genes showing increase in their expression after several days of stress exposure. Furthermore, this study validated the experimental set used to discriminate the effects of light and temperature, respectively.Expression analysis of 20 genes involved in the flavonoid biosynthetic pathway revealed strong differences among the transcriptional responses, depending on the nature of stress and the developmental stage of the berry. However, expression patterns of genes involved in the biosynthesis of flavonoid could not fully explain the changes in anthocyanin and flavonol contents. This suggests that additional regulation processes such as post-traductional modifications of enzymes or metabolite degradation might take place in berries under abiotic stress. Anthocyanin content decreases under heat stress whereas flavonol content increases under high light. Malic acid increases in berry exposed to heat stress and high light. Moreover, heat-stressed berries showed an accumulation of phenylalanine, tyrosine and lysine in skin but not in pulp.In parallel, a metabolomic analysis was initiated on stress exposed berry skins by using UPLC-ESI-LTQ-Orbitrap™ technology. The first experiments revealed contrasted metabolite contents in berries according to the stress applied, and highlighted several metabolites of interest. The preliminary assays will help optimize this powerful tool for futures analysis.Finally, expression of VvGOLS1 (Galactinol synthase 1) was strongly induced in grape berries exposed to heat stress, in good agreement with the observed galactinol accumulation. Role of galactinol as a signaling molecule is discussed. Transient expression experiments revealed that VvGOLS1 expression is regulated at the transcriptional level through VvHsfA2 action. VvHsfA2 expression is also stimulated under heat stress. In this context, characterization of the grapevine heat stress factors was initiated.

Ce travail de thèse porte sur l’effet du rayonnement UV-B sur la physiologie foliaire et la maturation des baies chez la Vigne (Vitis vinifera L. cv Tempranillo), dans le contexte du changement climatique en cours. Dans ce but, des expériences ont été menées en conditions contrôlées en serre, sur des boutures fructifères. Les plantes ont été exposées à trois doses de rayonnement UV-B biologiquement actifs (0, 5,98 et 9,66 kJ.m-2.jour-1), soit à partir de la nouaison, soit à partir de la véraison, et ce jusqu’à la pleine maturité. Le rayonnement UV-B a été appliqué seul ou en combinaison avec d’autres stress abiotiques (déficit hydrique, taux de CO2 et température élevés). L’impact de ces stress sur l’activité photosynthétique, les contenus en pigments et en composés photoprotecteurs, ainsi que sur les activités des enzymes produisant des composés antioxydants, ont été étudiés. La phénologie, les profils d’accumulation des flavonols et des anthocyanes, ainsi que le contenu en acides aminés des baies ont également été analysés, de même que l’expression des principaux gènes régulateurs et structuraux de la voie de biosynthèse des polyphénols. Les résultats obtenus montrent que les effets des UV-B sur la physiologie foliaire peuvent être découpés en deux phases : une première phase transitoire de diminution de l’activité photosynthétique, suivie d’une phase d’acclimatation due à la production de composés photoprotecteurs (flavonoïdes essentiellement) et à l’activité d’enzyme de détoxification des forme actives de l’oxygène (superoxyde dimutase, catalase, ascorbate peroxidase). Le déficit hydrique, le stress thermique et un taux de CO2 élevé (700ppm, +4ºC) ne modifient pas le processus d’acclimatation aux UV-B ; en revanche on note une interaction positive entre les UV-B d’une part et la tolérance aux températures et au taux de CO2 élevé d’autre part, atténuant les dommages oxydatifs dus à l’induction de sénescence par ces deux derniers facteurs. La maturité des baies est retardée par les UV-B et le déficit hydrique, et ce phénomène et amplifiés lorsque ces deux stress sont appliqués en combinaison ; alors que les hautes températures et un taux de CO2 élevé ont l’effet inverse. Dans ce dernier cas, le UV-B rayonnement atténue les effets du couple température/CO2 élevés. Ces effets sur la phénologie de la Vigne ont pu être reliés à des modifications de l’activité photosynthétique des feuilles. En ce qui concerne la composition des baies, l’augmentation du rayonnement UV-B et le déficit hydrique ont augmenté les concentrations en anthocyanes et en potassium des moûts et diminué leur acidité, ce qui peut s’expliquer en partie par une augmentation du ratio de masse pellicule/pulpe. L’augmentation des teneurs en anthocyanes et flavonols des pellicules observée en réponse aux UV-B a pu être reliée à l’induction de gènes structuraux (CHS, F3’H, FLS, UFGT and GST) et régulateurs (MYBF1 et MYBA1) de la voie de biosynthèse des flavonoïdes. Ces changements quantitatifs étaient toujours associés à des changements qualitatifs, avec une augmentation de la part relative des flavonols mono- et disubstitués, en raison d’une compétition de la flavonol synthase avec les F3’ et F3’5’ hydroxylases pour les mêmes substrats. Une interaction notable a été observée entre le rayonnement UV-B et le déficit hydrique, sur les profils d’hydroxylation des flavonols, ce qui s’explique par le fait que ces deux facteurs agissent sur deux étapes distinctes de la voie de biosynthèse. / The aim of the thesis was to assess the effect of UV-B radiation on grapevine Vitis viniferacv. Tempranillo leaf physiology and grape berry composition, framed within the climatechange scenario. Experiments were conducted under glasshouse controlled conditions withfruit-bearing cuttings. Plants were exposed to three UV-B biologically effective doses (0,5.98, 9.66 kJ m-2 d-1) either from fruit set or veraison to maturity. The combined effects of UVand water deficit, as well as, UV-B and elevated CO2-temperature (700ppm, +4ºC), appliedfrom fruit set to maturity were also tested. Gas exchange, Chlorophyll a fluorescence, lipidperoxidation, antioxidant enzyme activity, UV-B absorbing compound levels and chlorophylland carotenoid concentration were determined in leaves. Berry development was assessedquantitatively (e.g. elapsed time to reach phenological stages). Amino acid, anthocyanin andflavonol concentrations and profiles were analyzed in berries, as well as, transcript profilingof regulatory and structural genes involved in flavonoid biosynthesis.The results show that initial down-regulation of photosynthesis was followed by anacclimation, mediated by the accumulation of UV-B absorbing compounds and antioxidantresponse elicitation (flavonoids and antioxidant enzymes). Water deficit and elevated CO2-temperature did not alter UV-B acclimation process, however, UV-B did led to certain degreeof cross-tolerance to elevated CO2-temperature, avoiding the senescence-induced oxidativedamage. Berry technological maturity (ca. 22ºBrix) was delayed by UV-B exposure and waterdeficit, especially when combined, whereas it was hastened by elevated CO2-temperature. Inthe last case, UV-B attenuated the effect of elevated CO2 and temperature. Changes in berryripening rates were associated with changes in photosynthetic performance.UV-B radiation and water deficit induced lower grape must acidity, mediated by increases inrelative skin mass or potassium levels rather than a decrease in organic acid concentration.In addition this increase in relative skin mass may have contributed to higher anthocyaninconcentration in the must. Grape berry skin flavonol and anthocyanin concentration wasincreased by UV-B, mainly due to the up-regulation of the structural (CHS, F3’H, FLS, UFGTand GST) and regulatory genes (MYBF1 and MYBA1) committed to their synthesis.Quantitative changes in flavonol concentration induced by UV-B were always associated withqualitative changes in flavonol profile (i.e. increased relative abundance of mono- anddisubstituted flavonols), as a result of the competition of FLS with flavonoid hydroxylases(F3’H and F3’5’H) for the same substrates. The independent up-regulation of FLS and F3’5’Hby UV-B radiation and water deficit, respectively, resulted in an intaractive effect on theflavonol B ring hydroxylation pattern. Under elevated CO2-temperature anthocyanin-sugaraccumulation was decoupled. However, UV-B partially alleviated this uncoupling by upregulatinganthocyanin biosynthesis and modulating berry ripening rates.UV-B radiation greatly influenced grapevine leaf physiology and berry composition. Theseresponses to UV-B were modulated, to a greater or lesser extent, by other factors linked toclimate change (water availability, atmospheric CO2 levels and temperature).

L’âge de la vigne et sa relation avec la qualité du vin sont des sujets d’intérêt récurrents, tant scientifiques qu’économiques. Les consommateurs et acteurs de la filière vitivinicole semblent s’accorder à propos de la capacité des vieilles vignes à produire des vins de caractère supérieur. Malgré les recherches en cours, la validité de ce point de vue reste débattue et les questions concernant les mécanismes à travers lesquels de vieilles vignes aboutiraient à des vins qualité supérieure restent nombreuses. Pour tenter d’y répondre, l’impact de l’âge des vignes sur la physiologie, la tolérance au stress hydrique, ainsi que la qualité des baies et du vin ont été étudiés dans un vignoble expérimental constitué de plants de Vitis vinifera L. cv. de matériel génétique identique (Riesling de clone Gm 239 greffé sur 5C Teleki) mais aux dates de plantation différentes.En 2014 et 2015, les vignes plantées en 2012 n’avaient pas encore atteint leur plein potentiel et avaient une productivité végétative et un rendement significativement inférieurs à ceux des vignes plantées en 1995 et 1971. Par ailleurs, les vignes plantées en 2012 n’ont pas été soumises au même traitement d’enherbement que les vignes plus âgées pendant cette période afin de prévenir une compétition excessive pendant leur établissement. La capacité inférieure de ces vignes et l’absence d’enherbement ont mené à une plus grande exposition des grappes à la lumière et une plus grande accumulation d’azote, ce qui s’est traduit par une plus grande concentration en acides aminés, monoterpènes, norisoprénoides, et flavonols en 2014 et 2015. Les années suivantes (2016 et 2017), le rendement et le poids des bois de taille de ces vignes, ainsi que la composition des baies, étaient comparables à ceux des vignes plus âgées. Les paramètres de maturité technologique (°Brix, l’acidité totale et le pH de moûts) n’ont pas été significativement affectés par l’âge des vignes. […]Des analyses sensorielles et chimiques ont été réalisées en 2017 sur des vins de millésimes précédents. Les vins des plus jeunes vignes ont été associés à des arômes de fruits mûrs et de l’arôme de pétrole typique du Riesling. Ces vins ont aussi été identifiés par de plus hautes concentrations de monoterpènes et norisoprénoides potentiels et de composés soufrés volatils, en 2014 et 2015 uniquement. Les profils sensoriels et chimiques de vins issus des vignes plantées en 1995 et 1971 étaient dépendants du millésime mais pas de l’âge des vignes. Les profils des vins produits en 2016 étaient en superposables pour les trois groupes d’âge.Les travaux décrits dans ce manuscrit de thèse sont uniques, du fait notamment que le vignoble dans lequel ils ont été conduits a été conçu spécifiquement pour étudier l’effet de l’âge de la vigne dans des conditions environnementales comparables. Une fois que les vignes les plus jeunes ont atteint leur potentiel fructifère et ont été conduites de la même manière que les vignes plus âgées, leur productivité, la composition de leurs baies et la qualité des vins qu’elles produisent ont convergé avec celles des deux autres groupes. Plus intéressant encore, des vignes âgées de 19 et 43 ans se sont comportées de la même façon tout au long de l’étude et ont abouti à des vins comparables en termes d’analyses sensorielles, ce qui va à l’encontre de l’idée reçue qui veut que les vignes les plus âgées produisent des vins de qualité différente.Des travaux précédents ont démontré que la productivité des vignes, quel que soit leur âge, pouvait être expliquée par les réserves de bois et par la taille du tronc. Pour avoir une meilleure idée des différences liées aux réserves, la technique dite « structure-from-motion with multi-view stereo-photogrammetry » (SfM-MVS) a été testée pour mesurer l’épaisseur des troncs et leur volume. Cette technique qui permet la création de modèles tridimensionnels géo-référencés et à l’échelle a pu générer des modèles précis de tronc de vignes plantées en champ. / Vine age and its relation to the quality of the wine are topics of recurring interest, both scientific and economic. Consumers and actors in the wine sector seem to agree on the ability of old vines to produce wines of superior character. Despite ongoing research, the validity of this point of view remains debated and questions about the mechanisms through which old vines would end up with superior quality wines remain numerous. To try to answer them, the impact vine age on physiology, tolerance to water stress, and berry and wine quality were studied in an experimental vineyard planted with Vitis vinifera L. cv. of identical genetic material (Riesling Gm 239 grafted on 5C Teleki) but planted in different years.In 2014 and 2015, the vines planted in 2012 had not yet reached their full potential and had a significantly lower vegetative productivity and yield than the vines planted in 1995 and 1971. Moreover, the vines planted in 2012 were not subjected to the same grass treatment as older vines during this period to prevent excessive competition during establishment. The lower capacity of these vines and the absence of cover crop led to greater exposure of clusters to light and greater nitrogen accumulation, which resulted in a higher concentration of amino acids, monoterpenes, norisoprenoids, and flavonols in 2014 and 2015. In the following years (2016 and 2017), the yield and pruning weight of these vines, as well as their berry composition, were comparable to those of the older vines. The parameters of technological maturity (° Brix, total acidity and must pH) were not significantly affected by vine age.Vines planted in 1995 and 1971 showed similar physiological characteristics throughout the study with the exception of a higher incidence of esca syndrome in the older group. This disease was responsible for the decline in the total yield of vines planted in 1971, but individual yield per vine was equivalent for both groups.Sensory and chemical analyzes were conducted in 2017 on wines from previous vintages. The wines of the youngest vines were associated with aromas of ripe fruit and the kerosene aroma that is typical of Riesling. These wines were also identified by higher concentrations of potential monoterpenes and norisoprenoids and volatile sulfur compounds in 2014 and 2015 only. The sensory and chemical profiles of wines from vineyards planted in 1995 and 1971 were dependent on the vintage but not on the age of the vines. The wine profiles produced in 2016 were overlapping for the three age groups.The works described in this thesis manuscript are unique, particularly because the vineyard in which they were conducted was designed specifically to study the effect of the age of the vine under comparable environmental conditions. Once the youngest vines reached their fruiting potential and were conducted in the same way as the older vines, their productivity, the composition of their berries and the quality of the wines they produce converged with those of the two other groups. More interestingly, vines aged 19 and 43 years behaved similarly throughout the study and resulted in wines comparable in terms of sensory analysis, which goes against the an idea that the older vines produce wines of a different profile.Previous studies have shown that the productivity of the vines, whatever their age, could be explained by the wood reserves and the size of the trunk. To have a better idea of differences linked to reserves, the structure-from-motion with multi-view stereo-photogrammetry (SfM-MVS) method was tested to measure trunk thickness and volume. The technique, which allows the creation of scaled, georeferenced 3D models based on photographs, was able to produce accurate models of field-grown grapevine trunks.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / L'utilisation de cultures de couverture (CC) sur les rangs de vigne est une technique dont peu de viticulteurs québécois ont tenté l'application. Le but de cette recherche était d'offrir une nouvelle étude au Québec examinant le potentiel des CC pérennes pour la lutte biologique. L'objectif principal était d'évaluer les populations d'arthropodes présentes dans les CC ainsi que leur capacité à compétitionner les plantes adventices sans mettre en péril la production de la vigne et la qualité des fruits. L'expérience s'est déroulée sur trois années (2020-2022) et répétée sur deux vignobles. Le dispositif expérimental était en blocs aléatoires complets avec six traitements de CC : lotier corniculé (LotCor), aspérule odorante (AspOdo), épervière spp. (EpeSpp), thym serpolet (ThySer), enherbement spontané (EnhSpo) et sol à nu (SN). Le recouvrement de ThySer était supérieur à celui des autres traitements et celui-ci a presque triplé depuis son implantation. ThySer était la CC avec l'établissement le plus efficace, contrairement au AspOdo avec un recouvrement plus faible qu'à son année d'implantation. Par ailleurs, LotCor et EnhSpo ont conservé des hauteurs moyennes trop élevées pour être implantés sur le rang sans entretien. Un total de 22 428 arthropodes ont été collectés dans les CC et au sol. L'abondance en arthropode la plus élevée a été observée dans LotCor au niveau des CC. Inversement, une faible abondance a été observé dans le SN, une tendance s'étant également reflétée au niveau de la richesse taxonomique. Somme toute, tous les traitements avaient une abondance relative plus élevée d'arthropodes bénéfiques que phytophages, à l'exception de LotCor. Au terme du projet, les CC pérennes n'ont pas nui au rendement de la vigne ni la qualité des fruits. Ainsi, dans les conditions climatiques du Québec, les CC sur le rang en vignoble peuvent s'avérer pertinentes pour réduire les plantes adventices et améliorer la biodiversité entomologique. / Using in-row cover crops (CC) in Quebec viticulture is a marginal technique that few winegrowers have attempted. The aim of this research was to provide a new study in Quebec on in-row perennial and flowering CC from a biological control perspective. The main objective was to evaluate the arthropod populations present in the CC as well as their potential to compete weeds without compromising vine production and fruit quality. The experiment took place over three years (2020-2022) and was repeated on two vineyards. The experiment was a randomized complete block design with six CC treatments: bird's-foot trefoil (BFT), sweet woodruff (SweWoo), hawkweed spp. (HawSpp), creeping thyme (CreThy), spontaneous cover (SpoCov) and bare soil (BS). Soil coverage was higher in CreThy than the other treatments which almost tripled since its establishment. CreThy had the most efficient establishment, unlike the SweWoo which had a lower coverage than the year it was implemented. In addition, BFT and SpoCov average heights were too high to be planted on the row without maintenance. A total of 22 428 arthropods were collected at the CC level and at the ground level. BFT contained the highest arthropod abundance over the two years of the sampling, at the CC level. Conversely, BS had the lowest abundance, a trend that was also reflected for the taxonomic richness. Overall, relative abundance of beneficial arthropods was greater than phytophagous arthropods in all treatments, except for BFT. At the end of the project, the perennial CC did not influence vine yield and berries quality. Thus, in Quebec climatic conditions, in-row CC in vineyards can be relevant to reduce weed populations and enhance entomological biodiversity.

Les recherches sur les interactions porte-greffe/greffon chez la vigne en relation avec l’environnement perdurent depuis plusieurs décennies, mais les mécanismes physiologiques sous-jacents de la vigueur conférée sont toujours incompris. Ce manque de connaissance constitue un frein dans le développement des porte-greffes existants pour contrôler la vigueur et la productivité, ou dans la recherche de nouveaux génotypes de porte-greffe mieux adaptés aux conditions futures de production. L’objectif de ce travail est de comprendre par une approche de biologie intégrative couplant expérimentation et modélisation comment le porte-greffe interagit spécifiquement avec son greffon (et vice versa) pour modifier dès les premières étapes du greffage, les caractéristiques physiologiques de la plante entière afin de coordonner le développement et la croissance des parties aériennes avec celle des parties racinaires. L’azote étant considéré comme un élément-clef de contrôle de la croissance et de l’allocation de la biomasse au sein d’une plante, un accent particulier est porté sur le rôle de la nutrition azotée dans le contrôle trophique de la croissance du couple porte-greffe/greffon. Un travail expérimental en serre a été mené pour caractériser par marquage isotopique les flux d’azote (15N) et de carbone à l’échelle de la plante entière au sein de deux combinaisons de porte-greffe/greffon au stade végétatif : l’une conférant une forte vigueur (CS/1103P), l’autre une faible vigueur (CS/RGM), en réponse à une variation de la disponibilité externe en nitrate. Cette étude sur le couplage entre fonctions d’acquisition et d’utilisation des ressources azotées et carbonées a été complétée par un phénotypage dynamique de la croissance aérienne, de la répartition de biomasse entre les organes et de la composition biochimique et minérale des principaux organes de la plante. Nous avons ainsi pu appréhender les signaux de communication entre la partie aérienne et la partie racinaire de la vigne greffée, ce qui a abouti à l’élaboration d’un modèle conceptuel simplifié du fonctionnement de la vigne greffée. Une première version d’un modèle mécaniste basé sur un formalisme source-puits prenant en compte l’acquisition et l’allocation de C et N au sein de deux compartiments aérien et racinaire, ainsi que leur plasticité vis-à-vis de la disponibilité exogène et endogène en ressources a été élaborée. A terme, le modèle devrait permettre d’identifier des paramètres génétiques clef au niveau racinaire explicitant les différences de croissance et vigueur conférée observées selon les combinaisons porte-greffe/greffon / Research on rootstock/scion interactions in grapevine in relation to the environment persisted for several decades, but the physiological mechanisms determining the rootstock effect on scion vigour are still misunderstood. This lack of knowledge hampers the development of existing rootstocks to control the vigor and productivity, or research new rootstock genotypes better adapted to future conditions of production. The objective of this work is to understand by an integrative biology approach coupling experimentation and modeling how the rootstock interacts specifically with the scion (and vice versa) to change in the early stages of grafting , the physiological characteristics of the whole plant to coordinate the development and growth of the aerial parts with the root parties. Nitrogen is considered a key element in the control of the growth and the biomass allocation within a plant, and a particular emphasis is placed on the role of nitrogen nutrition in the nutritional control of the grafted grapevine growth. Experimental work was conducted in a greenhouse to characterize by isotopic labeling nitrogen (15N) and carbon flow within the whole plant for two rootstock/scion combinations at vegetative stage : one giving a strong vigour (CS/1103P), the other a low vigour (CS / RGM), in response to a change in the external nitrate availability. This study on the coupling between acquisition functions and use of nitrogenous and carbonaceous resources was completed by a dynamic phenotyping aerial growth, the distribution of biomass between the organs and the biochemical and mineral composition of the principal organs of plant. We were able to understand the communication signals between the aerial part and the root part of grafted vines, which led to the development of a simplified conceptual model of the functioning of the grafted vines. A first version of a mechanistic model based on a source-sink formalism taking into account the acquisition and allocation of C and N in both aerial and root compartments and their plasticity to the availability of exogenous and endogenous resource was developed.

Paraburkholderia phytofirmans souche PsJN est une bactérie endophyte capable d’induire une promotion de croissance de la vigne et de lui conférer une tolérance vis-à-vis des basses températures. Puisque la bactérie PsJN induit également une tolérance de la vigne contre la pourriture grise causée par le champignon Botrytis cinerea, l’objectif de ce travail était de caractériser les mécanismes de la résistance induite par P. phytofirmans suite à une infection par B. cinerea chez la vigne.Nos résultats indiquent que l’inoculation des racines de vitroplants par la bactérie PsJN entraîne des modifications du métabolisme phénolique au niveau des plantules bactérisées. En effet, des tanins d’origine gallique et ellagique sont accumulés au niveau des racines en réponse à PsJN alors qu’une accumulation de lignine a été observée dans la tige et d’anthocyanes dans les feuilles. De même, PsJN induit une résistance contre B. cinerea en potentialisant l'expression de gènes de défense dépendants de l’acide salicylique et de l’acide jasmonique dans les feuilles de vigne. Parallèlement, une accumulation de callose et d’H2O2 a été observée ainsi qu’une meilleure mobilisation des glucides dans les plantules bactérisées, corrélée à une réduction des dommages de l’activité photosynthétique.Suite aux résultats obtenus avec le modèle vitroplant, nous avons optimisé la bactérisation des boutures fructifère et évaluer l’impact de cette bactérie sur la résistance des inflorescences contre B. cinerea. Les résultats présentés dans ce travail permettent d’envisager l’utilisation de la bactérie PsJN comme agent de lutte biologique. / Paraburkholderia phytofirmans strain PsJN is an endophytic beneficial bacterium able to promote the growth of grapevine and to induce the plant resistance to biotic and abiotic stresses. Indeed, the interaction between PsJN and grapevine confers to the grapevine a protection towards cold stress (4 °C), by reducing damages on the photosynthetic system and modulating the carbon metabolism. The PsJN strain also induces a protection against gray mold caused by Botrytis cinerea. In this context, the aim of this work was to better characterize this P. phytofirmans strain PsJN-induced resistance in grapevine against B. cinerea.Our results indicate that the inoculation of in vitro-plantlets roots with PsJN altered the phenolic metabolism in bacterized-plantlets. Gallic and ellagic derived tannins are clearly accumulated in roots of bacterized-plantlets whereas an accumulation of lignin in stems and anthocyanins in leaves was observed. We also showed that PsJN induces a protection against B. cinerea by priming the expression of genes involved in salicylic acid and jasmonic acid pathways. In parallel, an accumulation of callose and H2O2, as well as a better mobilization of carbohydrates in bacterized plantlets were observed. In addition to the defense mechanisms setting up by plants, we demonstrated that PsJN reduces in vitro and in vivo development of B. cinerea, in a dose-dependent manner.Following results obtained with the in vitro-plantlets model, we optimized the protocol of bacterization of grapevine fruiting cuttings by the PsJN strain, and evaluate the impact of the bacteria on to induce the resistance of inflorescences to B. cinerea. Our results provide new insights for the use of PsJN and suggest its commercial use as a biological control agent.

L'esca de la vigne fait partie des maladies de dépérissement incurables dont l'étiologie n'est pas complément élucidée. Elle représente un des problèmes majeurs en viticulture. L'objectif général de cette thèse est d'améliorer la compréhension des processus épidémiques et des facteurs de risque. Pour ce faire, nous avons mené une étude quantitative du développement spatio-temporel de l'esca à l'échelle de la parcelle. Dans un premier temps, pour détecter d'éventuelles corrélations spatiales entre les cas de maladie, des tests statistiques non paramétriques sont appliqués aux données spatio-temporelles d'expression foliaires de l'esca pour 15 parcelles du bordelais. Une diversité de profils spatiaux, allant d'une distribution aléatoire à fortement structurée est trouvée. Dans le cas de structures très agrégées, les tests n'ont pas montré d'augmentation significative de la taille des foyers, ni de propagation secondaire locale à partir de ceps symptomatiques, suggérant un effet de l'environnement dans l'explication de cette agrégation. Dans le but de modéliser l'occurrence des symptômes foliaires, nous avons développé des modèles logistiques hiérarchiques intégrant à la fois des covariables exogènes liées à l'environnement et des covariables de voisinage de ceps déjà malades mais aussi un processus latent pour l'auto-corrélation spatio-temporelle. Les inférences bayésiennes sont réalisées en utilisant la méthode INLA (Inverse Nested Laplace Approximation). Les résultats permettent de conforter l'hypothèse du rôle significatif des facteurs environnementaux dans l'augmentation du risque d'occurrence des symptômes. L'effet de propagation de l'esca à petite échelle à partir de ceps déjà atteints situés sur le rang ou hors rang n'est pas montré. Un modèle autologistique de régression, deux fois centré, qui prend en compte de façon plus explicite la structure spatio-temporelle de voisinage, est également développé. Enfin, une méthode géostatistique d'interpolation de données de nature anisotropique atypique est proposée. Elle permet d'interpoler la variable auxiliaire de résistivité électrique du sol pour estimer à l'échelle de chaque plante de la parcelle, la réserve en eau du sol disponible pour la vigne. Les méthodes géostatistique et spatio-temporelles développées dans cette thèse ouvrent des perspectives pour identifier les facteurs de risques et prédire le développement de l'esca de la vigne dans des contextes agronomiques variés. / Esca grapevine disease is one of the incurable dieback disease with the etiology not completely elucidated. It represents one of the major threats for viticulture around the world. To better understand the underlying process of esca spread and the risk factors of this disease, we carried out quantitative analyses of the spatio-temporal development of esca at vineyard scale. In order to detect the spatial correlation among the diseased vines, the non-parametric statistical tests were applied to the spatio-temporal data of esca foliar symptom expression for 15 vineyards in Bordeaux region. Among vineyards, a large range of spatial patterns, from random to strongly structured, were found. In the vineyards with strongly aggregated patterns, no significant increase in the size of cluster and local spread from symptomatic vines was shown, suggesting an effect of the environment in the explanation of this aggregation. To model the foliar symptom occurrence, we developed hierarchical logistic regression models by integrating exogenous covariates, covariates of neighboring symptomatic vines already diseased, and also a latent process with spatio-temporal auto-correlation. The Bayesian inferences of these models were performed by INLA (Inverse Nested Laplace Approximation) approach. The results confirmed the effect of environmental factors on the occurrence risk of esca symptom. The secondary locally spread of esca from symptomatic vines located on the same row or out of row was not shown. A two-step centered auto-logistic regression model, which explicitly integrated the spatio-temporal neighboring structure, was also developed. At last, a geostatistical method was proposed to interpolate data with a particular anisotropic structure. It allowed interpolating the ancillary variable, electrical resistivity of soil, which were used to estimate the available soil water content at vine-scale. These geostatistical methods and spatio-temporal statistical methods developed in this thesis offered outlook to identify risk factors, and thereafter to predict the development of esca grapevine disease in different agronomical contexts.