Caractérisation de la réponse au stress de la sécheresse des variétés de Vitis vinifera

This thesis covers two different, but related topics regarding how different grapevine varieties respond to drought stress. Firstly, measurements of carbon isotope ratios in berry juice at maturity provide an integrated assessment of drought stress during berry ripening, and when collected over multiple seasons, provides an indication of its response to this stress. Characterize drought stress during this period is useful because it affects the quality of grapes and the resulting wine. Measurements of carbon isotope ratios in berry juice were carried out on 48 varieties planted in an experimental vineyard in Bordeaux over seven years and found differences across varieties. A hierarchical cluster analysis then created a classification of varieties based on their relative drought tolerance. In addition, using measurements of leaf water potential measurements collected over four seasons, a hydroscape approach was used to develop a list of metrics indicative of the sensitivity of stomatal regulation to water stress. Key hydroscape metrics were also well correlated with carbon isotope ratios. This study also examined how the carbon isotope ratios in wine spirit (eau de vie) produced by double distillation was potentially affected when compared to the source wine and parent grape must. A strong relationship was found between the carbon isotope ratios of grape must, wine and eau de vie, suggesting the latter could be used to estimate the vine water status that existed during the corresponding berry ripening period. This could be useful for exploring how sensory attributes of eau de vie are linked to vine water status.Secondly, in wine growing regions around the world, climate change can affect vine transpiration and vineyard water use. In order to characterize this response, a simplified method was presented to determine vine conductance using measurements of vine sap flow, temperature and humidity within the vine canopy, and estimates of net radiation absorbed by the vine canopy. Based on this method and measurements taken on several vines of 5 varieties in a non-irrigated vineyard in Bordeaux France, bulk stomatal conductance was estimated on 15-minute intervals from July to mid-September 2020 producing values similar to those presented for vineyards in the literature. Sensitivity analysis using non-parametric regression found transpiration flux and vapor pressure deficit to be the most important input variables in the calculation of conductance, with absorbed net radiation and bulk boundary layer conductance being much less important. Multiple linear regression analysis found variability of vapour pressure deficit over the day and predawn water potential over the season explained much of the variability in bulk stomatal conductance overall. For the regression analysis, it was important to address non-linearity and collinearity in the explanatory variables and developing a model that was readily interpretable. Transpiration simulations based on the regression equations found similar differences between varieties in terms of daily and seasonal transpiration. These simulations also compared well with those from an accepted vineyard water balance model, although there were differences between the two approaches in the rate at which conductance decreased in response to drought stress.Cette thèse couvre deux sujets différents, mais liés, concernant la façon dont différentes variétés de vigne répondent au stress de la sécheresse. Premièrement, les mesures des rapports isotopiques du carbone dans le jus des baies à maturité fournissent une évaluation intégrée du stress de la sécheresse pendant la maturation des baies, et lorsqu'elles sont collectées sur plusieurs saisons, elles fournissent une indication de sa réponse à ce stress. Caractériser le stress dû à la sécheresse pendant cette période est utile car il affecte la qualité des raisins et du vin qui en résulte. Des mesures des rapports isotopiques du carbone dans le jus de baies ont été effectuées sur 48 variétés plantées dans un vignoble expérimental à Bordeaux pendant sept ans et ont révélé des différences entre les variétés. Une analyse hiérarchique par grappes a ensuite permis de créer une classification des variétés en fonction de leur tolérance relative à la sécheresse. En outre, à l'aide de mesures du potentiel hydrique foliaire recueillies sur quatre saisons, une approche hydroscape a été utilisée pour élaborer une liste de paramètres indiquant la sensibilité de la régulation stomatique au stress hydrique, qui étaient bien corrélés avec les rapports isotopiques du carbone. Cette étude a également examiné comment les rapports isotopiques du carbone dans l'eau-de-vie de vin produite par double distillation étaient potentiellement affectés par rapport au vin source et au moût de raisin parent. Une forte relation a été trouvée entre les rapports isotopiques de carbone du moût de raisin, du vin et de l'eau de vie, suggérant que cette dernière pourrait être utilisée pour estimer l'état hydrique de la vigne pendant la période de maturation des baies correspondante. Cela pourrait être utile pour étudier comment les attributs sensoriels de l'eau de vie sont liés à l'état hydrique de la vigne.Deuxièmement, dans les régions viticoles du monde entier, le changement climatique peut affecter la transpiration des vignes et l'utilisation de l'eau dans les vignobles. Afin de caractériser cette réponse, une méthode simplifiée a été présentée pour déterminer la conductance de la vigne à l'aide de mesures du flux de sève de la vigne, de la température et de l'humidité dans la canopée de la vigne, et d'estimations du rayonnement net absorbé par la canopée de la vigne. Sur la base de cette méthode et des mesures effectuées sur plusieurs vignes de 5 variétés dans un vignoble non irrigué de Bordeaux France, la conductance stomatique globale a été estimée sur des intervalles de 15 minutes de juillet à mi-septembre 2020 produisant des valeurs similaires à celles présentées pour les vignobles dans la littérature. Une analyse de sensibilité utilisant une régression non paramétrique a révélé que le flux de transpiration et le déficit de pression de vapeur étaient les variables d'entrée les plus importantes dans le calcul de la conductance, le rayonnement net absorbé et la conductance globale de la couche limite étant beaucoup moins importants. L'analyse de régression linéaire multiple a montré que la variabilité du déficit de pression de vapeur au cours de la journée et du potentiel hydrique avant l'aube au cours de la saison expliquait en grande partie la variabilité de la conductance stomatique globale. Pour l'analyse de régression, il était important de prendre en compte la non-linéarité et la colinéarité des variables explicatives et de développer un modèle facilement interprétable. Les simulations de transpiration basées sur les équations de régression ont révélé des différences similaires entre les variétés en termes de transpiration quotidienne et saisonnière. Ces simulations se sont également bien comparées à celles d'un modèle reconnu de bilan hydrique du vignoble, bien qu'il y ait eu des différences entre les deux approches dans la vitesse à laquelle la conductance a diminué en réponse au stress de la sécheresse