Modélisation dynamique du métabolisme carboné au cours de l’hiver et prédiction de la résistance au gel.

La periode non feuillee est souvent consideree comme inactive, bien que les arbres doivent moduler activement leur metabolisme a travers les processus d'acclimatation/desacclimation au froid, afin de resister au gel et de restaurer leur capacite de croissance au printemps. Le metabolisme carbone est un element cle de ces processus par le controle osmotique de la formation de glace extracellulaire et le controle trophique de la croissance des bourgeons. L'influence de la temperature sur l'interconversion entre amidon et sucres solubles est connue depuis des annees, mais aucun outil operationnel ne permet de predire les teneurs en amidon et sucres solubles au cours de cette periode. Pour cela, nous avons expose des branches de noyer Juglans regia âgees d'un an a une temperature constante pendant une a trois semaines et nous avons mesure les changements dans la composition glucidique a trois periodes (automne, hiver et printemps). La temperature influence directement la composition en glucides. Neanmoins, la teneur en eau et la periode d'echantillonnage sont egalement des facteurs determinants pour la dynamique d’interconversion. Une hydrolyse plus elevee de l'amidon est observee a basse temperature (<5°C) pour toutes les periodes d'echantillonnage. L'hydrolyse de l'amidon est egalement observee a temperature chaude, mais seulement en automne. Ces donnees ont permis de comparer trois approches de modelisation simulant les variations de composition des glucides par analogie enzymatique. Les approches les plus empiriques et les plus mecanistes n'ont pas reussi a simuler les observations externes de maniere robuste (Root Mean Standard Error of Prediction (RMSEP) > 30 mg.g MS-1, Efficacite (Eff) < 0), alors que le modele intermediaire etait plus efficace (RMSEP = 15,19 mg.g MS-1, Eff = 0,205 et 16,61 mg.g MS-1, Eff = 0,366, pour les sucres solubles (glucose + fructose + sucrose) et l’amidon respectivement). La precision du modele a encore ete amelioree lorsque l'on a utilise des donnees de terrain pour la calibration (RMSEP = 5,86 mg.g DM-1, Eff = 0,962 ; RMSEP = 10,56 mg.g DM-1, Eff = 0,752, pour GFS et amidon, respectivement). Nous avons donc developpe un outil operationnel permettant de simuler la dynamique des glucides au cours de la periode non feuillee afin de predire la resistance au gel avec une precision d'environ 3,4°C a partir de la temperature, de la teneur en eau, des mesures initiales d'amidon et de glucides solubles. Cet outil devrait pouvoir etre developpe afin de predire la resistance au gel dans une plus large gamme climatique et d’autres especes ligneuses.