ANALYSE MULTI SCALAIRE DES TEMPERATURES DANS LE VIGNOBLE DU VAL DE LOIRE

85 Geographia Technica. Numéro spécial, 2009 ANALYSE MULTI SCALAIRE DES TEMPERATURES DANS LE VIGNOBLE DU VAL DE LOIRE C. BONNEFOY 1, H. QUENOL 1, G. BARBEAU 2, M. MADELIN 3 1 Laboratoire COSTEL, UMR6554 LETG du CNRS, Université Rennes 2 - Haute Bretagne, Rennes. Cyril.bonnefoy@univ-rennes2.fr herve.quenol@uhb.fr 2 INRA-UVV, 42, rue Georges Morel 49071 Beaucouzé. gerard.barbeau@angers.inra.fr 3 UMR8586 PRODIG du CNRS, Université Denis Diderot Paris7, UFR GHSS (c.c. 7001) 75205 PARIS Cedex 13. malika.madelin@univ-paris-diderot.fr Résumé : Les stations synoptiques issues des réseaux nationaux permettent de mettre en évidence à l échelle régionale ou nationale des différences climatiques. Cependant, dans le cadre d une étude sur les terroirs viticoles, il est nécessaire de descendre à des échelles plus fines. En effet, à ces échelles, les conditions atmosphériques au niveau de la couche limite sont tributaires des conditions de surface. C est pourquoi, un réseau de stations météorologiques et de data loggers enregistrant la température sous abri a été disposé aux échelles topoclimatiques et locales dans le vignoble du Val de Loire. L analyse des températures en fonction des types de situations atmosphériques montre une forte variabilité spatiale et temporelle. Cette variabilité peut expliquer les variations de qualité et de typicité des vins observées entre les terroirs et à l intérieur même d un vignoble. Mots-clés : terroirs viticoles, échelles fines, conditions de surface, réseau de stations, Val de Loire Abstract: Multiscalar analysis of temperatures in the Loire Valley vineyard. A network of nationwide weather stations can help scientists illustrate climatic differences at the national and regional scales. However, for purposes of studying viticultural terroirs, we need to conduct measurements at a smaller scale, as atmospheric conditions at the boundary layer depend on local surface conditions. That is why a network of meteorological weather stations and data loggers (recorded under shelter) has been installed throughout the Loire Valley vineyards. Temperature analysis, when reviewed with atmospheric situation type, shows a strong spatial and temporal variability. This variability explains why the quality and features of a wine fluctuate even though they come from the same vineyard. Keywords : viticultural terroirs, downscale, surface conditions, weather stations network, Loire Valley Introduction Le réchauffement climatique planétaire, avéré par le GIEC (IPCC, 2007) ne se manifeste pas de la même façon partout (Pielke et al., 2002). Il est donc nécessaire de conduire des études à des échelles locales pour comprendre comment se traduisent ces changements. Dans le cadre de cette étude des températures dans le vignoble du Val de Loire, une analyse comparative des températures issues du réseau Météo France est effectuée à l échelle régionale, afin de caractériser le climat de la région et les premiers effets de ce réchauffement sur l évolution des températures depuis le milieu du XX ème siècle. Cependant, aux échelles fines, les conditions climatiques au niveau de la couche limite (De Parcevaux, 2007) sont tributaires des conditions de surface. La végétation, l occupation et la nature du sol ainsi que la topographie vont jouer sur la variabilité des températures dans l espace (Dumas et al., 1997; Guyot, 1997 ; Bonnardot et al., 2001 ; Quénol, 2002). Les réseaux de stations automatiques nationaux deviennent donc rapidement insuffisants à des échelles plus fines telles qu à l échelle du terroir viticole. Il est alors nécessaire, pour espérer caractériser le climat d un terroir, d installer un réseau de stations adapté aux échelles fines. C est pourquoi, un dispositif de mesures météorologiques à échelles fines a été installé dans le Val de Loire, dans le cadre du projet ANR-TERVICLIM. Des stations météorologiques complètes (Campbell) ainsi que des data logger, enregistrant la température et l humidité sous abri, ont été répartis au sein des différents vignobles de l Anjou et du Saumurois. Cette étude est réalisée, en fonction des différents types de circulation (James, 2006) afin de mettre en évidence les différences de comportements des températures entre les unités de terroir de l AOC Coteaux du Layon. 85

Extrêmes climatiques : génèse, modélisation et impacts 86 1. Cadre d étude Le Val de Loire est une région à tradition viticole. Après avoir en grande partie disparu après la crise du phylloxera à la fin du XIX ème siècle, les vignobles ont été réimplantés à l aide de porte greffes américains. Aujourd hui, les vignobles du Val de Loire se composent d ouest en est des vins de Nantes, d Anjou et de Saumur, de Touraine et du Centre. Ces vignobles se rapprochent de la limite septentrionale de la culture de la vigne (Galet, 2000). Figure 1. Sites d études à différentes échelles Cette région viticole est soumise à un climat océanique à tendance septentrionale (Jacquet et al., 1998). Le pays Nantais bénéficie ainsi d une influence océanique marquée mais qui se dégrade vers l intérieur des terres avec cette fois-ci une influence plus continentale. Le relief, certes peu marqué en comparaison avec d autres régions viticoles, contribue cependant dans certains secteurs à complexifier un peu plus la répartition des températures. Egalement, la Loire ou certaines autres rivières comme le Layon, influent directement sur les paramètres climatiques du secteur. 2. Protocole expérimental Dans le cadre de cette étude, il a été nécessaire de réunir des données de différentes échelles spatiales. Certaines, pour une caractérisation du climat régional, sont issues du réseau des stations automatiques Météo France. Celles ayant permis de caractériser les topoclimats et donc les différentes caractéristiques climatiques entre les terroirs proviennent d un réseau de stations complètes directement implantées dans les vignobles. Enfin, pour l étude portant sur les Coteaux du Layon, terroir à la topographie variée, des enregistreurs automatiques ont été implantés et nous permettent de rendre compte de la variabilité des températures au sein même d un vignoble. Pour les données Météo France nous avons accès aux températures minimales et maximales mensuelles et parfois journalières sur des périodes plus ou moins longues. Pour Nantes, Angers et Tours nous disposons des données de températures depuis 1946. Pour les autres stations nous disposons des températures depuis 1951. Ces données du réseau national ont été analysées afin de

87 Geographia Technica. Numéro spécial, 2009 caractériser le climat régional et ses nuances. Des tests statistiques (Pettitt) ont également été réalisés afin de détecter d éventuelles ruptures dans les séries de données. Enfin, à partir des données journalières, nous analysons l évolution d indices agro climatiques importants pour la vigne, tels que les degrés jours de Winkler ( Tm-10) 1 ou l indice de Huglin ( [(Tm-10)+(Tx-10)/2]*k) 1 Dans le cadre du projet TERVICLIM, huit stations complètes (figure 2) fournissant, la température, l humidité, la pression, l insolation, les précipitations, la force et la direction du vent ont été installées au sein des vignobles. Ces stations sont placées à 1m50 du sol comme le veut la norme fixée par l Organisation Mondiale de la Météorologie (OMM). Les données sont disponibles pour la plupart depuis juillet 2008. Ces stations nous permettent d analyser la variabilité spatio-temporelle entre les différents vignobles et de mettre en évidence les influences de l environnement sur les paramètres climatiques. Toujours au sein du même projet, des data logger (Tiny Tag) ont été installés à 60 cm du sol dans les coteaux du Layon. Ces capteurs (figure 2) sont placés dans des abris météorologiques bien ventilés et nous fournissent une donnée de température toutes les 15 minutes. Ces données sont ensuite utilisées pour mettre en évidence des variations micro-locales du climat au sein même d une parcelle et pour définir en particulier les zones les plus favorables au développement de la pourriture noble ou encore les secteurs susceptibles d être plus soumis au gel que d autres. Les capteurs ont ainsi été placés sur des versants opposés en haut de coteau, à mi-coteau et en bas de coteau. a b Figure 2. Station Campbell (a) et data logger Tiny Tag (b) 3. Résultats 3.1. Des nuances climatiques régionales mais un réchauffement commun L analyse des températures des stations Météo France montre des nuances climatiques parfois importantes entre Nantes, Angers, Saumur et Tours. Saumur ressort clairement comme la station la plus douce avec une température moyenne annuelle sur la période 1951-2007 de 12,1 C. A l inverse Tours, station la plus à l est de notre région d étude, est la station la plus froide des quatre (11,4 C), traduisant ses influences plus continentales. Nantes, soumis à l influence océanique, connaît un climat plutôt doux et affiche 12 C de température moyenne annuelle. Le profil moyen des températures montre une amplitude entre le mois le plus froid (Janvier) et le mois le plus chaud (Juillet) maximale à Tours et minimale à Nantes. Nantes est en général plus douce que les autres stations en hiver mais plus fraîche en été, ce qui est caractéristique d un climat océanique. Les courbes d évolution des températures depuis 1946 ou 1951 de toutes les stations montrent cependant une très nette tendance au réchauffement depuis les années 1980 (figure 3). Le test statistique de Pettitt indique une rupture climatique en 1987 pour les températures moyennes d Angers, Saumur et Tours. A Nantes cette rupture apparaît beaucoup plus tôt, en 1980. Ainsi, la hausse de température entre les périodes pré (1951-1987) et post-rupture (1988-2007) atteint 1,2 C à Angers, 0,9 C à Saumur et 0,8 C à Tours. Le réchauffement climatique ne semble donc pas être de la même intensité partout. 1 Sommes réalisées du 1 er avril au 31 Octobre pour les degrés jours et du 1 er avril au 30 septembre pour l indice d Huglin, avec Tm, la température moyenne, Tx, la température maximale et k, le coefficient de longueur du jour, variant de 1,02 à 1,06 entre 40 et 50 degrés de latitude 87

Extrêmes climatiques : génèse, modélisation et impacts 88 14,00 Températures moyennes ( C) 13,50 13,00 12,50 12,00 11,50 11,00 10,50 10,00 Nantes Angers Saumur Tours 9,50 1951 1961 1971 1981 1991 2001 Années Figure 3. Evolution des températures moyennes dans le Val de Loire depuis 1951 (Données : [Météo France, stations automatiques de Nantes, Angers, Saumur et Tours (1951-2007)]) Si l on s intéresse à l évolution des indices agroclimatiques des degrés jours et de Huglin, le réchauffement apparaît par conséquent très nettement. Par exemple à Saumur, les degrés jours cumulés au 31 Octobre sont passés d une normale de 1276 ddj sur la période 1958-1987 à 1500 ddj sur la période 1988-2007. De même l indice de Huglin montre que la plupart des années depuis la rupture climatique place Saumur dans un climat tempéré voire même tempéré chaud depuis les années 2000, alors que le climat de Saumur était auparavant considéré comme un climat plutôt frais (figure 4). Figure 4. Evolution de l indice de Huglin à Saumur depuis 1950 Données : [Météo France, station automatique de Saumur (1950-2007)] 3.2. Le climat des terroirs fortement influencé par les facteurs environnementaux Les données issues du réseau Météo France nous ont permis de caractériser le climat régional mais surtout de voir que le climat peut assez nettement varier d une station à l autre, même sur quelques dizaines ou centaines de kilomètres. De même, le réchauffement climatique n a pas la même importance dans toutes les stations. Il existe donc une variabilité régionale dans le temps et dans l espace du climat mais il est nécessaire de descendre à des échelles encore plus fines pour caractériser le climat des différents vignobles qui sont soumis directement à leur environnement. Les premiers résultats issus des relevés météorologiques du réseau TERVICLIM montrent une forte variabilité spatiale des températures (figure 5). Cette variabilité est due principalement à la topographie et à la proximité des rivières et elle varie en fonction du type de temps. Il apparaît que les températures sont moins contrastées (plus faible amplitude) près de la Loire (Saumurois) que dans les

89 Geographia Technica. Numéro spécial, 2009 endroits plus éloignés (Coteau du Layon). Concrètement, par temps anticyclonique, les stations d Epirée (près d Angers, au nord de la Loire) et de Souzay (prêt de Saumur, au sud de la Loire) connaissent les températures minimales les plus élevées et les températures maximales les plus basses. Le fleuve tempère donc le climat de ces vignobles. Par exemple, durant la période du 27/06/08 au 19/09/08, des écarts thermiques de plus de plus de 2 C sont observées pour les températures minimales entre le poste de Souzay (proximité de la Loire) et le poste de Chaumes (Layon). Inversement, les températures maximales sont plus élevées à Chaumes. Le relief joue également un rôle important sur la répartition des températures. La station du Puy Notre Dame (située en sommet de colline) enregistre des données diurnes relativement fraîches et des températures nocturnes plus douces que les stations situées en bas de coteau (figure 5). Par conséquent, malgré un relief peu marqué, la variabilité spatiale des températures au sein des différents terroirs viticoles du Val de Loire est importante, ce qui explique en partie les différences de typicité des vins produits dans ce secteur. T C 20 18 16 14 12 10 8 T C 35 33 31 29 27 25 23 SOUZAY St CYR CHAUMES LE PUY 6 SOUZAY 21 4 2 0 St CYR CHAUMES LE PUY 19 17 15 27/06/2008 04/07/2008 11/07/2008 18/07/2008 25/07/2008 01/08/2008 08/08/2008 15/08/2008 22/08/2008 29/08/2008 05/09/2008 12/09/2008 27/06/2008 04/07/2008 11/07/2008 18/07/2008 25/07/2008 01/08/2008 08/08/2008 15/08/2008 22/08/2008 29/08/2008 05/09/2008 12/09/2008 Figure 5. Températures minimales (à gauche) et maximales (à droite) du 27/06/08 au 19/09/08 (Données : [stations Campbell de Souzay, St Cyr, Chaumes et Le Puy, donnés horaires]) 3.3. Les Coteau du Layon : un terroir particulier Ces vignobles situés au sud d Angers et à flanc de coteau dans le bassin du Layon ont été classés en AOC depuis 1950. Les vins de ces terroirs sont issus de vendanges tardives où l on récolte le raisin en surmaturité après tri (Blouin, 2007). C est ainsi grâce au développement d une pourriture noble (botrytis cinerea) que la production de vin liquoreux est réalisée. La formation de ce champignon est en grande partie due à un climat spécifique. Les données issues des data loggers disposés dans ce vignobles, montrent une forte variabilité climatique : des températures nocturnes plus basses en bas de coteaux et des températures diurnes plus élevées à mi-coteau exposé sud. Une forte amplitude thermique diurne et une importante humidité engendrée par la proximité du Layon (des mesures d humidité sont effectuées à partir du printemps 2009) sont propices au développement du botrytis cinerea. Cette forte variabilité spatiale des températures implique également une importante variabilité spatiale du risque gélif. Par exemple, au cours des gels printaniers du 8 avril 2008 et du 30 mars 2009, les vignobles situés en bas de coteaux ont subi des dommages. On peut remarquer des écarts de plusieurs degrés sur les températures minimales relevés en bas de coteau et à mi- et haut de coteau (figure 5). L installation prochaine de 15 data loggers supplémentaires, disposées en fonction de la distance à la rivière et des caractéristiques topographiques (pente, exposition, ) permettra de déterminer précisément le climat favorable pour ce vin liquoreux. Layon SSO -3,2 C -3,3 C forêt -2,2 C -1 C -0,4 C NNE 2 km Figure 5. Répartition spatiale des températures minimales dans le vignoble du Layon (nuit du 30/03/09) 89

Extrêmes climatiques : génèse, modélisation et impacts 90 Conclusion L imbrication des échelles est une étape importante en climatologie fine et permet de se rendre compte de la complexité du climat à diverses échelles avec une variabilité spatiale et temporelle importante des températures. Le climat de la région du Val de Loire ne se présente pas comme un seul ensemble climatique puisque les différences d un secteur à l autre peuvent être marquées. Cependant la tendance est bien au réchauffement partout, surtout depuis les années 1980. A l échelle des terroirs, le comportement des températures est directement lié à la topographie et à l environnement des stations (pente, exposition, altitude, distance aux rivières et fleuves ). Enfin, il existe également d importantes variations climatiques à l échelle d une simple parcelle, notamment en situation anticyclonique où les bas de coteau sont plus exposés au gel. Le réchauffement climatique, déjà observé par les stations de référence, pourrait ainsi modifier la variabilité spatiale de certains paramètres climatiques au sein des vignobles et ainsi avoir un impact direct sur la typicité de certains vins produits. Le programme de recherche TERVICLIM sur l observation et la modélisation spatiale du climat à l échelle du terroir a donc pour objectif d affiner la résolution des observations et de la modélisation dans un contexte de changement climatique afin de fournir aux professionnels viticoles des scénarios adaptés à l échelle des vignobles. Bibliographie Blouin J., 2007 : Le dictionnaire de la vigne et du vin, Dunod, 351 p. Bonnardot V., Carey V., Planchon O., Cautenet S., 2001: Sea breeze mechanism and observations of its effects in the Stellenbosch wine producing area, Wynboer 10-14, Wineeand, p. 107-113 De Parcevaux, S., Huber L., 2007 : Bioclimatologie, concepts et applications, éditions Quae, p. 78, 324 p. Dumas V., Lebon E., Morlat R., 1997 : Différenciations mésoclimatiques au sein du vignoble alsacien, Journal International des Sciences de la Vigne et du Vin, vol.31, n 1, pp. 1-9 Galet P., 2000 : Précis de viticulture, 602 p. Guyot G., 1997 : Climatologie de l Environnement, Masson, 505 p. IPCC, 2007 : a, Rapport du groupe de travail I du GIEC : Bilan 2007 des changements climatiques les bases scientifiques physiques Jacquet A., Morlat R., 1998 : Caractérisation de la variabilité climatique des terroirs viticoles en Val de Loire. Influence du paysage et des facteurs physiques du milieu, Agronomie, 17, pp. 465-480 James P.M., 2006: An objective classification method for Hess and Brezowsky Grosswetterlagen over Europe, Theoretical and Applied Climatology, 88, pp. 17-42 Pielke SR, R.A, Stholgren T., Schell, L., Parton W., Doesken, N., Redmond K., Money J., Mckee T., Kittel, T.G.F., 2002: Problems in evaluating regional and local trends in temperature : an example from the Eastern Colorado, USA, International Journal of Climatology, n 22, pp. 421-434 Quénol H., 2002 : Climatologie appliquée aux échelles spatiales fines : influence des haies brise-vent et d un remblai ferroviaire sur le gel printanier et l écoulement du mistral. Thèse de Doctorat USTL, Edition ANRT, ISBN 2-284-04081-0, 283 p.