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Entre environnement et écosystèmes, une relation ambigüe

Nathalie Vaillant-Gaveau

Maître de Conférences

URCA

Atelier Babel - Jeudi 20 janvier 2011

L'environnement est défini comme « l'ensemble des éléments (biotiques ou abiotiques) qui entourent un individu ou une espèce et dont certains contribuent directement à subvenir à ses besoins » 1, ou encore comme « l'ensemble des conditions naturelles (physiques, chimiques, biologiques) et culturelles (sociologiques) susceptibles d’agir sur les organismes vivants et les activités humaines »2.

1 Dictionnaire Larousse2 Le grand Robert

La notion d'environnement naturel, souvent désignée par le seul mot environnement, a beaucoup évolué au cours des derniers siècles et des dernières décennies.

On peut aujourd'hui définir l'environnement comme l'ensemble des composants naturels de la planète Terre, comme l‘air, l‘eau, l’atmosphère, les roches, les végétaux, les animaux, et l'ensemble des phénomènes et interactions s'y déroulant, c'est-à-dire tout ce qui entoure l’Homme et ses activités.

Entre environnement et écosystèmes, une relation ambigüe

La notion d'environnement englobe aujourd'hui l'étude des milieux naturels, les impacts de l'homme sur l'environnement et les actions engagées pour les réduire.

Apparition des Sciences de l'environnement, de l’écologie

Un ballon-sonde

La mise au point de nouveaux moyens techniques, d'instruments de mesures et d'observation, a fait considérablement avancer la connaissance que nous avions de l'environnement, que ce soit au niveau du fonctionnement des êtres vivants et des interactions avec leur milieu, des écosystèmes.

Les avancées de la physique et de la chimie nous ont permis de comprendre le fonctionnement des végétaux et plus globalement des corps vivants.

Entre environnement et écosystèmes, une relation ambigüe

plus grande mesurabilité des impacts humains sur

l'environnement

plus grande prise de conscience

Qu’est-ce qu’un écosystème ?

Historiquement la notion d’écosystème est née du concept de biocénose : populations qui vivent ensemble (les populations sont liées entre elles) ; puis de la notion de succession écologique (les populations sont liées aux milieux).

Un écosystème est un ensemble dynamique d'organismes vivants (plantes, animaux et micro-organismes) qui interagissent entre eux et avec le milieu (sol, climat, eau, lumière) dans lequel ils vivent.

Les dimensions des écosystèmes peuvent varier considérablement; ils peuvent être très petits, comme une mare ou un arbre mort, ou être gigantesques, comme la Terre.

Un écosystème peut aussi se définir en fonction principalement de la végétation, d'une espèce animale ou du relief, par exemple.

Entre environnement et écosystèmes, une relation ambigüe

Les grands écosystèmes sont généralement décrits comme :- des écosystèmes aquatiques (en eau salée ou en eau douce)

Entre environnement et écosystèmes, une relation ambigüe

- des écosystèmes terrestres (les forêts, les prairies, les déserts, etc).

Stress biotiques(attaques pathogènes)

Stress abiotiques(froid, sécheresse)

Défenses des plantesMécanismes et élicitation

Qualité du raisin et du vin

Mécanismes de pathogénicité

pesticides

Traitement phytosanitaire

Stress abiotiques(pesticides)

VIGNE

ENVIRONNEMENT

Stress et végétauxPhotosynthèse

Stress et animauxRéactions physiologiques

Ruissellement

Infiltration

Thématiques de recherche :

Réactions des organismes vivants(micro-organismes, végétaux, animaux) aux stress environnementaux et effets sur la qualité des vins

Métabolisme primaire et secondaire

Entre environnement et écosystèmes, une relation ambigüe

• Mécanismes de phytopathogénicité

- Pénétration et filamentation

- Lutte biologique

• Stress et qualité du vin

- Levures et bactéries lactiques

- Propriétés physico-chimiques de l’effervescence

et de la mousse

• La vigne en conditions stressantes

- Mécanismes de défenses (Botrytis, maladies du bois)

- Stimulation des défenses (élicitation/potentialisation, lutte biologique)

- Vigne et stress abiotiques (froid, …)

- Stress et métabolisme primaire et secondaire

- Stress et reproduction

• Stress chimiques et environnement

- Organismes animaux

- Organismes végétaux

- Bio- et phyto-remédiation

Entre environnement et écosystèmes, une relation ambigüe

Installations

Plate-formede microscopie

Culture de plantes

Serre, vignoble expérimental, enceintes phytotroniques, chambres de culture

« Plate-forme »de biologie moléculaire

« Plate-forme » HPLC

Animaux

Animaleriestabulation

Entre environnement et écosystèmes, une relation ambigüe

Stress biotiques(attaques pathogènes)

Stress abiotiques(froid, sécheresse)

Défenses des plantesMécanismes et élicitation

Qualité du raisin et du vin

Mécanismes de pathogénicité

pesticides

Traitement phytosanitaire

Stress abiotiques(pesticides)

VIGNE

ENVIRONNEMENT

Stress et végétauxPhotosynthèse

Stress et animauxRéactions physiologiques

Ruissellement

Infiltration

Thématiques de recherche :

Réactions des organismes vivants(micro-organismes, végétaux animaux) aux stress environnementaux et effets sur la qualité des vins

Métabolisme primaire et secondaire

Entre environnement et écosystèmes, une relation ambigüe

Pesticides utilisés en viticulture

- 50 % fongicides

- 35 % herbicides

- 10 % insecticides

- 5 % anti-limaces, raticides…

1 000 euros par ha par an, 15 à 16 traitements

Viticulture et environnement

Pesticides et stress

France

Bilan pour la viticulture

- 100 000 tonnes de produits phytosanitaires

- 1er pays consommateur en Europe

- 2 à 3 % des surfaces cultivées en France

- 30 à 50 % des pesticides utilisés

Entre environnement et écosystèmes, une relation ambigüe

Contraintes et problématiques

Qualité des eaux

- Pesticides utilisés il y a 30 ans arrivent dans les nappes phréatiques

- Qualité de l’eau du robinet

Santé des Viticulteurs

Directives européennes

- Charte de la qualité des eaux en 2015, puis 2027

- Décrets Septembre 2006

- Grenelle de l’environnement (Ecophytovigne 2018)

Technologies non acceptées

- Organismes génétiquement modifiés non acceptés

Suppression de certains traitements

- Arsénite de soude interdit (Novembre 2001) : maladies du bois

Entre environnement et écosystèmes, une relation ambigüe

étude détaillée concernant les effets des pesticides

adaptation de leur utilisation à la physiologie de la plante

important de connaître les impacts des pesticides sur la physiologie de la plante

Pour limiter l’emploi des pesticides

sélection de pesticides moins dangereux pour l’environnementplus efficaces

Idées

Optimisation des traitements

Objectifs fondamentaux

Utiliser les capacités naturelles de défense

des plantes pour limiter les traitements

phytosanitaires Mettre au point des bio-marqueurs

physiologiques fiables qui permettent

d’identifier rapidement les effets des produits

phytosanitaires

Objectifs appliqués

Connaître les effets des produits

phytosanitaires sur la vigne

Connaître les capacités naturelles de défense

des plantes

Entre environnement et écosystèmes, une relation ambigüe

Programme PHYTOVIGNE - objectifs

Les herbicides et les fongicides anti-Botrytis : perturbation de la nutrition carbonée (Saladin, 2003; Castro et al., 2005, 2008)

modification de la photosynthèse, teneur en pigments photosynthétiques, teneur

en glucides, désorganisation des thylakoïdes

feuilles

impact sur la photosynthèseidentification des sites de perturbation

étude des réponses de défense

GEOXE® TELDOR®

PLEDGE®

impact du rythme circadien de la plante

herbicide

fongicide fongicide

Objectifs - Résultats:

organes reproducteursTELDOR®

étude de la capacité des fleurs à activer des réponses de défense influence du cycle annuel de développement sur l’efficacité du traitement

GEOXE®

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Merci de votre attention