Propriétés radiatives des couronnes de Noyers (Juglans nigra x J. regia) et croissance des pousses annuelles - Influence de la géométrie du feuillage, de la position des pousses et de leur climat radiatif

Abstract

Th-0602Modelling tree architectural development according to environmental factors is an emerging field ofresearch thanks to the development of adequate computational methods. However, modelling virtualplants is greatly constrained by the difficulty in collecting the architectural and geometric data of woodyarchitecture and foliage. Moreover, partial understanding of functional processes that drive shoot growthlimits the analysis and the modelling of the processes involved. Cross-fertilization of insights intoarchitectural and morphological variability of Walnut tree on the one hand, and into growth physiology onthe other hand, enables to better understand crown development. Thanks to 3-dimensional measurementsof topology and geometry made on 7 to 9 years-old Walnut trees, we have analysed the impact on lightinterception of variables required for virtual plant modelling that are tedious to measure and that renderextrapolation methods necessary. Secondly, we quantified the part of variance of growth variables whichcan be explained by radiation intercepted by comparison with other factors such as topological position.Our results point out the limitations of using allometric relationships and statistical laws for thereconstruction of 3D canopies. Leaf clumping inside the crown, including the clumping of leaflets at leafscale, strongly determines the radiative properties of reconstructed crowns. Thanks to an approach basedon correlations and statistics, an effect of light intercepted by mother shoots on the growth of daughtershoots was established. Strong correlations between shoot vigour (quantified by an index) and the lengthof the pathway between the collar and shoots on the one hand and shoot growth on the other handsuggest an effect of hydraulic architecture.La modélisation du développement architectural des arbres en réponse aux facteurs environnementaux est un thème de recherche en plein essor grâce au développement récent de méthodes informatiques adéquates. Cependant, l'utilisation de couronnes 3D est fortement contrainte par la difficulté à collecter les données architecturales et géométriques nécessaires à leur reconstruction. Par ailleurs, la compréhension partielle des processus fonctionnels contrôlant la croissance des pousses au sein des couronnes limite actuellement l'analyse et la modélisation des processus impliqués. La confrontation des connaissances acquises sur la variabilité architecturale et morphologique du Noyer d'une part, et celles acquises sur la physiologie de sa croissance d'autre part offre la possibilité de mieux comprendre le développement de la couronne. A partir de mesures et d'échantillonnage de la topologie et de la géométrie de Noyers hybrides âgés de 7 à 9 ans, nous avons analysé l'impact sur l'interception de la lumière de variables nécessaires à la reconstruction de plantes virtuelles mais dont la mesure nécessite un travail long et difficile qui rend indispensable l'utilisation de méthodes d'extrapolation. Puis, nous avons quantifié la part de variance des variables de croissance qui peut être attribuée à la lumière interceptée vis-à-vis d'autres facteurs tels que la position topologique. Nos résultats quantifient les biais introduit par l'utilisation de relations allométriques et de lois statistiques pour reconstruire des couronnes tridimensionnelles de différentes tailles. Nous avons montré que l'agrégation du feuillage au sein de la couronne, y compris à l'échelle des feuilles (composées de folioles), détermine fortement les propriétés radiatives des couronnes reconstruites. Grâce à une approche corrélative et statistique, un effet de la lumière interceptée par les pousses mères sur la croissance des pousses filles a été mis en évidence. Les fortes corrélations observées entre d'une part la vigueur des pousses (quantifiée par un indice) et la longueur du chemin entre le collet et les pousses et d'autre part leur croissance suggèrent un rôle de l'architecture hydrauliqu