Le déficit hydrique combiné et le stress thermique dû au changement climatique devraient affecter négativement la viticulture. Une solution à court terme consiste à modifier les systèmes de formation de la vigne (c'est-à-dire la gestion de l'architecture de la canopée) afin de maximiser le rapport entre la photosynthèse nette et la perte d'eau par transpiration tout en minimisant le risque de stress thermique. Avec un grand nombre de conceptions de structure de canopée possibles, des modèles informatiques peuvent être utilisés pour prédire avec précision l'influence de l'architecture de la canopée sur ses taux d'échange de gaz et la température des feuilles sous un stress combiné hydrique et thermique.

Albasha et ses collègues ont récemment publié un article dans in silico Les usines qui ont présenté un nouveau modèle, capable de reproduire l'effet de l'architecture de la canopée de la vigne sur les processus d'échange de gaz à l'échelle de la plante dans différentes conditions d'eau du sol. Le modèle, HydroShoot, est un modèle de plante fonctionnelle et structurelle à l'échelle des feuilles (FSPM) qui permet de prédire les taux de transpiration et de photosynthèse de la plante entière en augmentant ces processus à partir du niveau des feuilles.

HydroShoot est le premier FSMP de la vigne à tenir compte des interactions entre l'état de l'eau, le bilan énergétique et les taux d'échange de gaz à l'échelle de la feuille. Ceux-ci sont représentés par trois modules interactifs :

• hydraulique qui calcule la distribution du potentiel hydrique du xylème à travers les segments hydrauliques des pousses (c'est-à-dire la structure hydraulique des pousses),
• energy, qui calcule le bilan énergétique complet des feuilles individuelles, et
• exchange qui calcule l'assimilation nette du carbone et les taux de transpiration des feuilles individuelles.

"Notre équipe a codé HydroShoot pour terminer des travaux antérieurs sur le FSPM de la vigne où les simulations ne pouvaient être exécutées que dans des conditions bien arrosées. Nous avons supposé que la prise en compte réussie des conditions de sécheresse dans un FSPM nécessite de simuler à la fois la structure hydraulique de la pousse et le budget énergétique des feuilles individuelles. explique Rami Albasha, modélisateur de cultures à la société Intelligence Technology Knowledge (itk), ancien postdoctorant en écophysiologie végétale à l'Institut national de la recherche agronomique (INRA).

Les auteurs ont constaté que, bien que des simulations de la structure hydraulique et du bilan énergétique aient été nécessaires pour reproduire avec précision les taux d'échange de gaz à l'échelle de l'usine en cas de déficit hydrique du sol, la structure hydraulique avait, de loin, le plus grand effet sur les taux simulés, du moins pour les vignes considérées dans cette étude.

HydroShoot est disponible via la plateforme OpenAlea (https://github.com/openalea/hydroshoot) sous la forme d'un ensemble de modules réutilisables.