Mesure de l'efficacité d'extraits d'algues sur la vigne (Vitis vinifera L.), en conditions contrôlées et au vignoble, validée par la mesure de l'activité photosynthétique et les analyses chimiques

3.3.3. Analyse d'échanges gazeux

La mesure des échanges gazeux a été faite au moyen d'un analyseur de gaz à infrarouge, le CIRAS-I, de la société PP-Systems. Bien qu'il puisse fonctionner de manière autonome, nous avons préféré commander l'appareil via un ordinateur, où les données sont enregistrées. En effet, ce mode de fonctionnement permet à la fois la visualisation en direct, sur écran, des paramètres mesurés et un stockage des données sur l'ordinateur.

P Principe

Les mesures sont effectuées sur des feuilles attachées à la plante. L'opération consiste à isoler la feuille dans une chambre étanche, la soumettre à une intensité lumineuse et une humidité relative connue (correspondant aux conditions de culture) et à mesurer le flux de CO₂ piégé par unité de surface.

P Appareil de mesure

L'appareil est composé d'un boîtier de commande et d'une cellule de mesure (cuvette). Le boîtier de commande contient une réserve de gaz carbonique sous pression (cartouche) ainsi qu'un dispositif permettant d'analyser les concentrations en CO₂ et H₂O des flux d'entrée et de sortie dans la cellule de mesure. L'analyse de ces concentrations est permise grâce à des absorptiomètres, sur base de la loi de Beer-Lambert. L'eau et le gaz carbonique absorbant tous deux dans l'infrarouge, un dispositif mettant en jeu des dessiccateurs permet de dissocier les deux gaz.

La cuvette de mesure fournit de l'air d'une concentration en dioxyde de carbone, comprise entre 0 et 2000 ppm, et une humidité fixée par l'utilisateur. Le contrôle de la température foliaire et du PAR^13(*) est également exercé par l'utilisateur. La surface maximale de la feuille dans la cuvette est de 2,5 cm².

Figure 20 : représentation schématique du boîtier de commande du CIRAS-I ( PP Systems)

Figure 21 : représentation schématique de l'unité lumineuse automatique et de la cuvette ( PP-Systems)

P Paramètres mesurés et calculés par le CIRAS-I

Un logiciel fonctionnant sous DOS est fourni avec l'appareil. Il permet de visualiser en temps réel l'évolution de la photosynthèse nette, de la conductance stomatique, de la concentration interne en CO₂ ainsi que la température foliaire de l'échantillon placé dans la cuvette. La prise mesure prend environ 10 minutes par échantillon (jusqu'à stabilisation des paramètres).

Tableau 8 : paramètres mesurés par le CIRAS-I ( Buntinx, 1998)
V	Débit d'air sec dans la cuvette	[cm.s^-1]
a	Surface de la feuille	[cm^2]
rb	Résistance de la couche limite à la vapeur d'eau	[m^2.s.mol^-1]
P	Pression atmosphérique	[bar]
V20	Débit d'air dans la cuvette à 20°C et 1 bar	[cm.s^-1]
Q	Densité de flux de photons	[umol.m^-2.s^-1]
tc	Température de l'air dans la cuvette	[°C]
Paramètres calculés
W	Flux massique d'air sec par unité de surface foliaire	[mol.m^-2.s^-1]
ein	Pression de vapeur de l'eau de l'air dans la cuvette	[bar]
eout	Pression de vapeur de l'eau de l'air de la cuvette	[bar]
es	Pression de vapeur saturée à la t° de l'air de la cuvette	[bar]
eleaf	Pression de vapeur saturée à la t° de la feuille	[bar]
tleaf	Température de la feuille	[°C]
H	Radiation absorbée par la feuille	[W.m^-2]
t	Différence de température entre l'air et la feuille	[°C]
Cin	Concentration en CO2 de l'air dans la cuvette	[umol.mol^-1]
Cout	Concentration en CO2 de l'air de la cuvette	[umol.mol^-1]
Cleaf	Concentration en CO2 de la chambre sous-stomatique	[umol.mol^-1]
rs	Résistance stomatique à la vapeur d'eau	[m^2.s.mol^-1]
gs	Conductance stomatique à la vapeur d'eau	[mol.m^-2.s^-1]
gc	Conductance totale au transfert de CO2	[mol.m^-2.s^-1]
A	Taux d'échange de CO2 dans la cuvette (photosynthèse nette)	[umol.m^-2.s^-1]
E	Taux de transpiration	[mol.m^-2.s^-1]

* ¹³ Photosynthetically Active Radiation