Importance des interactions plante-plante dans les mélanges de variétés de blé tendre : étude de la compétition pour la lumière avec une approche interdisciplinaire entre expérimentation au champ et modélisation mécaniste

Dans le cadre de la transition agroécologique, les mélanges de variétés ont été identifiés comme pratique prometteuse avec de meilleurs rendements en moyenne, notamment pour le blé tendre. Toutefois la performance de ces mélanges reste très variable en raison d’interactions plante-plante encore mal connues. L’objectif de cette thèse était d’explorer les effets des interactions plante-plante, en particulier de la compétition pour la lumière, sur la performance des mélanges de variétés de blé tendre avec une approche interdisciplinaire entre expérimentation au champ et modélisation mécaniste. Un dispositif expérimental au champ avec un phénotypage à l’échelle de la plante a donc été mis en place pour étudier les processus de plasticité phénotypique et de canalisation dans les mélanges de variétés de blé. L’analyse des données expérimentales a montré que les relations de dominance en mélange entre génotypes étaient causées principalement par des réponses plastiques sur les dynamiques de tallage. Cette approche expérimentale a été complétée par une démarche de modélisation avec la création d’un nouveau modèle de plante structure-fonction (FSPM) permettant de simuler rapidement des plantes individuelles en compétition pour la lumière, tout en simulant à la fois les dynamiques de biomasse et des dynamiques de tallage réalistes et plastiques en réponse à ce type de compétition. Le modèle a d’abord été analysé et calibré pour simuler des peuplements purs mono-variétaux puis son utilisation a été explorée pour la simulation de peuplements pluri-variétaux. La simulation de plantes en mélange à partir de paramètres calibrés sur les monocultures a notamment retrouvé la convergence entre génotypes en mélange au niveau des dynamiques de tallage. Ce travail de thèse a permis une étude expérimentale plus fine des mélanges de variétés de blé avec la collecte d’un jeu de données unique, et la conception d’un nouveau modèle prenant en compte différents aspects liés à la compétition pour la lumière avec des temps de simulations très courts, permettant l’utilisation de méthode d’analyse et de calibration essentielles à la conception de modèles. Ce travail ouvre des perspectives avec l’utilisation de ce type de modèle sur des dispositifs expérimentaux de génétique quantitative

Jury

• Hélène Fréville, Directrice de recherche, INRAE, Montpellier, Rapportrice
• Bénédicte Quilot-Turion, Directrice de recherche, INRAE, Avignon, Rapportrice
• Sébastien Barot, Directeur de recherche, IRD, Paris, Examinateur
• Véronique Letort, Maître de conférence, CentraleSupélec, Examinatrice
• Paul-Henry Cournède, Professeur des universités, CentraleSupélec, Directeur de thèse
• Timothée Flutre, Chargé de recherche, INRAE, Gif-sur-Yvette, Co-encadrant de thèse
• Jérôme Enjalbert, Directeur de recherche, INRAE, Gif-sur-Yvette, Invité