Essai de capteurs pour estimer la température du feuillage au cours d'épisodes de gel

Abstract

Frost damage to grapevines is a threat in many wine grape production regions of the world. Improved information regarding frost temperature conditions will help farmers understand current conditions during frost risk nights and select the most appropriate strategies to avoid cold damage to their crops. Standard methods of measuring air temperature as currently used in many vineyards generally do not accurately indicate the temperatures experienced by sensitive plant tissues which are subject to radiation heat losses. The objective of this work was to evaluate alternative temperature sensors to determine if they provided more accurate measurements of leaf temperature as compared to standard air temperature readings. At a two-year old Cabernet Sauvignon vineyard near Templeton, California, the temperatures of 12 leaves were measured continuously from mid-September through mid- November 2014 using fine-wire thermocouples. These measurements were compared to standard shielded air temperatures, and to the temperatures of two sensors designed to mimic leaf temperature: 1) a 7 cm diameter thin copper disc positioned horizontally and painted flat black, and 2) the interior of a 15 cm diameter hollow copper sphere, also painted flat black. All temperatures were measured at a height of 1.8 m. A net radiometer was used to determine nighttime radiation loss conditions. The average leaf temperature was 0.9 °C colder than the shielded air temperature during the night, but under very clear sky conditions the leaf temperature was over 2 °C colder than the shielded air temperature. The copper disc and copper sphere were on average 0.4 °C colder than the leaf temperature, with the temperature of the copper sphere being slightly closer to the leaf temperature. The result of this trial demonstrates the advantages that non-conventional temperature sensors can have for improving our estimates of actual leaf temperatures under cold weather conditions.

Keywords : Leaf temperature, frost, radiation temperature, vineyard

Résumé

Les dégâts du gel sur la vigne se produisent dans de nombreuses régions du monde. Une amélioration de l’information en temps réel sur les températures au cours des périodes à risque permettra la prise de mesures adéquates pour éviter les dégâts sur la vigne. Les méthodes couramment utilisées n’indiquent pas précisement les températures subies par les tissus végétaux délicats sujets aux pertes radiatives de chaleur. Ce projet avait pour but d’évaluer des capteurs susceptibles de fournir des mesures de la température des feuilles plus précises par rapport aux capteurs traditionnels. Le site experimental est une parcelle de Cabernet Sauvignon de deux ans d’âge à Templeton, en Californie. La température de 12 feuilles de vigne a été mesurée en continu de mi-septembre à mi-novembre 2014 en utilisant des thermocouples à fil fin. Une comparaison a été faite avec des mesures standard sous-abri et avec la température de deux capteurs imitant des surfaces foliaires. Ceux-ci consistent en; 1) un mince disque de cuivre placé horizontalement et peint en noir mat, et, 2) l’intérieur d’une sphère vide en cuivre de 15 cm de diamètre peinte en noir mat. Toutes les mesures ont été faites à 1.8 m au dessus du sol. Un radiomètre differentiel a permis de mesurer les pertes radiatives nocturnes. La température moyenne des feuilles était inférieure de 0.9 °C à celle sous abri durant la nuit, et de plus de 2 °C lorsque le ciel était très dégagé. Le disque et la sphère de cuivre avaient en moyenne des températures 0,4 °C inférieures à celle des feuilles, la température de la sphère étant plus proche de celle des feuilles. Les résultats de cet essai démontrent l’intérêt des capteurs non-traditionnels pour améliorer les mesures de la temperature réelle du feuillage de la vigne en cas de danger de gel.

Mots-clés : température du feuillage, gel, pertes radiatives de chaleur, vignoble