Depuis des années, les vignerons de la Cuma des Vignobles s’interrogent sur le pilotage de leurs tours anti-gel. L’installation en 2016 de nouvelles tours conçues sans chauffage intégré a exacerbé ce questionnement à l’origine du projet.
A l’origine, les questions des vignerons…
Quand déclencher la lutte anti-gel ?
A quelle température déclencher les moyens de lutte ? Les sondes de température intégrées aux tours, lorsqu’il y en a, ne sont pas fiables. Mettre en route trop tard est inefficace ; trop tôt engendre une consommation de carburants injustifiée et un surcoût, des nuisances sonores inutiles. Les responsables de la mise en route des tours, mandatés par les autres vignerons, et, de ce fait, responsables de la protection des vignes de plusieurs domaines, faute de consignes claires, ont plutôt tendance à se sécuriser en maximisant la mise en route.
Faut-il chauffer l’air brassé ?
Les 35 premières tours, de technologie française, utilisent le fioul pour chauffer de l’air qui est brassé par des hélices. La nouvelle tranche, installée en 2016, compte 25 tours de technologie américaine, équipées de moteurs fonctionnant au gaz naturel pour brasser l’air, mais ne disposent pas de système de chauffage, jugé inutile par le constructeur. La pertinence du chauffage et son efficacité doivent être objectivés.
Existe-t-il des situations où le fonctionnement des tours est inefficace ?
Les épisodes de gelées noires laissent penser que le brassage d’air est inefficace, sauf peut-être à le chauffer ?
Existe-t-il un effet de synergie entre tours lorsqu’elles sont régulièrement réparties sur un périmètre ?
Si oui, dans quelle mesure et dans quelles limites.
Peut-on réduire la consommation de carburant et l’impact environnemental ?
Les premières tours antigel de la CUMA consomment annuellement entre 15 000 et 30 000 litres de gasoil. Chaque tours en consomme environ 100 litres par heure de fonctionnement, 40 litres par le moteur pour brasser l’air et 20 litres brûlés par chacune des trois bougies chauffantes.
L’optimisation du fonctionnement a un impact économique et environnemental immédiat.
Peut-on faciliter le pilotage des tours ?
Les vignerons responsables du déclenchement passent généralement la nuit à mettre en route puis surveiller le fonctionnement des tours anti-gel. Un système automatisé permettrait un pilotage à distance, moins contraignant et plus sécurisé.
Ces interrogations sont par ailleurs largement partagées par les autres CUMA viticoles déjà équipées de tours anti-gel, et
intéresse aussi notamment la filière arboricole.
SICTAG, de l’idée au projet
Début 2016, au cours d’une réunion du conseil d’administration de la Cuma des Vignobles, organisée à l’occasion de la conduite d’un conseil stratégique animé par la fédération des CUMA, l’idée d’acquérir des capteurs de température a été avancée pour optimiser le fonctionnement des tours anti-gel.
Deux mois plus tard, après un premier travail avec la Cuma et Christian Rabin de Cesbron, une première esquisse du projet était déposée par la FRCUMA au titre de l’appel à manifestations d’intérêt du PEI.
La constitution du groupe opérationnel fût plus longue. Le partenariat s’est construit grâce aux interconnections de réseaux, notamment organisés autour de VEGEPOLYS VALLEY et du VinOpôle.
Au final, le travail collaboratif, croisant des compétences et des approches complémentaires, a permis de développer le projet en 4 volets cohérents et complémentaires.
La co-construction du projet a permis de créer une véritable communauté de travail, un atout certain pour conduire ce projet ambitieux.
Quincy, site pilote du projet
La plupart des actions du projet seront conduites sur le site de Quincy pour les raisons suivantes :
- Les responsables possèdent 15 ans de pratique de pilotage des tours
- Les vignerons sont moteurs du projet et mobilisés pour trouver des solutions pratiques. Le groupe possède une bonne cohésion, au-delà de la CUMA, le syndicat viticole coordonne les actions entreprises dans le vignoble (réalisation d’une étude terroir, de la villa Quincy, du Jardin Labyrinthe de vignes)
- Le vignoble possède une couverture quasi intégrale en tours anti-gel; il est donc possible d’étudier l’effet de synergie de fonctionnement sur un périmètre qui demeure restreint (vignoble de 300 ha sur 2 communes)
- Les protocoles à ce stade de connaissance nécessitent une forte instrumentalisation dont le coût est difficilement démultipliable à l’échelle de plusieurs terroirs dans le cadre du projet
Mais des actions seront évidemment conduites sur d’autres vignobles de la région, notamment pour consolider les résultats obtenus sur site.
Un projet aux enjeux multiples
Sur un plan environnemental,
SICTAG participe à l’adaptation aux changements climatiques. Il vise à réduire les impacts environnementaux en optimisant le recours aux énergies fossiles (fonctionnement des tours + chauffage) et également à limiter les nuisances sonores pour le voisinage.
Sur un plan économique,
le projet impacte directement l’économie des producteurs, des agents de la filière ainsi que des territoires :
- En sécurisant l’économie des entreprises et en les rendant plus résilientes
- En sécurisant la production et l’approvisionnement des marchés,
- En limitant le coût de la protection contre le gel: consommation de carburant et optimisation des investissements
Sur un plan social,
le projet permettra :
- D’encourager les dynamiques collectives a priori plus efficace pour lutter contre le gel et renforcer le réseau des Cuma viticoles
- De participer au dynamisme de la filière, notamment en associant le plus grand nombre possible de vignerons et d’organisations professionnelles au projet.
Volet 1 : Modélisation du risque de gel
Objectifs
Ce premier volet consiste à réaliser une étude de caractérisation du risque de gel à partir d’outils de modélisation et des données météorologiques existantes dans le but de :
- Permettre un positionnement optimal des tours et autres dispositifs anti-gel sur un terroir non couvert
- Identifier le réseau de capteurs (localisation, type) nécessaire à la mise en place du Système d’Alerte Précoce
Actions prévues
Recensement des connaissances terrain :
retours d’expérience terrain des vignerons de Quincy, visite de plusieurs vignobles en Centre Val-de-Loire et analyse d’expériences
Modélisation des données météo :
- Collecte et traitement des historiques météo, identification des événements climatiques passés et sélection
- Choix d’implantation des capteurs de gel suivant protocole expérimental
- Mesure de la température verticale (0 – 50m) avec plusieurs drones
- Modélisation du risque gélif par simulateur expérimental climatique et caractérisation pour différentes altitudes des situations climatiques typiques du risque gel
- Modélisation et simulation numérique, couplée aux données terrain et à un modèle météo régional, d’évènements gélifs en fonction du relief et des types de couvert (vallées, forêt, cultures, …) et sectorisation pour le vignoble de Quincy
- Validation des modèles : (échanges réguliers pendant les travaux entre tous les partenaires et les acteurs)
Volet 2 : Mise en place de solutions d’anticipation du risque de gel
Objectifs
il s’agit de mettre en place des solutions d’anticipation du risque gel selon deux approches, l’une préventive et l’autre anticipative :
L’adaptation des pratiques culturales : la concomitance récurrente d’épisodes gélifs et de stades phénologiques sensibles a des conséquences plus sensibles sur la baisse de rendement. Des parcelles de vignes représentatives du bassin ligérien seront sélectionnées et bénéficieront d’un suivi agronomique dense. L’ensemble des opérations réalisées sur les parcelles feront l’objet de suivis et d’essais afin d’obtenir des références solides quant à la gestion du couvert végétal, de plus en plus présent dans le cadre de la transition vers la viticulture raisonnée, mais influençant de manière négative l’impact du gel sur la vigne.
Un système d’anticipation du risque gel : il s’agira de se préparer au plus tôt à l’arrivée d’un épisode gélif. Par ce système, Il sera fourni une information sur le risque gel et le type de gelée plusieurs jours/heures à l’avance. La partie observations permettra d’enclencher les moyens de lutte au plus près de l’épisode.
Actions prévues
- Mise en place d’un réseau de suivi agronomique (réseau de parcelles régional, suivi des stades phénologiques)
- Mise en place de solutions d’anticipation du risque du gel : installation d’un réseau d’alerte à base de capteurs gel connectés et mise en place d’un système de détection et de prévisions ultra-localisées du risque gel et du type de gel (gelées blanches et noires)
Volet 3 : Caractérisation et modélisation du fonctionnement d’un parc de tours anti-gel
Objectifs
Ce volet a pour objectif de caractériser et de modéliser le fonctionnement d’un parc de tours anti-gel, en s’appuyant sur un terroir déjà équipé. Il doit apporter les éléments nécessaires à l’optimisation du parc, que ce soit au niveau de l’implantation des tours (traité dans le volet 1) ou de leur fonctionnement (abordé dans le volet 3 pour le parc de Quincy et le volet 4 en prospective). Cette caractérisation et cette modélisation passent par des mesures de terrain pour apporter des données sur le fonctionnement du parc (tour anti-gel et climat local), mais aussi par des simulations numériques, notamment pour compléter les connaissances acquises, les extrapoler à d’autres terroirs et contribuer à l’optimisation de cette solution de lutte contre le gel.
Il s’agira de disposer de références techniques indépendantes des constructeurs sur les modes d’action et les performances des tours.
Actions prévues
- Caractérisation du fonctionnement nominal du parc de tours antigel du vignoble de Quincy par des mesures de terrains. Il s’agira de recueillir l’expérience acquise des viticulteurs, d’effectuer des campagnes de mesures (printemps et automne principalement) avec ces capteurs connectés (plus de 100 répartis sur le terrain) pour différents modèles de tours, différentes conditions climatiques, avec déplacement de capteurs si nécessaire. Seront également réalisées des mesures aéroportées, en complément des mesures au sol, du mouvement des masses d’air froid par caméra thermique et de l’impact du gel sur la vigne (drone) avec et sans fonctionnement des tours. L’impact du bruit sur le voisinage sera testé. Un doctorant CIFRE assurera le suivi de ce travail.
- Simulation sous OpenFOAM (laboratoire) du fonctionnement d’un parc de tour antigel avec prise en compte du terrain et du climat. Il s’agira de modéliser les tours antigel caractérisés en situation, de caler la simulation par confrontation avec les mesures terrain et les mesures de laboratoire et de modéliser l’effet des tours anti-gel en fonction de leurs paramètres de fonctionnement (poussée, inclinaison et orientation)
Développement d’un protocole de fonctionnement optimisé a priori des tours antigel actuelles du vignoble de Quincy intégrant un système de commande pour piloter les paramètres des tours (commande de l’inclinaison, de la rotation, du chauffage et de la poussée avec capteurs installées la mise en place de la régulation.
Volet 4 : Mise en application du système innovant et connecté
Objectifs
ce volet consiste à mettre en application pratique les résultats des trois autres volets afin d’en assurer la valorisation par les vignerons dans leurs actions de lutte contre le gel.
Actions prévues
- Définition, par les vignerons utilisateurs et issus de plusieurs vignobles, d’un cahier des charges des équipements adaptés à leurs besoins, afin de proposer aux constructeurs des améliorations aux tours existantes
- Organisation d’une journée de démonstration d’équipements de lutte anti-gel avec participation des fournisseurs d’équipements et ateliers d’échanges permettant aux vignerons de trouver en un lieu un panel de solutions et un échange direct avec les utilisateurs sur les avancées du projet SICTAG
- La réalisation d’une étude économique permettant de chiffrer le coût réel de la lutte anti-gel et des moyens de pilotage conçus afin de définir les conditions économiques de mise en oeuvre par les producteurs
- Déploiement d’un système d’alerte gel par téléphone portable
- Conception et test d’un outil de monitoring et de pilotage automatique à distance : kit de déclenchement du démarrage, outil de monitoring, de suivi et d’enregistrement du fonctionnement de chaque tour.