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Dernière mise à jour : Mai 2018

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UMR PIAF

UMR PIAF

VegeSTAR

VegeSTAR

Introduction

La disposition du feuillage dans l’espace détermine les capacités d’une plante à capter la lumière, nécessaire pour de nombreux processus physiologiques comme la photosynthèse, la transpiration, la photomorphogenèse, et les réponses thermique par exemples.

C’est pourquoi l’UMR PIAF a développé le logiciel VegeSTAR (Figure 1) pour :

  • Visualiser des plantes en 3 dimensions
  • Calculer l’interception de la lumière par le feuillage
VegeSTAR fenêtre principale

Figure 1 : Fenêtre principale de VegeSTAR

 

Principe

Principe de calcul
Visualisation de la course du soleil

Figure 2 : Décomposition en couleurs d’une plante.

Figure 3 : Course de soleil générée

Les données sur la disposition spatiale des feuilles - taille, orientation, position - sont acquises grâce à une technique de digitalisation en 3 dimensions.

Des images de synthèse des plantes digitalisées sont générées, en affectant des couleurs permettant de repérer les feuilles (Figure 2)

L’analyse d’image sur les plantes virtuelles permet de calculer la surface de feuillage interceptant la lumière pour une position de la source de lumière donnée. Si la source lumineuse d’intérêt est le soleil, un générateur de séquence de course de soleil est intégré au logiciel. Il permet pour une localisation géographique sur le globe et pour une durée (heure, jour, mois) données de recréer la course du soleil correspondante (Figure 3). L’utilisateur peut également fournir une position désirée. Enfin une répartition homogène des sources lumineuse sur la voûte céleste et associée à la lumière diffuse reçue par le feuillage est également disponible L’analyse consiste à déterminer pour chaque direction les composantes Rouge Verte Bleue de chaque pixel de l’image et en déduire des surfaces par composante

 

Illustration

Les arbres fruitiers tropicaux comme le manguier présentent un feuillage dense, constitué de vagues de croissance successives. Les feuilles les plus vieilles ont des capacités de photosynthèse limitées (Figure 2). Etudier la compétition pour la lumière entre vagues de croissance permet d’orienter la gestion des arbres pour une meilleure production.

 

Les vagues les plus jeunes, placées au sommet de l’arbre, apportent la plus grande contribution au feuillage de l’arbre et absorbent la majeure partie de la lumière disponible (Figures 4)

Surface interceptrice en fonction des vagues de croissance

Figure 4 : Surface interceptrice calculée fonction des vagues de croissance

 

References

Matsunaga, F. T., M. Rakocevic, et al., 2014. "Modeling the 3D structure and rhythmic growth responses to environment in dioecious yerba-mate." Ecological Modelling 290: 34-44.

Donès N., Adam B., Sinoquet H., 2011. “VegeSTAR - software to compute light interception from images of 3D digitised plants”. Version 4.0. UMR PIAF INRA-UBP, Clermont-Ferrand

Chambelland, J., M. Dassot, et al., 2008. "A double-digitising method for building 3D virtual trees with non-planar leaves: application to the morphology and light-capture properties of young beech trees (Fagus sylvatica)." Functional Plant Biology 35(10): 1059-1069.

Massonnet C., J. L. Regnard, Lauri P. E, Costes, E. and Sinoquet H., 2008. “Contributions of foliage distribution and leaf functions to light interception, transpiration and photosynthetic capacities in two apple cultivars at branch and tree scales”. Tree Physiology 28(6): 665-678.

Willaume, M., P. E. Lauri, et al., 2004. "Light interception in apple trees influenced by canopy architecture manipulation." Trees-Structure and Function 18(6): 705-713.

 

Tél  : 04 43 76 14 27

         04 43 76 14 12

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