La modélisation des plantes

Le manguier

A. Taxonomie, origine et distribution du manguier Le manguier (Mangifera indica L.) appartient à la famille des Anacardiaceae qui comporte notamment l’anacardier et le pistachier. Le genre Mangifera contient 69 espèces dont l’espèce M. indica qui est la plus cultivée. D’autres espèces telles que M. foetida, M. odorata et M. caesia sont cultivées et commercialisées à petite échelle dans le sud-est asiatique (Crane, 2008). Le manguier est originaire de la région s’étendant du nord-est de l’Inde à la Birmanie. Il a été domestiqué il y a environ 4000 ans. L’Inde est considérée comme la zone de domestication des variétés monoembryonnées alors que le sud-est de l’Asie (Philippines, Thaïlande, Vietnam, Birmanie) est la zone de domestication des variétés polyembryonnées (Crane, 2008).

Le manguier aurait probablement été introduit en Afrique au Xe siècle par les commerçants arabes. Les Portugais l’ont ensuite importé au Brésil depuis leurs colonies africaines que sont l’Angola et le Mozambique (Mukherjee et Litz, 2009). Le manguier a été apporté dans le nouveau monde à partir du XVe siècle pendant l’exploration et la colonisation par les Portugais, les Espagnols, les Anglais et les Français (Crane, 2008). Aujourd’hui, il est cultivé dans une centaine de pays, dans les zones tropicales et dans de nombreuses zones subtropicales, ainsi que dans le sud de l’Espagne (dans la région de Malaga à Grenade) et en Israël (Mukherjee et Litz, 2009, Figure 1). Il existe probablement plus de 1000 variétés dans le monde mais seulement une quinzaine sont cultivées et commercialisées à grande échelle. Du fait de la grande zone de distribution du manguier, celui-ci présente une grande diversité génétique. La plupart des variétés commerciales actuelles ont été sélectionnées en Floride au début du XXe siècle à partir d’hybridations multiples (Gerbaud, 2015). La production de mangue varie fortement selon la zone de culture, du verger ou de l’itinéraire technique. Selon les références, les rendements varient entre 2 tonnes par hectare et 30 tonnes par hectare (Crane, 2008; Menzel et Le Lagadec, 2017).

Le marché de la mangue dans le monde

La mangue est la cinquième production fruitière dans le monde, après la banane, la pomme, le raisin et les agrumes (FAO, 2018). Sa production ne cesse d’augmenter et a atteint 49.9 millions de tonnes de fruits en 2016 (Gerbaud, 2018). 71% des mangues avaient été produites en Asie (Figure 2) et seulement 26% avaient été exportées. En effet, la mangue est généralement consommée et transformée localement, seule 3 à 4% de la production mondiale est exportée. Les Etats-Unis et l’Europe sont les principaux importateurs de mangues et le Mexique, la Thaïlande, le Brésil, le Pérou et le Pakistan sont, dans l’ordre décroissant, les plus gros exportateurs de mangues (Mitra, 2016). Alors que la consommation de fruits et légumes stagne, les importations européennes de mangues augmentent année après année pour atteindre environ 300 000 tonnes (Gerbaud, 2018). Les mangues proviennent principalement du Brésil et du Pérou. Ces deux pays ont l’avantage d’avoir des périodes de récolte décalées, limitant leur concurrence et permettant d’approvisionner l’Europe sur une longue période. Le Pérou exporte principalement la variété Kent alors que le Brésil exporte les variétés Tommy Atkins (43% en 2014), Kent, Keitt et Palmer (Gerbaud, 2015). Les importations depuis l’Afrique de l’Ouest (Côte d’Ivoire, Mali, Burkina Faso) et depuis l’Espagne se sont également développées.

La botanique du manguier

Le manguier peut atteindre 45m de hauteur et vivre des centaines d’années. La première production a lieu généralement au bout de deux ans et demi ou trois ans après la greffe de l’arbre et il est considéré comme juvénile jusqu’à 7 ans (Crane, 2008; Mukherjee and Litz, 2009). Le feuillage du manguier est persistant, les feuilles peuvent vivre 3 à 4 ans sur l’arbre (Holdsworth, 1963). Le manguier suit un modèle architectural de Scarrone (Hallé et al., 1978, Figure 4). Il est défini par un tronc monopodial orthotrope. Sa croissance est rythmique et résulte de l’activité du bourgeon terminal. Il porte des étages de branches sympodiales orthotropes caractérisées par une croissance définie à court ou moyen terme s’expliquant par la sexualité terminale du manguier (cf. F-Le cycle de production du manguier p.11). Lors de la floraison, l’apex de l’axe se développe en inflorescence qui tombe après quelques semaines ou quelques mois si elle porte des fruits. Le système racinaire est caractérisé par une ou plusieurs racines pivotantes pouvant atteindre 6 mètres de profondeur et de très nombreuses racines latérales, horizontales et proches de la surface qui se ramifient (Crane, 2008; Mukherjee et Litz, 2009). Les racines pivotantes assurent un bon ancrage de l’arbre, permettant notamment de mieux résister aux vents cycloniques, et permettent de rechercher l’eau en profondeur, rendant les manguiers tolérants à la sécheresse. Les racines de surface assurent la nutrition hydrique et minérale de l’arbre (Mukherjee et Litz, 2009; Normand, 2009).

Les fleurs sont regroupées en inflorescences, qui poussent presque exclusivement à l’extrémité des branches (Normand, 2009). Ce sont des structures ramifiées, pyramidales. Selon les variétés, les inflorescences peuvent comporter plusieurs centaines à plusieurs milliers de fleurs (Photo 2). Ces dernières peuvent être hermaphrodites (ou parfaites) ou uniquement mâles. La proportion de ces deux types de fleur dépend des conditions environnementales et de la variété. En général, une minorité de fleurs sont hermaphrodites (Mukherjee and Litz, 2009), ce qui laisse penser que leur nombre peut être un facteur limitant la nouaison et le rendement. Seules les fleurs hermaphrodites peuvent produire des fruits et le taux de nouaison est très faible. La pollinisation est principalement assurée par des mouches. Les thrips et plus rarement les abeilles ou le vent peuvent également avoir ce rôle (Crane, 2008). La durée entre la floraison et la maturité des fruits et de 3 à 6 mois selon le cultivar et les conditions climatiques.

La mangue est une drupe, un fruit charnu indéhiscent à graine unique. La couleur de l’épiderme, le goût, la forme et la texture (présence de fibres) du fruit sont très variables en fonction de la variété. Le noyau est composé d’un endocarpe fibreux contenant une graine unique. Celle-ci peut avoir un ou plusieurs embryons. On parle de graine (et par extension de variété) monoembryonnée ou polyembryonnée. Les graines monoembryonnées ont un unique embryon, zygotique, c’est-à-dire issu de la fécondation. Les graines polyembryonnées possèdent un embryon zygotique et un ou plusieurs embryons nucellaires issus des tissus maternels, au génotype identique à celui de la plante mère. Ces embryons nucellaires permettent la reproduction fidèle du cultivar par semis (Mukherjee and Litz, 2009; Normand, 2009). La mangue est un fruit climactérique caractérisée par une augmentation de la production d’éthylène au début de la maturation. Ceci permet une récolte anticipée, le fruit continuant sa maturation après la récolte, ce qui est un atout pour l’export (Mukherjee et Litz, 2009; Nordey, 2014). La composition du fruit varie selon son stade de maturité. Pendant la maturation, les fruits sont riches en vitamine C. A maturité, la quantité de vitamine C est assez faible, mais la mangue est riche en provitamine A et en vitamines B1 et B2 (Mukherjee et Litz, 2009). L’acidité du fruit dépend de la variété, et est principalement due à l’acide citrique et malique (Figure 5). Les concentrations en sucres (fructose, glucose et saccharose) augmentent avec le stade de maturité du fruit. Le saccharose est le principal sucre de la mangue mure (Mukherjee et Litz, 2009, Figure 5). La mangue possède de nombreuses vertus. Elle est riche en antioxydants et phénols connus pour prévenir les cancers. Historiquement, la sève, les fleurs, les graines et les feuilles étaient utilisés pour traiter les hémorragies, la fièvre, l’hypertension ou les hémorroïdes (Crane, 2008).

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Table des matières

Introduction
Contexte de l’étude
Objectifs de la thèse
Partie I. Etude bibliographique
Le manguier
Taxonomie, origine et distribution du manguier
Le marché de la mangue dans le monde
Les conditions de culture nécessaires au manguier
La culture de la mangue à La Réunion
La botanique du manguier
Le cycle de production du manguier
Les caractéristiques principales des UCs
Interactions entre la croissance végétative et la reproduction
Les problèmes agronomiques du manguier
La taille des arbres fruitiers
Historique de la taille
Intérêts et effets de la taille
Quand et comment tailler les arbres fruitiers ?
La modélisation des plantes
Objectifs de la modélisation
Présentation du fonctionnement de quelques FSPMs intégrant la taille
Etat de l’art du modèle manguier
Problématique, hypothèses et objectifs spécifiques de la thèse
Partie II. Matériels et méthodes
Dispositif expérimental
Collecte des données
Partie III. Résultats
Effets de la taille sur la croissance végétative
Effet de la taille sur la floraison, la fructification et le rendement
Intégration de la taille dans le modèle manguier
Discussion et perspectives
Quels sont les effets de la taille sur la croissance végétative : de l’échelle de l’UC à l’échelle de l’arbre?
Les effets de la taille sur la reproduction sont-ils directs ou indirects ?
Quelles sont les limites de notre étude ?
Quelles peuvent-être les améliorations possibles du modèle ?
Quelles perspectives de recherche peuvent être envisagées ?
Conclusion
Bibliographie
Annexes