La vie quotidienne d'un pied de vigne

Par une belle journée, quelque part entre mai et septembre, un cep nous raconte son quotidien. Et le vigneron écoute, attentif, car il sait bien que la qualité de son vin dépend en grande partie de la qualité du raisin que lui fournira sa vigne. 

Au lever du jour, la vigne s'éveille progressivement. Avec l'augmentation de la luminosité, les feuilles reprennent leur activité de jour. Les échanges avec l'atmosphère reprennent, l'eau absorbée par les racines commence à circuler dans toute la plante et les premières réactions de la photosynthèse démarrent.

Lorsque l'éclairement devient suffisant, les feuilles fonctionnent comme de véritables ateliers de production. Elles interceptent l'énergie lumineuse du Soleil, prélèvent le dioxyde de carbone (CO₂) présent dans l'air et utilisent l'eau ainsi que les sels minéraux apportés par les racines. La combinaison de ces trois éléments permet la fabrication de nouveaux sucres, qui fourniront l'énergie et les matériaux nécessaires au développement de la vigne.

La chimie est complexe, mais le résultat peut se résumer à une formule du genre :

"dioxyde de carbone + eau" donne des sucres et libère de l'oxygène.

"CO₂ + H₂O + lumière → sucres + O₂"

Seulement cette réaction ne peut pas se produire sans une source d'énergie extérieure : le rayonnement solaire.

Pendant ce temps, les racines puisent dans le sol l'eau et les éléments minéraux indispensables au fonctionnement de la plante. Cette sève brute monte jusqu'aux feuilles, où elle servira pour la photosynthèse tout en compensant les pertes d'eau liées à la transpiration.

Assez vite, les sucres nouvellement fabriqués sont exportés, principalement sous forme de saccharose, vers les organes qui en ont besoin : Les jeunes rameaux en ont besoin pour leur croissance, les grappes pour leur développement, les bourgeons pour constituer leurs réserves pour la saison suivante et également les racines qui vont reconstituer progressivement leurs propres stocks énergétiques.

Au fil de la matinée, l'ensoleillement devient plus important et la photosynthèse s'intensifie : la vigne dispose désormais des conditions nécessaires pour fabriquer plus de sucres. Parallèlement, se met en place tout un réseau de distribution de ces sucres.

Cette production repose sur trois ressources essentielles :

•  l'énergie lumineuse fournie par le Soleil ;
•  le dioxyde de carbone (CO₂) prélevé dans l'atmosphère ;
•  l'eau et les sels minéraux absorbés par les racines puis acheminés jusqu'aux feuilles.

A l'intérieur de la feuille, ces éléments se combinent pour synthétiser des sucres, du saccharose pour l'essentiel. Les feuilles en consomment immédiatement une partie pour couvrir leurs propres besoins, et le reste est exporté vers les autres organes de la plante.

Dès le début de la journée, cette circulation s'organise à travers tout le cep pour alimenter les besoins des jeunes rameaux, des nouvelles feuilles, des grappes, des bourgeons et jusqu'aux racines qui renouvellent leur stock.

Sous terre, les racines continuent inlassablement d'explorer le sol et d'y prélever l'eau ainsi que les éléments minéraux indispensables. 

Plus les feuilles deviennent actives, plus leurs besoins en eau augmentent, notamment pour alimenter la photosynthèse et compenser les pertes provoquées par la transpiration. Lors d'une chaude journée d'été, un pied de vigne adulte peut ainsi absorber une dizaine de litres d'eau, voire davantage. Cette quantité varie selon la taille de la vigne, son état de développement, la disponibilité en eau du sol et les conditions météorologiques.

Chaque feuille est à la fois une petite usine, un atelier d'entretien et un centre de distribution. Elle fabrique des sucres, en utilise une partie pour son propre fonctionnement et expédie le surplus vers les autres organes de la vigne. L'ensemble du cep fonctionne comme une petite ville avec des voies de communication, des fournisseurs, des fabricants, des consommateurs...

Pour fabriquer des sucres, les feuilles doivent laisser entrer le dioxyde de carbone.

Problème : cette ouverture entraîne aussi des pertes d'eau. Les échanges se font en effet par des petits pores appelés stomates. Le CO2 va pouvoir entrer dans la feuille par ces pores, mais l'eau va pouvoir en sortir par transpiration de la plante.

Lorsque la chaleur ou la sécheresse deviennent importantes, la vigne réduit progressivement ces pertes et limite les échanges avec l'air en refermant ses stomates plus ou moins . Et donc laisse rentrer moins de C0₂.

Conséquence : l'économie d'eau s'améliore, mais la fabrication des sucres peut diminuer.

Le fonctionnement de la plante résulte donc d'un équilibre entre production de sucres et préservation des réserves d'eau.

Le maximum d'ensoleillement ne correspond de ce fait pas toujours au maximum de photosynthèse. Lors des journées très chaudes ou sèches, de nombreuses vignes présentent même ce qu'on appelle une dépression photosynthétique de midi : malgré une lumière abondante, la fixation du carbone diminue parce que les feuilles limitent leurs échanges avec l'air afin de réduire les pertes d'eau.

Au fil de l'après-midi, la vigne s'adapte à l'évolution des conditions extérieures. Lorsque la chaleur devient moins forte, les échanges avec l'air peuvent reprendre plus facilement et la production de sucres se poursuit. (Lors des journées très chaudes ou très sèches, cette reprise peut être retardée jusqu'en fin de journée)

Au cours de l'après-midi, les feuilles poursuivent la production de sucres grâce à la photosynthèse. À partir de la véraison, les baies deviennent les principaux organes consommateurs de sucres et accumulent progressivement le glucose et le fructose. Ce sont ces sucres qu'on mesure au réfractomètre pour décider de la maturité du raisin et de la date des vendanges. Dans le même temps, les bourgeons, les rameaux et les racines continuent eux aussi à recevoir une partie des ressources produites par les feuilles.

Voici venir le soir, et la lumière diminue progressivement. Les feuilles disposent de moins en moins d'énergie pour fabriquer de nouveaux sucres. La photosynthèse ralentit, puis cesse lorsque l'obscurité s'installe tout à fait.

Pour autant, le fonctionnement de la vigne ne s'interrompt pas.

L'eau continue de circuler dans la plante, même si les besoins ont diminué. Les sucres fabriqués pendant la journée poursuivent leur trajet vers les grappes, les rameaux, les bourgeons et les racines. Certaines cellules achèvent encore leur croissance, tandis que d'autres commencent à constituer des réserves.

À mesure que la température baisse, les contraintes liées à la chaleur s'atténuent. Les pertes d'eau deviennent moins importantes et la plante prépare progressivement son fonctionnement nocturne.

Le coucher du soleil ne marque donc pas la fin de l'activité de la vigne, mais le passage d'un mode de fonctionnement orienté à la production à un mode où les ressources accumulées pendant la journée vont être utilisées.

Elle passe progressivement d'un organisme qui produit de l'énergie chimique à partir de la lumière à un organisme qui vit grâce aux réserves qu'il a constituées pendant la journée.

Lorsque l'obscurité s'installe, les feuilles ne peuvent plus utiliser l'énergie du soleil et la fabrication de nouveaux sucres s'arrête. On pourrait croire que la vigne entre alors au repos.

Il n'en est évidemment rien.

Toutes les cellules continuent à vivre. Elles utilisent une partie des sucres produits pendant la journée pour fournir l'énergie nécessaire à leur fonctionnement.

Les racines poursuivent leur exploration du sol et continuent à absorber de l'eau et des minéraux. Les cellules entretiennent leurs membranes, peuvent réparer certaines molécules endommagées et poursuivent la fabrication de nombreux constituants indispensables à la plante.

Les sucres fabriqués pendant la journée continuent également d'être redistribués aux différents organes. Une partie est utilisée immédiatement ; une autre est stockée en prévision des jours suivants.

Lorsque le Soleil se lèvera à nouveau, la plante sera prête à recommencer un nouveau cycle.

En promenade au milieu d'une vigne, on peut souvent éprouver un sentiment de sérénité, de tranquilité, la vigne paraît immobile sous le soleil. Pourtant, du lever au coucher du Soleil, puis pendant toute la nuit, elle ne cesse jamais de fonctionner. L'eau circule, les sucres sont fabriqués puis redistribués, les cellules respirent, les tissus se renouvellent, les réserves se constituent et les bourgeons préparent déjà le printemps suivant. Derrière l'apparente tranquillité d'un cep se cache une activité intense, où chaque organe participe à faire vivre la plante aujourd'hui et préparer les récoltes de demain.

La construction de cet article et en particulier des figures qui l'illustrent a été faite avec l'aide de ChatGPT+.

Néanmoins, de nombreuses lectures parfois très érudites ont été consultées, en particulier :

- Plant Physiology and Development (sixth edition, 2015), de Lincoln Taiz et quelques autres : une somme de quelque 760 pages que je n'ai fait que survoler, je l'avoue.

- R. P. Walker et al,  Sucrose Metabolism and Transport in Grapevines, with Emphasis on Berries and Leaves, un article spécialement sur la vigne paru dans la revue International Journal of Molecular Sciences en 2021.

- Ruan et al. (2010) — Sugar Input, Metabolism, and Signaling Mediated by Invertase (sur le fonctionnement des organes "puits" - ceux qui consomment -  et des enzymes invertases qui découpent le saccharose en glucose et fructose )