Deux exemples de maladies a´eriennes des v´eg´etaux : les rouilles brune et

2.1.1 Impact ´economique des rouilles du bl´e

Le bl´e est l’une des principales c´er´eales dans l’alimentation de l’humanit´e. Avec 16% de la

production annuelle mondiale entre 1995 et 1999, l’Europe des 15 ´etait durant cette p´eriode

le premier producteur mondial de bl´e ; en 1998, la France a export´e 15 des 40 millions de

tonnes de bl´e produites (Bonjean and Angus, 2001).

L’importance de la culture du bl´e aux niveaux alimentaire et ´economique justifie la lutte

contre les maladies frappant cette culture. Parmi ces maladies, les rouilles brune et jaune

sont les plus importantes au niveau mondial. Cependant, les d´egˆats peuvent ˆetre in´egaux :

leur effet est ´evalu´e entre 5 et 15% de baisse de rendement au Canada et entre 3 et 5% en

Europe de l’Est.

Face aux rouilles, les acteurs de la fili`ere bl´e balancent entre (i) accepter des pertes de

rendement consid´erables et (ii) payer le coˆut de la tranquillit´e en traitant les champs avec

des fongicides (au prix de probl`emes environnementaux) et/ou en recherchant des vari´et´es

de bl´e r´esistantes aux rouilles.

2.1.2 Description sommaire de la biologie des rouilles

La biologie et l’´epid´emiologie des rouilles des c´er´eales en g´en´eral et du bl´e en particulier

sont l’objet d’ouvrages sp´ecifiques (Bushnell and Roelfs, 1984; Roelfs and Bushnell, 1985;

Roelfs et al., 1992). Des ouvrages de r´ef´erence r´ecents (Lucas, 1998; Lepoivre, 2003; Agrios,

2005) donnent un aper¸cu plus large sur les maladies des plantes. Il existe enfin des ouvrages

ou chapitre d’ouvrage traitant de l’´epid´emiologie de ces maladies (Campbell and Madden,

1990; Rapilly, 1991; Jones, 1998; Kranz, 2003; Sache, 2003).

Les rouilles brune (Puccina triticina ou leaf rust ou brown rust) et jaune (Puccina

striiformis ou stripe rust ou yellow rust) du bl´e sont des champignons biotrophes (qui se

d´eveloppent sur du tissu vivant) dont les symptˆomes sont des l´esions form´ees sur les feuilles

de la plante. A l’int´erieur de ces l´esions, sont produites des spores qui sont les agents de la

diss´emination de la maladie. En effet, une fois produite une spore peut ˆetre lib´er´ee par le

vent ou la pluie, transport´ee dans l’air puis d´epos´ee. Si les conditions sont favorables, une

spore d´epos´ee sur une feuille de bl´e germe et p´en`etre le tissu foliaire et donne une nouvelle

l´esion. Cet enchaˆınement constitue un cycle ´epid´emique. La succession de plusieurs de ces

cycles constitue une ´epid´emie.

La dur´ee d’un cycle ´epid´emique et l’´evolution d’une ´epid´emie d´ependent grandement de

l’´etat sanitaire du couvert v´eg´etal et des conditions m´et´eorologiques. Un couvert v´eg´etal

vi-goureux est un terrain favorable pour l’´epid´emie de rouille. La temp´erature et l’humidit´e (ou

l’eau libre) sont les facteurs m´et´eorologiques principaux modulant l’´epid´emie. Les conditions

m´et´eorologiques optimales pour le d´eveloppement de la maladie diff`erent entre rouilles jaune

et brune. Globalement, la rouille jaune est favoris´ee par les climats de types oc´eanique, doux

et humide ; la rouille brune est adapt´ee `a des environnements climatiques plus contrast´es,

elle se d´eveloppe ´egalement sous les climats de type continental et m´editerran´een qui sont

en g´en´eral moins propices au d´eveloppement de la rouille jaune.

Les l´esions de la rouille brune sont de petits disques dont le diam`etre est de l’ordre du

millim`etre ; en revanche, les l´esions de la rouille jaune croissent le long des nervures de la

feuille et peuvent s’´etendre sur une surface de quelques centim`etres carr´es (Berger et al.,

1997). Le diam`etre d’une spore de rouille brune ou jaune varie entre 16 et 30µm (Eversmeyer

and Kramer, 2000). Cependant, les spores de la rouille brune sont dispers´ees seules alors

que les spores de la rouille jaune sont dispers´ees en amas de quelques spores `a cause d’une

2.1 Rouilles brune et jaune du bl´e 17

couche mucilagineuse les entourant (Rapilly and Fournet (1968) cit´e par Schermesser (1996)

et Geagea et al. (1999)).

2.1.3 Une d´efinition de la propagation spatiale

Les rouilles peuvent se propager entre feuilles voisines, entre plantes d’un mˆeme champ,

entre champs, et mˆeme entre continents, et ce suite `a un seul ou plusieurs cycles ´epid´emiques.

La propagation au sens large est comprise comme l’avancement dans l’espace de la

mala-die durant un ensemble de cycles ´epid´emiques. Nous d´efinissons la propagation

spa-tiale comme l’avancement dans l’espace de la maladie au cours d’un seul cycle

´

epid´emique. Dans les chapitres 3, 4 et 5, nous nous int´eressons `a la propagation

unique-ment spatiale des rouilles qui est le moteur de l’´epid´emie (c’est ce qui fait qu’une maladie

se propage).

La propagation spatiale est le r´esultat (i) de la production des spores dans les l´esions

m`eres, (ii) de la dispersion des spores, et (iii) de l’infection de plantes de bl´e par les spores,

infection qui a pour cons´equence l’apparition de l´esions filles

Propagation spatiale = Production + Dispersion + Infection.

Dans cette d´ecomposition de la propagation spatiale, la dispersion est le r´esultat de la

lib´eration, du transport et du d´epˆot des spores. Les principaux facteurs de la dispersion

sont le vent et la pluie. Le vent peut lib´erer les spores produites par une l´esion grˆace `a des

rafales. Il peut transporter les spores sur de courtes distances (Aylor, 1987), principalement

grˆace aux turbulences qu’il cr´ee au niveau du couvert v´eg´etal, et sur de longues distances

(Sackett and Mundt, 2005), voire sur des distances continentales (Brown and Hovmøller,

2002; Hovmøller et al., 2002). Campbell and Madden (1990) traitent de la dispersion sur

l’ensemble de ces distances. La pluie lib`ere et transporte les spores sur de courtes distances

par impaction et/ou par splashing (Geagea et al., 1999, 2000). Elle permet ´egalement de

lessiver l’air des spores qu’il contient et de d´eposer ces spores sur le couvert v´eg´etal (Sache

et al., 2000). Aylor (1978) et McCartney and Fitt (1998) d´ecrivent plus pr´ecis´ement les

m´ecanismes biophysiques intervenant dans la dispersion des spores par le vent et par la

pluie.

2.1.4 Propagation spatiale et lutte contre les ´epid´emies

La propagation spatiale rend compte de la capacit´e de diss´emination de la maladie `a

diff´erentes distances. Mieux comprendre ce qui se passe `a chaque distance, c’est `a dire mieux

comprendre quels m´ecanismes pr´edominent aux diff´erentes ´echelles spatiales, est important

dans l’optique de la lutte contre l’´epid´emie. En effet, aujourd’hui on lutte contre les maladies

a´eriennes des v´eg´etaux principalement en utilisant des vari´et´es r´esistantes et des applications

´etendues et pr´eventives de fongicides. Parce que les r´esistances peuvent ˆetre contourn´ees et

parce que les fongicides sont polluants et peuvent voir leur efficacit´e diminu´ee suite `a la

s´election de populations pathog`enes r´esistantes, d’autres mesures de lutte sont ´etudi´ees ou

appliqu´ees : les m´elanges vari´etaux¹, la gestion multi-parcellaire des vari´et´es², les traitements

locaux3. L’efficacit´e de ces mesures de lutte d´epend de la capacit´e de diss´emination du

pathog`ene `a diff´erentes distances. L’´evaluation des effets de ces mesures n´ecessite donc une

connaissance multi-´echelle de la propagation spatiale.