F e , mol électrons.mol photons -1FP
II. 1.4.6 : Sensibilité de la méthode
Une étude de sensibilité des méthodes couplant échanges gazeux et fluorescence à une erreur sur Rd, G* et au flux d’électrons a été réalisée par Harley, et al., 1992. Ces auteurs montrent que dans tous les cas, plus la conductance interne est élevée, et plus une erreur sur les paramètres aura un effet sur l’estimation de gi
. Ainsi, en pratique, ces méthodes ne peuvent pas être utilisées de manière fiable pour estimer de forts gi
(i.e. supérieurs à 0.3 mol.m-2 .s-1
).
Influence d’une erreur sur le flux d’électrons
La méthode à J variable requiert une estimation de J par la fluorescence chlorophyllienne, et surestimera donc gi
si des voies alternatives utilisent une part importante du flux d’électrons. Harley, et al., 1992 ont estimé que pour des feuilles ayant un gi
inférieur à 0.2 mol.m-2 .s-1
, une surestimation de J de 5% induit une surestimation de gi
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de la méthode à J constant, il n’est pas nécessaire d’estimer J par la fluorescence chlorophyllienne. Le flux d'électrons estimé simultanément avec gi
par cette approche correspond au flux d'électrons utilisé pour la photosynthèse, et est donc insensible à d'éventuelles voies alternatives.
Influence d’une erreur sur la respiration à la lumière
Les simulations de Harley, et al., 1992 montrent que pour une feuille ayant un gi
de 0.2 mol.m-2.s-1, une erreur de ±10% sur Rd induira une erreur sur gi d’environ 2% pour la méthode à J constant, et d’environ 5% pour la méthode à J variable. Une erreur modérée sur Rd a donc peu d’effet sur l’estimation de gi
par les deux méthodes. Toutefois, une estimation correcte de gi
ne peut pas être obtenue en utilisant Robs à la place de Rd car Rd peut être jusqu’à 80% inférieur à la Robs (cf. chapitre I). Il est donc indispensable d’estimer la respiration à la lumière avant toute estimation de gi
, grâce à l’une des méthodes décrite dans la section II.2.
Influence d’une erreur sur G*
Les deux méthodes sont beaucoup plus sensibles à une erreur sur G* qu’à une erreur sur Rd. En effet, Harley, et al., 1992 montrent que pour une feuille ayant un gi
de 0.2 mol.m-2 .s-1
, une erreur de ±5% sur G* induit une erreur de l’ordre de 15 à 25% sur gi
, quelque soit la méthode utilisée. Harley, et al., 1992 considèrent que G* est très peu variable, quelque soit l’espèce. Toutefois, une revue récente d’Evans et Loreto, 2000 suggère que G* peut varier entre les espèces et les techniques utilisées (environ 30% d’écart entre les valeurs extrêmes). Par conséquent, il parait nécessaire d’estimer G* pour chaque espèce préalablement à toute estimation de gi
.
En conclusion, la méthode à J constant est légèrement moins sensible à une erreur sur Rd et G* que la méthode à J variable, et présente l’avantage par rapport à cette dernière de ne pas être affectée par l’existence de voies alternatives d’utilisation du flux d’électrons. D’autre part, pour estimer gi
par la méthode à J variable, il est préférable de réaliser le calcul non pas sur un seul point (An, Ces, J), mais sur plusieurs points en ajustant des courbes de réponse An
vs Ces et J v s Ces. Enfin, quelque soit l’approche choisie, il s’avère nécessaire d’estimer préalablement la respiration à la lumière et G* avant toute estimation de gi
.
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Cette méthode développée par Renou et al. (Renou, et al., 1990), repose sur un couplage entre échanges gazeux foliaires, et spectrométrie de masse de l'18
O. Elle permet d'estimer Cc, et donc potentiellement d'estimer gi
. Toutefois, le dispositif expérimental utilisé par Renou, et
al., 1990 (système d'échanges gazeux en circuit fermé couplé à un spectromètre de masse) ne
permet pas d'estimer Ces simultanément à Cc, et cette méthode n'a par conséquent jamais été utilisée pour estimer gi
. Les bases théoriques de cette méthode, qui ne seront pas développées ici, sont les mêmes que pour la méthode de Harley et al.. Cette méthode par marquage à l’18O n'est que très rarement utilisée, car très peu de laboratoires maîtrisent ces techniques de marquages particulièrement lourdes et complexes.
II.1.6!: Conclusion
Toutes les techniques permettant d'estimer gi
sont d'une utilisation complexe. En pratique, seule la technique reposant sur la discrimination du 13
CO2 et celle utilisant un couplage échange gazeux / fluorescence sont utilisées. La technique reposant sur la discrimination du 13
CO2 a comme principal inconvénient de nécessiter un accès à un spectromètre de masse isotopique (IRMS), qui est un appareil coûteux et relativement peu répandu. D’autre part, la collecte des échantillons gazeux et leur éventuel conditionnement sont des opérations délicates à réaliser et doivent être menées à bien avec beaucoup de soin. Ces contraintes font qu’en pratique, l’utilisation de cette technique est restreinte à un travail de laboratoire. En outre, il n’est pas envisageable d’estimer gi
à partir de teneurs isotopiques en 13
C estimées sur des extraits de glucides solubles foliaires car l’estimation serait réalisée sur un seul point D vs. Pes/pa (il n’est pas possible de pooler plusieurs expérimentations étant donnée la variabilité entre feuilles de gi).
La technique utilisant la discrimination du 13
CO2 a été comparée aux techniques couplant échanges gazeux et fluorescence par Loreto, et al., 1992. Ces auteurs ont ainsi montré que ces méthodes fournissent des estimations de gi
très similaires. Au cours de cette thèse, nous avons choisi d’utiliser les méthodes couplant échanges gazeux et fluorescence, qui sont plus simples et rapides à mettre en œuvre que les techniques isotopiques, et dont l’utilisation sur le terrain est envisageable. Leurs principaux inconvénients sont d’une part de ne pouvoir estimer gi
de manière fiable que si ce dernier est faible (i.e. inférieur à 0.3 mol.m-2
.s-1
), et d’autre part de requérir une estimation fiable de Rd, G* et J.
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Toutes ces méthodes sont sensibles à une hétérogénéité de la photosynthèse (cf. II.1.2.4), étant donné qu’elle requièrent toutes une estimation de Ces par les échanges gazeux. Afin d’éviter toute situation hétérogène, une technique d’imagerie de la fluorescence chlorophyllienne sera utilisée (cf. annexe I).