Percolation pour prédire le risque d'invasion

La théorie de la percolation au service de la prédiction du risque d’invasion dans les systèmes de production de plants maraichers

La qualité sanitaire des jeunes plants destinés à l’agriculture maraichère est primordiale, en particulier pour les systèmes d’agriculture biologique. Les plants, produits en plaques mini motte, restent exposés à la menace de pathogènes telluriques tels que Rhizoctonia solani ou Pythium spp. Cependant, la relation entre la densité de semis dans ces plateaux et le risque épidémique reste peu étudiée, alors qu’elle constitue un levier d’action agronomique. Pour explorer ce lien, une équipe de chercheurs de l’IGEPP a mené une étude qui combine étroitement expérimentation et modélisation, et qui s’appuie sur la théorie de la percolation, issue du champ disciplinaire de la physique.

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Des expériences menées en conditions contrôlées (chambres climatiques) et proches des conditions de production (plaques mini-motte), ont permis de suivre la propagation d’épidémies de rhizoctone dans des plateaux de plants de chou-fleur, pour différentes densités de semis. Un modèle épidémiologique basé sur la théorie de la percolation a été développé, puis ajusté aux données expérimentales à l’aide de méthodes d’inférence bayésienne. Un nouvel indice de risque épidémique est proposé, qui s’exprime et peut être calculé à partir de la probabilité de transmission du pathogène de plant infecté à plant sain.

En confrontant les valeurs de risque d’invasion du pathogène pour différentes densités de semis, les chercheurs ont ainsi établi que le processus épidémique en action dans le pathosystème étudié présente une similitude remarquable avec les prédictions de la théorie de la percolation. En particulier, un effet seuil a été démontré en réponse aux changements de densité de semis. Combinée à des critères économiques, cette méthode originale de caractérisation du risque épidémique devrait s’avérer utile pour l’évaluation et l’adoption de stratégies de contrôle des maladies.

Cette étude, réalisée en collaboration avec des chercheurs britanniques du Dpt. Of Plant Sciences de l’université de Cambridge, a été financée par l’Agence Nationale de la Recherche dans le cadre du projet SYSBIOTEL.

Poggi S., Neri F.M., Deytieux V., Bates A., Otten W., Gilligan C.A. & Bailey D.J. (2013). Percolation-Based Risk Index for Pathogen Invasion: Application to Soilborne Disease in Propagation Systems. Phytopathology, 103(10): 1012-1019. http://dx.doi.org/10.1094/phyto-02-13-0033-r