Temps thermique : l’indicateur clé de prévision des stades de culture

Paramètre clé en agriculture, la somme des températures, ou temps thermique, est un indicateur de prévision particulièrement fiable pour les agriculteurs. Alors que le changement climatique et ses incertitudes ont rendu obsolètes les repères calendaires classiques, l’observation du cumul des degrés-jours tient davantage compte des besoins réels de la culture en matière de chaleur pour sa croissance. Ce guide vous explique comment utiliser la somme des températures à votre profit.

Pourquoi observer la somme de température plutôt que le calendrier ?

Le temps calendaire, qui fait référence à la mesure du temps selon les unités standard (jours, mois, saisons), a longtemps été l’outil principal à disposition des agriculteurs pour planifier les activités agricoles en fonction des périodes de l’année.

Or, avec l’augmentation des anomalies climatiques (saisons décalées, sécheresses ou vagues de chaleur imprévues), le temps calendaire est devenu de moins en moins pertinent. Celui-ci ne tient pas non plus compte des stades de développement de la plante, eux-mêmes variables d’une année à l’autre selon les lieux et les conditions climatiques, notamment les températures.

Une autre approche, plus fiable et mieux adaptée, est l’observation de la somme de températures, ou temps thermique. Ce temps, exprimé en degrés-jour, correspond à l’accumulation de chaleur nécessaire à une plante pour atteindre un stade de développement précis sur une période donnée.

Il constitue un indicateur précieux pour prévoir les stades phénologiques des plantes (floraison, récolte…), indépendamment des variations saisonnières traditionnelles. Voici quelques exemples de l’intérêt d’observer ce paramètre :

S’il fallait résumer, l’observation de la somme de températures aide les agriculteurs à prendre de meilleures décisions pour la conduite de leur exploitation.

Définitions et concepts autour de la somme de températures

Les bases de la thermopériode en agriculture 

La thermopériode fait référence à l’alternance entre une période de température diurne élevée (thermophase) et une période de température nocturne plus basse (cryophase) sur une durée déterminée (généralement 24 heures). Il s’agit d’un phénomène physique ou climatique observé dans un environnement donné, sans référence à une réponse biologique particulière.

Le thermopériodisme désigne la réponse biologique des plantes aux variations cycliques de température, tant journalières que saisonnières, de leur environnement. Ces variations influencent divers processus physiologiques, notamment la germination des graines, la croissance, la floraison, la fructification et la dormance hivernale.

Le zéro de végétation ou température de base

Le zéro de végétation, désormais appelé température de base, est la température minimale en dessous de laquelle le développement biologique d’une plante s’arrête. Au-dessus du zéro de végétation, les processus biologiques de la plante, comme la photosynthèse, la croissance des tissus ou la floraison, se déroulent normalement, et ce, généralement jusqu’à un seuil maximal de 30°C sous nos latitudes.

En dessous de la température de base, ces processus ralentissent ou cessent complètement, même si la plante reste vivante.

Chaque espèce végétale possède un zéro de végétation spécifique, variable selon l’origine géographique et les cultivars :

Le degré-jour

Le degré-jour (DJ) est une mesure de l'accumulation de chaleur utile pour une plante au cours d’une seule journée. Chaque phase phénologique de la plante requiert un certain nombre de degrés-jour. Prenons l’exemple des besoins en DJ du blé tendre par phase depuis le semis pour illustrer :

• germination : 30 DJ (3 jours à 10°C ou 10 jours à 3°C)
• levée : besoin entre 180 et 200 DJ
• 1e feuille : besoin autour de 75 DJ
• 2e feuille : besoin autour de 145 DJ
• début tallage : besoin autour de 150 DJ
• …

Le calcul des degrés-jour est réalisé en prenant la moyenne des températures journalières (température minimale et maximale) et en soustrayant la température de base spécifique. La formule générale est la suivante :

💡Tmax : Température maximale quotidienne     Tmin : Température minimale quotidienne     Tbase : Température de base

Différence entre degré-jour et somme de température 

La somme de température est l’addition cumulée des degrés-jour de croissance sur une période donnée. Elle représente la quantité totale de chaleur reçue par une plante depuis le début de son cycle de croissance, et permet d’estimer si une étape phénologique a été atteinte.

Prenons l’exemple des besoins cumulés en DJ du blé tendre depuis le semis pour illustrer, à partir de notre exemple précédent :

• levée : ≈ 180 DJ
• 1e feuille : 180 DJ + 75 DJ = 255 DJ
• 2e feuille : 255 DJ + 145 DJ = 400 DJ
• début tallage : 400 DJ + 150 DJ = 550 DJ

Notez que la somme de température n’est pas une caractéristique d’espèce, mais de variété (cultivar). Elle peut donc être différente au sein d’une même espèce végétale, selon divers critères :

• précocité ou tardivité du cultivar
• type de sol
• ensoleillement
• besoin en eau
• conditions d’irrigation

La notion de vernalisation

Enfin, corrélé au temps thermique des cultures, il faut aussi parler de la vernalisation. Il s’agit du processus physiologique par lequel certaines plantes nécessitent une certaine période de froid durant leur phase juvénile pour initier ou accélérer leur floraison et leur reproduction.

Ce besoin est spécifique à certaines cultures, notamment les céréales d'hiver dont le semis est réalisé à l’automne, les fruitiers et certaines plantes pérennes ou bisannuelles. Sous nos latitudes, la fourchette pour les céréales à paille se situe généralement entre 3 et 10°C. En dessous et au-dessus, la vernalisation est ralentie ou stoppée.

Pour simplifier concernant le mécanisme de la vernalisation, le froid agit au niveau des cellules du bourgeon responsable de la floraison. Les températures basses stoppent l’expression de gènes répresseurs de floraison, laissant la place à l’expression des gènes de floraison.

Le besoin en vernalisation est variable d’une culture à l’autre, et même d’un cultivar à l’autre. Il influence grandement le choix de la date du semis, puisqu’un certain nombre de jours vernalisants est nécessaire par cultivar. Par exemple, pour les céréales à paille :

• variétés très hiver : 60 jours
• variétés hiver : 40 à 50 jours
• variétés intermédiaires : 30 jours
• variétés précoces : 20 jours
• variétés de printemps : 5 jours

Notez que le climat de votre région aura une grande incidence dans votre choix de cultivar. Dans les régions ouest de la France, caractérisées par des hivers doux, il est assez simple de remplir le besoin en vernalisation, puisque la fourchette de températures est souvent située entre 3 et 10°C.

Dans le nord-est et dans le bassin parisien en revanche, si vous souhaitez semer des variétés très hiver, il faudra prévoir le semis très tôt pour accumuler suffisamment de jours vernalisants, tout en évitant les trop basses températures qui ralentissent la vernalisation.

Comment calculer la somme de températures de vos cultures ?

La première étape est la mesure des degrés-jour. Celle-ci peut commencer à la date du semis, dès que la température moyenne quotidienne dépasse la température de base spécifique à la culture. Les degrés-jour ne sont comptabilisés que si la température moyenne quotidienne dépasse le zéro de végétation de la plante.

Le calcul est réalisé quotidiennement avec la formule évoquée plus haut :

Si l’on prend l’exemple d’une plante avec un zéro de végétation de 5°C :

Jour 1 : Tmax = 20 °C, Tmin = 15 °C

Jour 2 : Tmax = 8 °C, Tmin = 5 °C

À partir du deuxième jour, on peut commencer à calculer la somme de températures (ST) :

Applications pratiques de la somme de température à chaque culture

Nous l’avons vu plus haut, tout l’intérêt de connaître les besoins en degrés-jour des plantes est de pouvoir anticiper la réalisation des chantiers et prendre les meilleures décisions au champ, depuis la date de semis jusqu’à la récolte. Voyons maintenant quelques cas pratiques.

Temps thermique du blé tendre 

Dans le cas du blé, la première étape est d’adapter les dates de semis en fonction des besoins en jours vernalisants du cultivar. Chaque variété, lignée ou hybride, a sa propre sensibilité à la vernalisation et à la photopériode. Notez toutefois qu’à partir de la montaison, le temps thermique reste stable entre deux stades phénologiques, quel que soit le cultivar.

Tableau : Degrés-jour requis par phase phénologique en blé tendre (DJ base 0)

Temps thermique du maïs 

Pour le maïs, le suivi de la somme des températures permet aux agriculteurs de mieux prévoir la période optimale de récolte selon la stratégie suivie (ensilage, grain). Bien entendu, le choix de la variété et sa précocité, l’ensoleillement de la parcelle ainsi que de nombreuses autres données climatiques vont entrer en jeu.

Ce premier tableau donne quelques exemples de stades phénologiques du maïs avec une estimation des degrés-jour nécessaires par phase :

Tableau : Degrés-jour requis par stade phénologique en maïs (DJ base 6)

Le second tableau présente plus spécifiquement les besoins en somme de températures en fonction de la précocité des variétés de maïs et des objectifs de culture.

Tableau : Somme des températures requise par phase en maïs (DJ base 6)

Temps thermique de la vigne

Concernant la culture pérenne qu’est la vigne, il est tout à fait possible d’observer la somme de températures pour prévoir les différents travaux. Voici quelques exemples de temps thermiques par stades phénologiques chez quelques cépages.

Tableau : Somme des températures requise par stade en vigne (DJ base 10)

Temps thermique des prairies et pâturages 

L’observation de la somme des températures est également intéressante pour les éleveurs qui cherchent à mieux maîtriser la qualité de leurs fourrages et l’efficacité de la ration. Bien entendu, les conditions météorologiques et les risques des précipitations vont jouer sur le déclenchement des fauches.

Tableau : Somme des températures requise pour le fourrage

Sources fiables pour les données de température

En France, il existe plusieurs sources publiques et gratuites à disposition des agriculteurs pour obtenir des informations précises et fiables sur la température. Parmi les plus connues, on trouve :

• Météo-France: les données publiques fournies via son portail donneespubliques.meteofrance.fr incluent de nombreux paramètres agrométéorologiques et des observations enrichies grâce à la fusion de données provenant de stations au sol, de radars et de satellites, via des modèles de prévisions comme ARPEGE et AROME.
• AgroMetInfo 2.0 : développée par l'INRAE, cette application offre des indicateurs agroclimatiques basés sur des données spatialisées, permettant aux agriculteurs de comparer en temps réel les conditions météorologiques observées avec les normales climatiques de la période 1991-2020. Cet outil aide à situer l'année agroclimatique en cours par rapport au passé récent et à mieux visualiser les effets du changement climatique.
• Infoclimat : cette association propose une plateforme open data regroupant des informations météorologiques provenant de stations officielles et de son propre réseau. Les agriculteurs peuvent y accéder pour obtenir des informations locales précises pour la gestion de leur exploitation.

Bien entendu, vous pouvez aussi opter pour l’abonnement à une station météo virtuelle, ne nécessitant pas l’achat de matériel, ou bien pour l’acquisition d’une station météorologique connectée ultra précise.

Station météo : 5 critères pour faire le bon choix 

Découvrez notre guide pour vous aider à faire le bon choix ! 

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Outils pour suivre les variations météorologiques 

Pour suivre les degrés-jour accumulés, vous trouverez plusieurs outils où il suffit de rentrer votre code postal pour obtenir les informations souhaitées. Parmi les bases de données proposant un accès partiel gratuit, on trouve :

• la base de données de Syngenta
• l’outil de calcul d’Arvalis
• l’outil de somme de température de Terre-Net
• des plateformes régionales comme celle de Paysan Breton

Combiner température, imagerie satellite et drones pour vos cultures 

Grâce à l'imagerie satellite, ou encore à l’utilisation de drones multispectraux, les agriculteurs bénéficient d’informations enrichies pour obtenir une vision complète des conditions de culture et optimiser la gestion de leurs parcelles.

Parmi les informations qui peuvent véritablement vous être utiles, et qui forment aujourd’hui l’agriculture numérique, ou agriculture de précision, on trouve :

• le suivi de la température des sols
• les différents indices de végétation :

• NDVI (Indice de Végétation par Différence Normalisée)
• ReCI (Indice de Végétation Chlorophylle Red-Edge)
• GCI (Indice de Chlorophylle Verte)

• la cartographie des variations du relief pour analyser les flux d’eau, détecter les zones à risque d’érosion ou adapter les interventions en fonction de la topographie.

L'application Météus, l'outil "suivi végétatif" clé en main 

Développé par ISAGRI, Météus est une solution de station météo connectée conçue pour fournir aux agriculteurs et aux éleveurs des informations météorologiques précises et en temps réel directement depuis leurs parcelles. Cette technologie permet de suivre des paramètres essentiels tels que la pluviométrie, la température, l'humidité et la vitesse du vent, avec des mises à jour toutes les 15 minutes accessibles via une application mobile.

Pour l'agriculteur, Météus facilite notamment le suivi de la somme des températures. En enregistrant les températures cumulées depuis la date de semis, l'application aide à prévoir les phases de développement des plantes, les travaux de fertilisation et de phytoprotection ou encore les récoltes.

Pour l'éleveur, Météus permet de surveiller l'évolution des températures et le temps thermique pour anticiper la croissance de l'herbe et planifier la mise à l'herbe ou la récolte des fourrages. Cette anticipation permet une gestion plus efficace des ressources fourragères et une meilleure alimentation du bétail. 

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