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Dernière mise à jour : Mai 2018

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UMR PIAF

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Cavicam

Méthode optique pour la détection de la cavitation :

Principe de la méthode :

La méthode optique, comme son nom l'indique, est une technique qui s'appuie fortement sur l'optique pour identifier les changements visibles qui accompagnent le stress de la sécheresse dans les plantes. Ces changements se produisent parce que la lumière interagit différemment avec le xylème qui est rempli d'eau et rempli d'air, ce qui entraîne un changement subtil de luminosité qui peut être capturé à l'aide d'un appareil photo ou d'un scanner. Cela est dû à la façon dont la lumière se réfléchit et se réfracte lorsqu'elle rencontre les interfaces air-eau. Le fait que le xylème rempli d'air apparaisse plus sombre ou plus clair dépend de l'éclairage. Si l'échantillon est éclairé du même côté que le capteur de lumière (c'est-à-dire en utilisant la lumière réfléchie), le xylème rempli d'air apparaîtra plus clair, tandis que si l'échantillon est éclairé par le bas (c'est-à-dire en utilisant la lumière transmise), il apparaîtra plus sombre.

Pour évaluer avec précision la vulnérabilité au xylème, il est très important que les principaux événements de cavitation dans l'échantillon de tissu soient clairement visibles.

La méthode a été conçue à l'origine pour évaluer la résistance à la cavitation des feuilles en utilisant la lumière transmise, mais qu'elle peut également être utilisée sur d'autres organes plus épais en utilisant la lumière réfléchie. Les organes qui peuvent être mesurer avec cette méthode sont les feuilles, les tiges et les racines.

Matériel et méthodes :

Pour la détection de la cavitation par méthode optique nous avons deux systèmes.

Le premier système est composé d’un scanner (Figure 3) relie à un ordinateur avec un logiciel qui permet de piloter le scanner pour qu’il fasse des scans sur une ou plusieurs zones définies et a des temps définis.

Le deuxième système est composé d’une mini caméra (Figure 1) relié à un nano-ordinateur (Raspberry pi) et d’un support avec des leds pour éclairer l’objet.

Ces systèmes sont couplés avec un psychromètre pour suivre le potentiel hydrique de la plante.

Le traitement des images se fait sous ImageJ, chacune d'entre elles est soustraite à l'image précédente afin de détecter à quel moment les événements de cavitation se sont produits

Avec les images (Figure 2) obtenu nous repérons les évènements de cavitation et nous calculons le pourcentage de perte de conductance. Avec ces informations et le potentiel hydrique nous fessons la courbe de vulnérabilité.

A Clermont-Ferrand, nous avons 4 scanners, 11 mini caméra avec Raspberry et 15 psychromètres (Figure 4) pour suivre la cavitation.

Fig 1
Fig 2

Figure 1 : Caméra avec support

Figure 2 : Photo d’une feuille

Fig 3

 

Fig 4

Figure 3 : Feuille d’eucalyptus sur un scanner

(Mantova M.)

Figure 4 : Psychromètre sur un tige d’Eucalyptus pour suivre le potentiel hydrique (Mantova M.)

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