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/ou 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 est réfléchie et est réfractée lorsqu'elle rencontre des 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 elle peut également être utilisée sur d'autres organes plus épais en utilisant la lumière réfléchie. Les organes qui peuvent être mesurés 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) relié à un ordinateur. Un logiciel permet de piloter le scanner pour qu’il effectue des scans sur une ou plusieurs zones définies et à des pas de temps définis.

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

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

Le traitement des images se fait avec le logiciel ImageJ, chaque image est soustraite de la précédente afin de détecter à quel moment les événements de cavitation se sont produits.

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

A Clermont-Ferrand, nous disposons de 4 scanners, 11 mini caméras avec Raspberry et de 15 psychromètres (Figure 4) pour suivre la dynamique de cavitation.

Figure 1 : Ensemble caméra et son support	Figure 2 : Photo d’une feuille

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.)