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- Séminaire « quels créneaux pour l’utilisation des modèles architecturés des plantes ? ». 30 juin et 1er juillet 2008.
Séminaire « quels créneaux pour l’utilisation des modèles architecturés des plantes ? ». 30 juin et 1er juillet 2008.
Différents projets de modélisation avec une représentation architecturée de la plante (3D, « plante virtuelle ») ont été lancés par les ITA du végétal en collaboration avec l’INRA, le CIRAD ou l’INRIA. Ce séminaire a eu lieu les 30 juin et 1er juillet 2008 à l'ACTA et avait pour objectifs de :
- Présenter de manière synthétique, pour les professionnels des ITA,l’état de l’art dans le domaine de la modélisation de l’architecture des plantes.
- Mener une réflexion autour des applications actuelles ou potentielles de ce type de modélisation pour la recherche appliquée au sein des ITA, pour la création d’outils d’aide à la décision ou pour la formation.
- Mieux connaître les besoins des instituts techniques pour lesquels ce type de modélisation pourrait être adapté.
Le programme et les présentations
Partie 1 : Etat de l’art de la modélisation 3D « plantes virtuelles ». Incluant un panorama des équipes de recherche qui comptent dans ce domaine, avec leurs activités et leurs motivations.
François Brun (ACTA) & Bruno Andrieu (INRA). Introduction du séminaire. pdf
François Brun (ACTA). Compte rendu des journées INRA « plantes et peuplements virtuels » qui ont lieu le 27-28 mars. pdf Bruno Andrieu (INRA). Motivations et état de l’art de l’approche plante virtuelle pour la modélisation des cultures. pdf
Evelyne Costes (INRA). Etat de l’art de la modélisation 3D des plantes : Applications aux espèces fruitières et à la vigne. pdf
Christian Fournier (INRA) Méthodes et outils pour la modélisation 3D des plantes. pdf
Tino Dornbush (INRA) & Andrieu Bruno (INRA). Digitization techniques to measure the architecture of crop plants pdf
Discussion.
Partie 2 : Travaux sur les grandes cultures - Blé
Philippe Gates (Arvalis). Atouts et contraintes des modèles architecturés pour Arvalis: domaines thématiques d’intérêt, projets en cours et réflexions dans le cadre d’une application au blé. pdf
Christian Fournier (INRA) &. Bruno Andrieu (INRA). Le modèle Adel-blé. Etat actuel et travaux en cours. pdf
Corinne Robert (INRA). Couplage d’un modèle 3D de blé à un modèle de développement épidémique pour mieux comprendre les effets du couvert sur les épidémies. pdf
Frédéric Baret (INRA). Modèles de structure de couvert et caractérisation du couvert par télédétection. pdf Questions et discussion relatives (i) aux travaux et projets présentés et (ii) au potentiel des modèles architecturées pour le phénotypage et l’optimisation des protocoles expérimentaux.
Partie 3 : Travaux sur les grandes cultures – autres cultures
Fabienne Maupas (ITB). Le modèle Greenlab : présentation des résultats et des attentes pour l’ITB. pdf
Francis Flénet (CETIOM). Le programme colza et architecture. pdf
Nicolas Munier-Jolain (INRA) & Nicolas Lapulu (INRA). FlorSys-compétition - Modélisation individu-centrée de la compétition pour la lumière dans un couvert hétérogène plurispécifique culture-adventices. pdf Discussion relatives aux travaux présentés et abordant en particulier l’intérêt potentiel de l’aspect « individu centré » des modèles architecturaux : Est ce que la description du peuplement comme un ensemble d’individus plutôt que comme une plante moyenne apporte un « plus » dans le cas des cultures annuelles : Hétérogénéité entre plantes cultivées/ Compétition plante –adventices.
Partie 4 : Arboriculture / cultures légumières
Marc Saudreau (INRA). Exemples de recherches au sein de l’UMR PIAF sur l’utilisation des plantes architecturées en arboriculture fruitière. pdf
Thierry Fourcaud (CIRAD-INRA). Vingt ans d’expérience en modélisation de la croissance et de l’architecture des plantes : synthèse des recherches et développements menés à l’UMR AMAP. pdf
Loïc Pages (INRA). MiniRoot: un modèle simple de l’architecture racinaire en lien avec le système aérien. pdf
Evelyne Costes (INRA). Activités de recherche de l’équipe Architecture et Fonctionnement des Espèces Fruitières. pdf
Discussion orientée arboriculture
Discussion générale / conclusions des journées
A la suite de ce séminaire, un article a été publié dans le journal "Perspectives agricoles".
Bruno Andrieu (INRA), David Gouache (ARVALIS) et Fabienne Maupas (ITB) (2009), Modélisation : les modèles « plante virtuelle », Perspectives agricoles, n°353, Février 2009
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Références bibliographiques
(fournies par les participants)
- Références générales
- Godin, C., Sinoquet, H., Costes, E., Traas, J., 2006. Des plantes virtuelles pour comprendre les plantes réelles. Dossier Pour la Science, 52 : 76-81.
- Fabre JH, 1876. La plante. Leçons à mon fils sur la botanique. Toulouse: Privat (reedité en 2000). 321 pp.
- Hallé F (Editor) 1999. Eloge de la plante. Pour une nouvelle biologie. Editions du Seuil, Paris (FRA), Paris.
- de Reffye P., Houllier F.1997 Modelling plant growth and architecture: some recent advances and applications to agronomy and forestry Current Science 73: 984-992.
- Prusinkiewicz P. 2004. Art and science for life: designing and growing virtual plants with L-systems. Acta Horticulturae: 15-28
- http://www-sop.inria.fr/virtualplants/wiki/doku.php
- http://algorithmicbotany.org/
- http://amap.cirad.fr/workshop/FSPM04/
- http://algorithmicbotany.org/FSPM07/
- http://library.wur.nl/frontis/functional_structural_modelling/ (ouvrage accessible gratuitement)
- Numéros spéciaux de revues, réalisées suite à des colloques et qui permettent de suivre l'évolution de la modélisation Structure-Fonction
- Agronomie, vol. 19, no. 3-4, 1999
- New Phytologist, vol. 166, issue 3, 2005
- Annals of Botany, vol. 101, no. 8, 2008
- Functional Plant Biology. Volume 35 Number 9 & 10 2008
- Publications récentes de l'UMR AMAP (http://amap.cirad.fr/) sur les approches architecturales, les outils et modèles dynamiques de croissance de plantes et leur utilisation en agronomie.
- Barthélémy, D., Caraglio, Y., 2007. Plant Architecture: A Dynamic, Multilevel and Comprehensive Approach to Plant Form, Structure and Ontogeny. Annals of Botany, 99 (3) : 375-407.
- Barczi, J.-F., Rey, H., Caraglio, Y., de Reffye, P., Barthélémy, D., Dong, Q., Fourcaud, T., 2008. AMAPsim: an integrative whole-plant architecture simulator based on botanical knowledge. Annals of Botany, 101 (8) : 1125-1138.
- Ma, Y. T., Wen, M. P., Guo, Y., Li, B. G., Cournède, P. H., de Reffye, P., 2008. Parameter optimization and field validation of the functional-structural model GREENLAB for Maize at different population densities. Annals of Botany, 101 (8) : 1185-1194.
- Rey, H., Dauzat, J., Barczi, J.-F., Dosio, G., Chenu, K., Lecoeur, J., 2008. Using a 3-D virtual Sunflower to simulate light capture at organ, plant and plot levels: contribution of organ interception, impact of heliotropism and analysis of genotypic differences. Annals of Botany, 101 (8) : 1139-1151.
- Fourcaud, T., Zhang, X. P., Stokes, A., Lambers, H., Koerner, C., 2008. Plant growth modelling and applications: the increasing importance of plant architecture in growth models. Annals of Botany, 101 (8) : 1053-1063.
- Référence proposée par Nicolas Munier-Jolain, dont le travail présenté est inspiré.
- Chave, J. 1999. Study of structural, successional and spatial patterns in tropical rain forests using TROLL, a spatially explicit forest model. Ecological Modelling, 124: 233-254.
- Publications récentes de l'UMR EGC, INRA de Grignon
- Fournier C, Andrieu B. 1998. A 3D architectural and process-based model of maize development. Annals of Botany 81: 233-50
- Fournier F, Andrieu B. 1999. ADEL-maize: an L-system based model for the integration of growth processes from the organ to the canopy. Application to regulation of morphogenesis by light availibility. Agronomie 19: 313-27
- Fournier C, Andrieu B, Ljutovac S, Saint-Jean S. 2003. ADEL-wheat: a 3D architectural model of wheat development. In Plant Growth Modeling and Applications, ed. B-G Hu, M Jaeger, pp. 54-63. Beijing, CHN Tsinghua University Press - Springer Verlag
- Robert C, Fournier C, Andrieu B, Ney B. 2008. Coupling a 3D virtual wheat plant model with a Septoria tritici epidemic model (Septo3D): a new approach to investigate plant-pathogen interactions linked to canopy architecture. Functional Plant Biology 35: 997-1013
- Bertheloot J, Andrieu B, Fournier C, Martre P. 2008. A process-based model to simulate nitrogen distribution in wheat (Triticum aestivum) during grain filling. Functional Plant Biology 35: 781-96
Publications récentes de l'UMR Développement et amélioration des plantes (DAP), INRA Montpellier
- Gerardo Lopez, Romeo R. Favreau, Colin Smith, Evelyne Costes, Przemyslaw Prusinkiewicz and Theodore M. DeJong (2008) Integrating simulation of architectural development and source–sink behaviour of peach trees by incorporating Markov chains and physiological organ function submodels into L-PEACH, Functional Plant Biology, 35: 761–771
- Evelyne Costes, Colin Smith, Michael Renton, Yann Guédon, Przemyslaw Prusinkiewicz and Christophe Godin (2008) MAppleT: simulation of apple tree development using mixed stochastic and biomechanical models, Functional Plant Biology, 35: 936–950