La 7ème
journée Capsis s'est tenue au Cirad à Montpellier le 16
juin 2005. Cette réunion annuelle est un lieu d'échange
et de discussion autour de la plate-forme de modélisation de
la dynamique forestière Capsis. La réunion
organisée
par l'UMR AMAP s'organise autour de présentation des projets
en cours ou prévus et laisse une large part aux discussions.
Dans ce compte-rendu, les parties
en gras concernent les actions de transfert vers les
gestionnaires.
Transpop - Sylvie Oddou-Muratorio (INRA) : Peuplements
théoriques en transition,
Eucalyptus / SIG - Véronique Cucchi (Cirad) : Connexion
SIG / Capsis-eucalypt pour prédiction.
Amélioration diverses concernant les graphiques : barres des
histogrammes plus larges, nouveau rendeur avec barres horizontales plus
lisible, corrections sur le visualiseur MAID.
La gestion des couleurs a été revue : des étapes
du même scénario sylvicole se voient attribuer des
couleurs dans la même teinte pour simplifier la lecture des
graphiques.
Un mécanisme permet pour les modèles forestiers
individuels de mémoriser les arbres éclaircis dans une
collection accessible depuis l'étape résultant de
l'intervention. La fonctionnnalité devrait être
prochainement adaptée aux modèles par classes de
diamètres.
Il est possible d'accéder à de la documentation pour les
graphiques dans le menu de configuration, onglet
Propriétés. Par exemple, pour un graphiques
d'évolution du volume au cours du temps, le modélisateur
peut expliquer comment le volume est calculé (voir fiche
explicative sur le site Capsis, page de documentation).
Il est maintenant possible de faire aparaitre des données de
calibration dans les graphiques (voir fiche explicative sur le site
Capsis, page de documentation). De plus, on peut forcer la limite des
axes X et Y pour les courbes, histogrammes et nuages de points.
Les filtres de sélection d'individus ont subis des
améliorations : Undo/Redo, niveau de sélection pour les
cellules imbriquées les unes dans les autres, filtre N plus gros
arbres, filtres génériques (détection automatique
par intospection de certaines propriétés dans les
individus) pour valeurs booléennes, seuils sur valeurs
numériques, valeurs pour variables entières.
Une nouvelle catégorie d'extensions Capsis : les GrouperDisplays
permettent de contrôler les individus sélectionnés
en cours de construction d'un groupe (ou d'intervention en mode
éclaicie complexe qui utilise les filtres de sélection).
Il est possible de construire des groupes complexes par combinaison
(intersection / union) d'autres groupes. Les groupes comlexes sont des
groupes comme les autres, utilisables dans les extensions.
Il est possible d'exporter la plupart des graphiques capsis sous forme
d'images JPEG ou PNG par les options d'exportation graphique. On peut
choisir la largeur de l'image en pixels, la hauteur est
recalculée pour garder le ratio hauteur/largeur d'origine.
L'aide générale en français a été
complètement revue. Ceci concerne le pilote interactif, les
extensions (visus, groupes...), mais pas les modules Capsis dont l'aide
français / anglais est à la charge des
modélisateurs. L'aide en anglais sera de la même
manière revue prochainement.
Une formation Capsis s'est tenue à Montpellier en février
2005, elle a touché 7 personnes. Capsis 4.1.5 fonctionne
maintenant sous apple Mac OS X (attention : versions 10.4) avec le jdk
1.5 d'apple. Les premiers test semblent satisfaisants. Capsis tourne
également sous java 1.5 sous Linux et Windows.
La bibliothèque Genetics a été revue pour en
permettre l'utilisation avec des objets génotypés autres
que des arbres. L'introduction d'une interface Genotypable a permis
l'utilisation de la bibliothèque par le module Bidasoa
(dynamique de truites dans le bassin du fleuve Bidasoa). Sept modules
utilisent maintenant la bibliothèque Genetics : VentouG, Selva,
Alisier, Quercus, Luberon, Bidasoa, Transpop.
Projets en Chine : Thierry Fourcaud (INRA AMAP, expatrié en
Chine) et le Professeur LU YuanChang (Chinese Academy of Forestry) ont
proposés récemment un projet de recherche avancé
intitulé : "Intégration de Modèles de Croissance
Forestiers pour Applications en Eco-ingénierie". Ce projet
prévoie notamment le passage du modèle GreenLab (AMAP /
Liama) du niveau plante au niveau peuplement, son calibrage sur les
modèles de la CAF pour les espèces d'intérêt
(Mélèze notamment) et l'intégration des
différents modèles peuplements dans Capsis pour connexion
avec des outils de représentation de paysage (Marc Jaeger,
Liama) et répondre à des problématiques
d'éco-ingénierie.
Dans le cadre d'un séjour en Chine, participation à la
conférence ISAE 2005 à GuiYang ainsi qu'à un
séminaire GreenLab 2005 à Beijing ou nous avons
rencontré les chercheurs de la CAF. Nous avons longuement
discuté de leur participation au projet Capsis et des
implications de la charte Capsis. Une version complète a
été laissée aux professeurs LEI XiangDong, HONG
LingXia et GUO Hong pour évaluation.
Dans tous les cas, Thierry Fourcaud et les partenaires de la CAF ont
convenu de prendre un étudiant en thèse pour le mettre
sur les sujets sus-cités.
Projets en Nouvelle-Zélande : Participation prévue en
novembre 2005 au 5ème Workshop IUFRO "Connection between Forest
Resources and Wood Quality : Modelling Approaches and Simulation
Software" en NZ. Présentation d'un article "New functionalities
around an individual tree growth model for Maritime pine : carbon and
nutrient stock, windthrow risk, log yield, wood quality, and economical
criteria" (C. Meredieu et al.) et présentation d'un poster
"Using Capsis for connection with Wood Quality" (F. de Coligny et al.).
Collaboration prévue sur place en marge du workshop avec Dave
Pont, Christine Todoroki et Jonathan Harrington pour intégrer
dans Capsis un modèle de croissance arbre individuel pour le Pin
radiata avec propriétés du bois et exportation pour
billonage et sciage. Dave Pont était passé à
Montpellier l'année dernière à l'occasion du
colloque FSMP04 et nous avions déjà passé deux
jours sur ce sujet, il s'agit de poursuivre plus avant la collaboration.
Le bilan des projets dans Capsis fait état de 29 modules et 5
bibliothèques en développement. Pour plus de
détail, consulter le site Capsis qui est mis à jour
régulièrement : capsis.free.fr (page Documentation ou
page Projets).
2.
Simulations démo-génétiques dans des
peuplements théoriques en transition - S. Oddou-Muratorio
Les questions posées dans cette étude : quel est l'impact
des processus démographiques (ex: recolonisation post-glaciaire)
sur la diversité génétique ? Comment la
génétique peut-elle permettre de mieux comprendre la
démographie ? Un long cycle de vie avec une phase
juvénile (sans reproduction) semble être une étape
clé de la dynamique.
Des approches différentes pour aborder ces questions :
cartographie de diversité génétique faisant
apparaitre des zones refuges avec plus de diversité (approche
expérimentale) ; approche modélisation et simulation ex:
modéle démographique de métapopulation de type
matriciel, sous populations connectées par flux de pollen et
graines. Par exemple, pour des plantes annuelles (sans phase
juvénile), la colonisation entraine une forte baisse de
diversité génétique, alors que pour des arbres, la
phase juvénile permet d'éviter cette perte de
diversité.
Autre exemple : introduction du Cèdre de l'atlas dans le
Lubéron (au XIXe s., depuis l'Algérie). On peut
distinguer des générations différentes G0, arbres
fondateurs, G1, issus des croisements entre les fondateurs, G2,
croisements des G0 entre eux, des G0 et des G1, etc... Un module
Luberon a été construit dans Capsis à l'occasion
du récent projet BRG. Une question : comment hierarchiser les
processus qui ont une importance sur la diversité
génétique ? Pour y répondre, création d'un
module en parallèle : Transpop, simplifié et non
dédié à un cas particulier : pour des peuplements
inéquiennes ou hétérogènes, en transition :
colonisation (Cèdre) ou recolonisation (Ventoux, Hêtre +
Sapin). Transpop utilise la bibliothèque Genetics, avec
génotypes, marqueurs, c'est un modèle individu
centré spatialisé, avec des gènes neutres et des
gènes reliés à des caractères adaptatifs.
On simule une dispersion spatialisée du pollen et des graines
avec des courbes (forme, distribution moyenne...) en se basant sur le
modèle de croissance du Cèdre avec mortalité
naturelle (auto-éclaircie) ou artificielle.
Le module de régénération : courbes de dispersion
(pollen : exponentielle puissance, graines : exponentielle),
utilisation d'un diamètre minimum de fécondité. Le
module de croissance : souhait d'introduire l'effet des gènes
sur la croissance, nécessité d'hypothèses sur le
contrôle des gènes sur les caractères adaptatifs.
Bilan : on vise des modèles avec un nombre de paramètre
< 30, on traite des espèces théoriques. Calibration
des paramètres sur une gamme de variations pour
différentes espèces forestières. Question de
l'évaluation de l'effet des paramètres. Prévu de
faire des analyses de sensibilité (prédiction des
variables de sortie en fonction des variables d'entrée).
Rapprochement d'un groupe de réflexion existant à Avignon
sur les AS (C. Bruchon, BIA).
(F. Goreaud) Pour les modèles MADD, l'AS doit se faire aussi sur
les positions initiales des arbres.
3. Connexion
dynamique entre le modèle de croissance
Eucalypt-dendro sous Capsis et le SIG ArcView pour l'élaboration
d'un outil d'aide à la gestion des plantations d'aucalyptus au
Congo - V. Cucchi (présentation)
Le site étudié est une plantation d'eucalyptus au Congo,
proche de Pointe-Noire, proche également du littoral. Des clones
d'eucalyptus essentiellement pour de la pâte à papier :
150 clones sur 2000 parcelles nécessitant un système
d'aide à la gestion.
Eucalypt-dendro (L. Saint-André) comporte un module 1 qui
à partir d'un inventaire à un temps t estime la
fertilité du site, la croissance en hauteur dominante puis en
surface terrière du peuplement, puis l'accroissement en surface
terrière individuel et l'accroissement en hauteur individuel
pour donner un inventaire à t+1. Un module 2 utilise des
équations de profil de tige et de biomasse et un modèle
de qualité du bois. Un module 3 calcule les teneurs en N, P, K,
Ca, Mg par compartiments. On souhaite utiliser Eucalypt-dendro dans
l'outil d'aide à la gestion.
Le système comportera 3 parties : Le Système
d'information géographique (SIG), la base de données
associée (BDD) et le module Eucalypt-dendro (Euca). Les
gestionnaires souhaitent : d'une part obtenir des informatons sur le
massif en temps réel, d'autre part obtenir des
prédictions liées à la croissance des arbres.
Question de recherche en parallèle : calibrer et valider le
modèle sur les 12 clones qui représentent 70% du massif.
Le SIG servira d'interface utilisateur (et seulement, dans un premier
temps). L'utilisateur devra pouvoir lancer Capsis depuis le SIG, ce
dernier se chargera de l'échange des données et
l'utilisateur recevra et visualisera les résultats dans le SIG
sous forme cartographique.
Le SIG choisi est ArcGIS (vectoriel). La BDD est en trois parties : un
noyau (unités géographiques du massif, + historique), une
BDD réelle (mesures sur le terrain, dendrométrie +
environnment) et une BDD simulée (par Euca). Le SGBD retenu :
ACCESS pour l'instant : convivial mais limitation possible en volume de
données autour de 2Go. Actuellement, la BDD est remplie à
la moitié de la capacité limite. La maintenance de la BDD
se fera au travers du SIG ou directement. Il est prévu des
formulaires de mise à jour et des procédures de
génération de fichiers d'inventaires pour Euca.
Procédure : choix d'un zone et d'un clone (sélection SIG
interactive ou par requête), d'une date de fin de simulation, de
scénarios Euca, de modalités pour certains calculs (ex:
découpe diamètre 7) et des variables en sortie (ex: les 3
modules ?). Il faudra des niveaux de verrouillage pour des utlisateurs
différents.
Applications futures du SIG : rétroaction des cycles
biogéochimiques sur le modèle de croissance,
évolution de la fertilité au cours du temps
(litières), interactions entre parcelles, flux sur le massif,
données environnementales spatialisées, modèle
numérique de terrain.
(F. Goreaud) Capsis peut être utilisé en background
derrière d'autres interfaces. Il devient une boîte noire
et le SIG remplace l'interface. C'est un point intéressant pour
le transfert vers les gestionnaires.
(C. Pichot) Le SIG libre Grass travaille également en vecteur et
communique aussi en SQL avec des BDD relationnelles. Postgres et
Firebird sont des BDD libres. Le logiciel libre devrait être
favorisé autant que possible.
(G. Cornu) Un produit commercial est parfois plus facile à
utliser et distribuer à des utilisateurs finaux grâce
à des efforts plus poussés sur la finition (installation
en serveur...).
4. Un
modèle de système agro-forestier tropical - M.
Laurans
Un modèle pour l'étude de systèmes agro-forestiers
plurispécifiques multistrates répandus en zone tropicale
humide. On vise l'adaptation de systèmes de culture existants et
la conception de nouveaux systèmes de culture durables
adaptés aux contextes changeants.
Demande : thèse de M. Laurans, collaboration avec l'UMR SYSTEM
et le département Cultures Pérennes du Cirad, il s'agira
plutôt d'un outil de recherche que de gestion dans un premier
temps.
Objectif : Elaborer un modèle de dynamique et de production dans
des systèmes agro-forestiers multistrates à
l'échelle de la parcelle pour prévoir les effets à
long terme des choix des exploitants.
Structure : étudier l'association dans le temps et l'espace de
nombreuses cultures pérennes et annuelles (environ 10
espèces visées).
Fonctionnement : choix des stratégies des producteurs, processus
démographiques : un peu de mortalité et de
régénération, diversité des productions et
de leurs fonctions (ex1: cocotier au Vanuatu : 2 strates principales ;
ex2: très complexe, irrégulier, beaucoup
d'espèces).
Cahier des charges du modèle : Structure : considérer la
diversité spécifique et la structure spatiale ;
Fonctionnement : modéliser la dynamique du système sous
différents scénarios et évaluation des
performances agro-écologiques (prise en compte des interactions
biophysiques dans les processus de croissance et de production).
Des modèles existants : Wanulcas : mal adapté pour la
structure spatiale ; HySafe : Spatialisation prise en compte, mais le
pas de temps détaillé ne permet pas d'aller au
delà de quelques années.
Des questions : sur le niveau de détail des mécanismes
(systèmes complexes et long terme), sur les indices de
compétition à retenir, sur la prise en compte de la
structure 3D des individus.
Des systèmes à base de Cocotier, Cacao, Palmier à
huile, Bananier (et dans un deuxième temps Hévéa,
Ananas, Café, Igname, manioc, patate douce...). Sites
d'étude au Vanuatu et au Cameroun.
Un module dans Capsis : Simsys, sans modèle de culture. Focus
sur les cultures pérennes (l'objet arbre) : démographie +
production. Choix du peuplement initial (espèces,
structures...), lois de croissance, modèle radiatif (B. Courbaud
?) et modèle de production.
(F. de Coligny) Le module Simsys utilise la bibliothèque Spatial
de F. Goreaud.
(F. Goreaud) Pour répondre au problème de la localisation
d'arbres au même emplacement que d'autres préalablement
plantés, un travail est en cours pour spécifier des
règles de plantation d'espèces par rapport à
d'autres dans le module Samsara. Actuellement, on rentre
sous-population par sous-population des plus anciens vers les plus
jeunes : espèce, nombre, distribution en taille et
critères de disposition spatiale par rapport à ce qui
déjà planté. Les plantes annuelles sont
dépriorisées dans Simsys, peut-être introduites
dans un deuxième temps.
(G. Decélière) Est-il possible d'intégrer d'autres
espèces regroupées selon des critères semblables
à ceux qu'utilise N. Picard ? -> Oui, il est possible de
travailler à deux niveaux avec des espèces
considérées comme génériques par le
système.
5.
Modélisation de la dynamique de population de petits ligneux
(Cytisus scoparius) pâturés pour la gestion des parcours
en déprise - E. Chambon-Dubreuil
Contexte : déprise agricole depuis plusieurs années,
diminution des agriculteurs actifs, extensification des pratiques,
fermeture du milieu car moins de pâturage, embroussaillement par
des petits ligneux augmente, perte de biodiversité.
Finalités : lutter par le pâturage contre l'envahissement
des Landes, produire des connaissances pour conserver durablement la
ressource.
Objectif : modéliser la dynamique de population de petits
ligneux dominants dans une communauté pâturée pour
déterminer les modes d'exploitation qui stabiliseront la
production de ressource et détecter les modes qui conduiront
à des situations irréversibles.
Bases du modèle : stratégie alimentaire des ovins
(collaboration avec le SAD Avignon) : 2 catégories d'aliment :
grosses masses (G) et petites masses (P), 2 compartiments de ressource
: herbe et genêts (ces derniers structurent le parc).
Modes d'exploitation : fonction des saisons, intensité de
pâturage, besoins du troupeau (viande), pluri-annuel ou
reconduction d'une année sur l'autre. Pas de simulation : 15
jours + année pour la démographie du genêt.
Plusieurs niveaux d'organisation : communauté : herbe +
genêts, population : genêts individualisés et
spatialisés, cycle de vie complexe : graine (dormance,
répartition / pied mère), plantules, juvéniles,
adultes (accessibles, inaccessibles, végétatifs avec
transitions entre les différentes catégories d'adultes),
aliment (fleurs, gousses, pousses, tiges).
Au moment du pâturage, bilan des ressources disponibles et
utilisation. Besoin de sorties graphiques pour visualiser la fermeture
du parc.
Données disponibles : données mesurées dans les
Pyrénnées + données à dire d'expert.
Pourquoi Capsis ? : problématique similaire à celle de la
gestion sylvicole, intérêt de la structure en modules
réutilisables. Fonctionnalités récupérables
+ communauté de modélisateurs, récupération
d'expérience par exemple pour le calcul des voisinages et la
gestion des agrégats.
Résultats attendus : déterminer les scénarios de
pâturages pour stabiliser la ressource, concevoir des indices de
diagnostic et de pilotage, construire une méthodologie
récupérable.
6. Le module
Bidasoa, historique et fonctionnement - J. Labonne
Modèle de dynamique de Truite Fario en environnement
fragmenté. Demandeur : GAVRNA Espagne : "Déclin de
populations de Truite Fario dans la Bidasoa".
Stratégie de reproduction de la Truite Fario : résidence
stricte, dévalaison jusqu'à la mer, aller-retours amont /
aval, différences de tailles, celles qui vont jusqu'à la
mer sont plus grosses.
Problème : fragmentation (cascades, seuils, canaux, usines
hydro-électriques, etc...), isolement des meilleures zones de
reproduction et de croissance. Question : la fragmentation
génère-t-elle du déclin ?". Contexte : des bassins
versants isolés par la distance et des barrages.
Déjà fait : cartographie de l'habitat avec in SIG
(largeur, profondeur, taille de la granulométrie...),
accessibilité des frayères (radiopistage des adultes),
accessibilité des zones de croissance, potentiel adaptatif
(distribution de la diversité génétique dans le
bassin).
Construction d'un modèle de fonctionnement des populations avec
plusieurs champs disciplinaires, basé sur l'individu (peuvent
avoir des comportements très différents) portant des
attributs et des gènes, utilisation d'un modèle de
reproduction et de dispersion, système spatialement explicite et
hétérogène à structure arborescente.
Dans Capsis : réseau formé de tronçons de
rivière et de seuils, avec des populations de poissons dans les
tronçons, interactions entre les poissons,
représentations graphiques adaptées. Pas de temps
mensuel, 4 mois de reproduction par an. Déplacement
aléatoire ou dirigé (migration). Modèles
individualisés (super- individu pour les alevins), compatible
avec les groupes Capsis, extracteurs de données
spécifiques. Un nouvel extracteur génétique :
évolution du nombre d'allèles dans le temps (à
généraliser ?). Utilisation du mode script, un
mécanisme d'intervention pour le repeuplement (d'autres
prévus pour le prélèvement ar pêche,
modification habitat, fragmentation) et un module de pêche
régulière.
Exploitation : jusqu'à 400000 poissons simultanément,
1,5Go de mémoire absorbés avec utlisation de la
bibliothèque Genetics + alevins individualisés.
Utilisation du mode compact : plus économe. Compatibilité
avec Genetics 2.0. Cas d'étude à terme : 900km de
linéaires.
Applications : scénarios de gestion, effet de la modification /
suppression des barrages, diminution des prises d'eau,
amélioration de l'habitat...
Relations utilisateurs : utilisateurs
: ECOBIOP (recherche, 3 ou 4 personnes), un chercheur Canadien
intéressé (nouveau modèle ?), GAVRNA
(gestionnaire, 2 personnes, question de la licence d'utilisation
à choisir). Usage : gestion à court terme.
Difficultés pour les utilisateurs : philisophie de la
modélisation : ce n'est pas un presse bouton. Retour positif et
utile : corrections d'erreurs, suggestions pertinentes, communication.
Corrections / évolutions : introduction des modules de
pêche qui n'étaient pas prévus et d'interventions.
Avis sur le transfert : positif,
transfert long et difficile à généraliser à
d'autres utilisateurs. Pour améliorer : initier les
gestionnaires à la modélisation et à ses risques,
nécessité des analyses de sensibilités, etc...
(P. Dubus) Question sur l'échelle étudiée : si
question au niveau du bassin versant entier, on simplifiera le
modèle.
(P. Loisel) Regroupement des individus possible ? Contradictoire avec
la demande des comportementalistes : des individus vers la population.
(D. Auclair) Il existe un club de modélisation regroupant l'INRA
et des institus techniques sur le thème général de
la modélisation qui fait des formations des agents du
développement pour les sensibiliser à la
modélisation.
(C. Pichot) Déplacement d'animaux dans un environnement non
arborescent envisageable ? A voir, pas d'impossibilité, par
exemple en se basant sur une discrétisation en cellules de
terrain. Java pour les plate-formes 64 bits proposera vraisemblablement
plus de capacité mémoire, à tester.
7. Le module
Sylvestris + actions de transfert vers l'ONF - S. Perret
Développement par S. Perret, Th. Perot, C. Meredieu.
Sylvestris : Pin sylvestre : première essence résineuse
en région Centre, bonne qualité du bois, forte demande de
l'ONF. Il existe un réseau d'essais Cemagref
développé sur des peuplements purs équiennes
homogènes, en plantation ou régénération.
Simuler des interventions sylvicoles variées dans des conditions
stationnelles variées. Construction d'un modèle arbre
indépendant des distances inspiré de Laricio (C.
Meredieu), avec 5 sous modèles, 2 relations proches de Laricio :
croissance individuelle en diamètre et relation hauteur /
diamètre. Mortalité et Hauteur dominante : modèles
originaux.
Domaine de calibration : 16 dispositifs avec identification
individuelle des tiges, 53 placettes (Decourt, Renecofor), 63 analyses
de tiges. Force : basé sur une large gamme de sylvicultures.
Faiblesses : âges faibles, fertilités proches, une seule
région.
Premier ajustement sur analyses de tiges âgées,
simulations sur les placettes du réseau : surestimation de la
Hdom et divergences : pas utilisable, forme inadaptée dans le
jeune âge.
Deuxième ajustement sur jeu de données jeune + analyses
de tiges âgées : considéré correct.
Pour la mortalité : jeu de données insuffisant.
Mortalité du peuplement avec droite d'auto-éclaircie et
adoption d'une relation finlandaise.
Le modèle est un ensemble de sous-modèles. Peuplement de
départ, accroissement en Hdom, accroissement en diamètre,
nouvelle distribution, mortalité si nécessaire, nouvelle
distribution, H pour les arbres, volume avec un tarif de cubage.
Perspectives : modifier la relation de mortalité (actuellement,
trop tôt, trop fort). Evaluation du modèle à
poursuivre.
Par rapport à Laricio : oversampling modifié : variable
selon le nombre de classes de diamètre initialement entré
par l'utilisateur pour toujours démarrer la simulation avec
environ 60 classes de diamètre.
Pour le peuplement de départ : inventaire virtuel à
développer, chargement d'inventaire réel,
sélection d'un jeune peuplement réel en fonction de
critères d'installation du peuplement (origine, densité
d'installation, type de station) : choix sucessifs jusqu'à la
détermination d'un peuplement réel.
Transfert : Organisation d'une
formation à destination de l'ONF le 10 juin dernier : Pin
sylvestre dans Capsis (demande de l'ONF) prévu avec la DT
Centre-Ouest pour aider à l'établissement d'un guide de
sylviculture des Pins de plaines, élargi ensuite à
d'autres DT ONF concernées par les Pins sylvestre et Laricio.
15 personnes
intéressées, 2 sessions de formation proposées. La
première : le 10 juin 2005 pour 6 participants. "Prise en main
des modules Laricio et Pin sylvestre sous Capsis4". Acquérir les
connaissances de base nécessaire à la
compréhension des modules de simulation et savoir utiliser le
logiciel en autonomie. Accélérer le transfert des modules
à l'ONF pour renforcer les échanges modélisateurs
/ utilisateurs.
Programme : Rappel Capsis4, histoire,
acteurs, travaux pratiques, didacticiel, découverte ; les
modèles, sur quelles données, équations, etc... ;
les différents processus de chargement d'un projet,
interventions, simulations avec visualisation et export ; domaine de
calibration, sources d'erreurs pendant l'utilisation, comment les
éviter.
Premier bilan : appréciation
positive du logiciel et alternance théorie / pratique. Capsis4
n'est plus une boîte noire : démystifié. Les
diverses sorties et l'ergonomie sont appréciées. Les
gestionnaires semblent avoir une utilisation curieuse du logiciel, ils
vont au fond des choses. Des propositions d'amélioration et de
modification en lien avec leurs besoins. Nécessité de
laisser du temps dans les tps (initialisation et interventions surtout).
Suggestions : processus
théoriques des modèles : préciser,
détailler la calibration. Utilisation des modules Laricio et
Sylvestris : difficile de s'approprier les méthodes de
chargement d'inventaire réel, faire plus simple. Ajout
nécessaire des domaines de calibration dans les graphiques,
intérêt de la représentation du RDI pour ces deux
modèles.
Capsis4 : détailler les
info-bulles d'interventions ; diffusion capsis4 : disposer de fiches
modèles décrivant le modèle + les données +
son fonctionnement.
Gestion par l'utilisateur de plusieurs
versions de Capsis : des difficultés ? Plusieurs versions
vont-elles coexister avec par exemple Laricio et Sylvestris d'un
côté et Fagacées de l'autre ?
Perspective : solliciter des
participants pour utiliser le logiciel avec leurs propres
données et retour lors d'une deuxième session.
Une deuxième session de
formation est prévue à l'automne pour un deuxième
groupe.
(Discussion) Les utilisateurs font
parfois une confusion entre plate-forme et modèle. En accord
avec la charte Capsis, la formation s'est faite sur une distribution
contenant Laricio et Sylvestris. Problème : il existe
également une distribution avec Fagacées en circulation
avec l'ONF : comment faire pour plus de cohérence ?
La sauvegarde des projets dans Capsis
utilise un mécanisme automatique dit de sérialisation qui
simplifie drastiquement le problème de persistence. Ce
mécanisme présente l'inconvénient d'empêcher
la relecture de projets sauvegardés avec une version
antérieure de la plate-forme. La compatibilité ascendante
aurait un coût de développement considérable, il
est suggéré de faire des archives datées de la
plate-forme pour relire les projets anciens (il suffit par exemple de
renommer le répertoire capsis4/ en
capsis4formationCemagrefNogentJuin2005/, on peut ainsi faire cohabiter
plusieurs versions de capsis).
Equiper les utilisateurs (non
modélisateurs au sens de la charte) avec CVS serait en
désaccord avec la charte : CVS leur permettrait de
récupérer la totalité de l'archive en
développement, incluant les modules non encore distribués
en dehors de la communauté de co-développement.
(A. Piboule) Problème de
connexion au serveur CVS capsis à Montpellier depuis une machine
sur un site ONF : une sécurité réseau
empêche la connexion. Une question concernant la gestion des
réseaux par l'ONF, une adaptation semble nécessaire.
(C. Meredieu) Comment diffuser Capsis4
à l'ONF ? Expérience de diffusion auprès du CPFA,
qui s'est bien déroulée, avec des interlocuteurs connus
et un retour efficace. Une autre expérience avec l'ONF s'est
moins bien passée l'interlocuteur ayant été
déplacé, peu de retour, des interlocuteurs mal
identifiés, diffusion en interne non maîtrisée. Une
suggestion : Fontainebleau pourrait prendre un rôle de diffusion
de Capsis4, par l'intermédiaire de Myriam Legay et/ou Thomas
Cordonnier, avec des versions périodiquement mises à
jour. On pourrait formaliser le transfert avec eux et ils
distribueraient en interne, et conserver le gré à
gré qui semble
fonctionner mieux avec les
petites structures comme les coopératives privées.
Les modèles en cours de
diffusion auprès de l'ONF : Mountain, Fagacées, PP3, PNN,
PNL, Sylvestris et Ventoux : voir aussi les expériences de
Philippe Dreyfus, Patrick Vallet et Benoît Courbaud non
citées ici.
(L. Saint-André) Quelles
demandes de modifications par les utilisateurs ? Portent surtout sur
"la carrosserie" et des nouvelles sorties. Le risque est soulevé
de passer pour une agence de moyens. Concernant l'ergonomie, T.
Labbé et C. Meredieu ont constitué des fichiers rapports
de synthèse html pour les gestionnaires (exportation). Certaines
demandent peuvent êre renvoyées vers F. de Coligny.
(C. Meredieu) Les modèles
distribués étaient accompagnées de licences
spécifiant le caractère non modifiable des modules, les
sources étaient non fournis et interdiction de les
regénérer par reverse-engineering.
(F. Goreaud) Proposer aux
gestionnaires l'option "stagiaire en commun payé par vous pour
faire des adaptations de forme", C. Meredieu compte essayer.
8. Influence à
long terme de la structure spatiale d'un
état initial sur la dynamique d'un modèle forestier MADD
: étude simulatoire avec le modèle Mountain - F. Goreaud (présentation)
On est dans le cadre de simulations à très long terme
(1000 ans, non prédictif). On s'appuie sur le modèle
individu-centré et spatialement explicite Mountain de B.
Courbaud qui s'appuie sur la bibliothèque spatial. Ce
modèle permet d'initialiser pour chaque arbre son
diamètre (dbh), sa hauteur, sa position, etc... On peut
utliliser soit des données réelles de parcelles
expérimentales, soit simuler un état initial (un
peuplement virtuel), lui même base de la simulation dynamique. On
peut simuler des structures aggrégées,
régulières... Les résultats de simulation peuvent
être influencés par ces situations de départ non
réalistes et même se trouver faux ?
On cherche à mesurer l'influence de l'état initial :
aucun ? beaucoup ? pendant une période seulement ? par une
étude simulatoire avec des scripts implémentant des
répétitions sur une ferme de calcul et faire des
comparaisons avec ou sans perturbations. 15 types et 100
répétitions : 1500 simulations avec jusqu'à 5000
arbres sur 1000 ans (1 simulation = 6h). Sur la ferme : 8000 heures de
temps cpu. Formalisme des processus ponctuels : poisson
(aléatoire), Gibbs (régulier, aggrégé, avec
paramètres aléatoires).
Résultats : 1) Structure initiale aléatoire (même
inventaire, seules les positions changent) : évolution du nombre
d'arbres, on part de 5000 individus de 2 ans et on les laisse agir :
d'abord forte mortalité, régénération quand
lumière et apparition d'une deuxième pseudo cohorte. On a
au final 4 pseudo cohortes successives. Avec 100
répétitions, la variabilité augmente avec le temps
: hypothèse nulle.
2) Structure initiale variée, paquets, régulière.
100 simulations avec des états initiaux très
différents. Variabilité plus grande dès le premier
cycle. Superposition des courbes min et max des cas d'étude 1)
et 2) : la variabilité est toujours plus large pour 2) que pour
1). Pendant les épisodes de mortalité, les
variabilités sont proches. On observe des différences
jusqu'à très loin dans les simulations. Influence de la
structure initiale : à long terme.
Avec perturbations : trouées dans le peuplement (position, rayon
et fréquence d'apparition). On n'a plus de cycles mais des
fluctuations autour d'un nombre d'arbres. Quand on compare la
variabilité, il n'y a plus de différence significative
forte dans les min et les max. L'influence de l'état initial est
diminué.
Conclusion : on a étudié le modèle (pas la
forêt), donc 1000 ans ne posent pas de problèmes. On ne
sait pas si la structure spatiale de l'état initial influence
à long terme. Il est important d'avoir un état initial
propre. Il est possible d'étudier cette influence sur tous les
modèles. Utile d'évaluer la qualité des
états initiaux.
9. Dynamique des
jeunes faciès à Avicennia germinans des
mangroves Guyanaises : lien entre un modèle de peuplement
dépendant des distances et la modélisation du
développement architectural des arbres - P. Heuret
Forêt tropicale : 10 000 000 de km2 avec 150/200 espèces
à l'hectare. Mangrove : 100 000 km2 avec 1/10 espèces
à l'hectare. Diverses fonctions : stock de carbone, alimentation
des poissons et crustacés... En Guyane : alternance d'envasement
(Amazone) et d'érosion qui fait évoluer le profil de
côte au cours du temps. Banc de vase > stade pionnier >
stade mature > stade dépérissement > forêt
inondée. Colonisation progressive de cohortes, forêt
naturelle hétérogène.
Des arbres fleurissent tès tôt et se reproduisent
dès la premère année. Les premières graines
arrivent par la mer puis il s'opère un comblement par
régénération. Un site particulier d'étude
pour essayer de comprendre la dynamique et la morphologie de l'arbre.
Peuplement hyperdense, proche de la loi d'autoéclaircie.
Hypothèse : la croissance et la mortalité ne
dépendent que de la compétition intra-spécifique
(sol homogène, conditions extérieures homogènes,
peuplement mono-spécifique) -> Hypothèse de
modélisation.
Intégration du modèle Allemand Kiwi (Berger et
HildenBrandt) qui utilise ces hypothèses dans Capsis.
Mécanismes de sphères d'influence et croissance
déjà implémentés. Reste à
intégrer l'hétérogénéité du
terrain et la régénération.
L'écosystème forestier est intéressant pour
aborder le changement d'échelle de l'arbre vers le peuplement et
comprendre les règles de développement de l'architecture
des arbres : quelles différences architecturales entre les
arbres dominants et dominés ? (pas de marqueur de l'âge).
Suivi de croissance en cours depuis un an : nombre de noeuds mis en
place, accroissement en diamètre, tous les trois mois. Arbres
seront coupés à la fin pour mesures architecturales.
Trois classes de vigueur, puis chercher quels sont les
paramètres du développement qui changent entre les
vigoureux et les moins vigoureux. Faire un couplage arbre-peuplement
-> jouer sur les paramètres architecturaux des arbres
(longueur entre noeud, probabilité de ramification, angle de
ramification...). Retrouver l'architecture des arbres à partir
de la compétition.
10. Vers un
modèle de croissance dendrométrique pour
l'Hévéa ? Quelles implications pour Capsis ? - L.
Saint-André
Projet en partenariat avec Cirad CP (A. Clément-Demange, Ph.
Thaler, E. Gohet) et des partenaires Thailandais et Ivoiriens.
L'Hévéa produit le cahoutchouc en zone asiatique, au
Brésil, en Côte d'Ivoire... Plantations clonales,
rotations de 30 ans, coupe rase puis replantation. Souvent
systèmes agro-forestiers Hévéa + culture.
Au bout de 5 ans, le houppier se ferme. Plantations à 500 / 600
tiges ha pour optimiser la production de latex. Mise en saignée
sur les plus gros : > 50 cm de diamètre : les dominants.
Production de latex sur 20 ou 25 ans. Intervention individuelle tous
les x jours (x = 2 à 4), plusieurs modes de saignées,
activation à l'éthylène. Récolte tous les x
jours, usine pour traitement et conditionnement.
Le bois est exploité en fin de rotation, scié pour du
mobilier essentiellement, la demande de bois est croissante.
Axe de recherche : production de latex et de bois (ensemble).
Des antagonismes ont pu être mesurés dans la production de
latex sur un même clone. Le groupe de recherche appliquée
sur le bois d'hévéa veut étudier ces antagonismes
et déterminer si certains clones sont meilleurs que d'autres
pour le bois, pour le latex ou pour les deux. Des approches
dendrométriques vont être essayées. Croissance et
structure du peuplement avant mise en saignée, impact de la
saignée sur la croissance en diamètre et en hauteur,
estimations de revenus... Essayer de transposer le modèle
Eucalypt-dendro à l'Hévéa avec ses 4
équations : hauteur dominante, surface terrière du
peuplement, surface terrière individuelle, hauteur individuelle.
Difficulté : il existe seulement des mesures de diamètres
sur l'Hévéa et Eucalypt a un moteur en hauteur.
Expérimentations sur 4 parcelles. Possible d'utiliser le
modèle dendrométrique jusqu'à la saignée.
En Côte d'Ivoire, 200, 500 et 1000 tiges par hectare. A partir de
la saignée, la circonférence n'augmente plus trop (pour
200 t/ha, un peu plus). Avant la saignée, le modèle
dendrométrique peut s'appliquer.
Conclusion : pour le moment, pas de limitation à l'adaptation du
modèle de croissance et de production à
l'Hévéa, mais important de se concentrer après
l'ouverture. Problème : il manque des mesures. Disponible :
circonférences individuelles, essais clonaux, essais de gestion
sur les arbres et le latex... Manque : hauteurs individuelles,
production de latex, arbres sans saignées...
Implications dans Capsis : modèle arbre sans spatialisation.
Interventions sur les arbres : saignée, stimulation hormonale.
Compartiment latex avec une production. Cultures associées dans
le jeune âge. Couplage de la dendrométrie pour le bois et
l'écophysiologie pour le latex ? Pas de temps différents
et données d'entrée différentes.
(C. Meredieu) Il existe de la Littérature sur le Pin Maritime et
le Gemmage ; le gemmage affectant la croissance, mais est-ce comparable
? Concernant le problème de l'absence de mesure de la hauteur
dominante, il existe un modèle dont le moteur est
l'évolution du diamètre dominant, ce qui peut être
efficace lorsque la densité du peuplement n'est pas variable (et
c'est le cas ici) en revanche quel comportement après la
saignée. Autres cas d'espèces : l'Accacias avec la gomme
arabique et l'Erable au Canada (dont l'exploitation n'affecte pas la
croissance).
11.
Modélisation des peuplements mélangés Pin
sylvestre - Chêne : élaboration d'un modèle de
croissance arbre dépendant des distances - G.
Decélière (présentation)
Peuplements hétérogènes : irréguliers en
âge et mélangés en essences. Intérêt :
biodiversité, diversité des paysages, résilience
(climat, épidémie), sacrifice d'exploitabilité
réduits. La sylviculture classique est inadaptée, il faut
prendre en compte les caractéristiques individuelles de chaque
arbre.
Mélange Chêne-Pin : 50000 ha en France dont 23000 ha dans
le bassin parisien. Récoltes de données sur 60
dispositifs d'un hectare avec mélange. Le Cemagref de Nogent sur
Vernisson s'intéresse à la modélisation de la
structure du mélange et de sa croissance, ainsi qu'à la
comparaison et l'évaluation des modèles
dévéloppés.
Une cartographie complète de 26 dispositifs (M.-A. Ngo Bieng) :
coordonnées, circonférence, évaluation de la
hauteur.
Sous Capsis4 : disponibilité de deux modules : Fagacées
pour le Chêne et Sylvestris pour le Pin sylvestre, deux
modèles arbre indépendant des distances
mono-spécifiques réguliers.
Deux modèles en projet : d'abord un MAID du mélange avec
croissance sous la forme potentiel * réducteur, puis un MADD du
mélange. Comparaisons possibles : sorties de Fagacées et
Sylvestris avec les sorties du MAID Chêne-Pin ; sorties du MAID
avec celles du MADD pour mesurer l'effet de la variabilité
locale. Puis choix du modèle le plus pertinent, critique des
performances et des fonctionnalités (le MADD nécessite
des données individuelles...).
Liaisons à faire avec le LISC, l'EPGR, le Lerfob, l'URFM, le
Cirad forêt.
(L. Saint-André) Question sur le portentiel de croissance.
Basé sur la hauteur dominante de chaque espèce.
Recalibration éventuelle de Fagacées et Sylvestris.
Nécessité d'une formation Capsis en fin d'année
(Octobre ?). Candidats déjà déclarés :
Grégory Decélière (modèle Pin-Chêne),
Patrice Loisel (projet d'intégration d'un modèle de
Daniel Gerdeaux), Marie-Ange Ngo Bieng (interventions dans la
bibliothèque spatial), Thomas Perot (travail avec G.
Decélière).