Compte-rendu de la 6ème journée Capsis
à Montpellier le 23 juin 2004
F. de Coligny - v1.2 - 28 juillet 2004
Participants (19) :
Daniel Barthélémy (INRA AMAP), François de
Coligny (INRA AMAP), Guillaume Cornu (Cirad forêt), Benoît
Courbaud (Cemagref), Pierre Couteron (ENGREF AMAP), François
Goreaud (Cemagref), Sylvie Gourlet-Fleury (Cirad forêt), Thierry
Labbé (INRA Ephyse), Jacques Labonne (INRA Ecobiop), Isabelle
Lecomte (INRA System), Gilles Le Moguédec (INRA Lerfob),
Céline Meredieu (INRA Ephyse), Sandrine Perret (Cemagref),
Raphaël Pelissier (IRD AMAP), Christian Pichot (INRA URFM),
Christophe Pradal (Cirad AMAP), Laurent Saint-André (Cirad
Forêt), Sylvain Turbis (Québec MRNFP-DRF), Patrick Vallet
(INRA Lerfob)
Comte-rendu :
La 6ème
journée Capsis s'est tenue au Cirad à Montpellier le 23
juin 2004. 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.
1. Evolution du
projet Capsis depuis 2003 - F. de Coligny
La plate-forme est dans une phase d'intégration de
modèles. Les principales actions depuis un an ont
concerné la méthode de travail, l'amélioration de
certaines fonctionnalités, l'enrichissement de la documentation
intégrée ou sur le site Capsis et la formation.
En ce qui concerne la méthode de travail, le système
de partage de codes sources CVS a été introduit en
parallèle des autres outils de développement
(gestionnaire de fichier et éditeur simples, compilateur
standard, client cvs et outil de recompilation de projets en java). Il
permet à chacun de travailler sur une copie locale
complète de la plate-forme sur sa machine et d'opérer des
synchronisations à la demande avec une version de
référence centralisée sur le serveur CVS
capsis.cirad.fr. La remontée des modifications locales ainsi que
la récupération des modifications apportées
à la plate-forme par les autres membres de la communauté
de développement Capsis se font au travers d'un outil portable :
SmartCVS (version communautaire libre). Cette méthode de travail
a permis d'accélérer et de faciliter les échanges
de codes entre les membres du réseau Capsis.
La liste des modèles de croissance ou de dynamique
forestière intégrés ou en cours
d'intégration dans Capsis comporte maintenant 24 projets. Cette
liste est consultable sur le site Capsis qui a
déménagé vers https://capsis.free.fr/ ou il
n'y a plus de publicité. Une rubrique Publications est apparue
sur le site Capsis pour recenser les parutions autour de la plate-forme.
Sur le site Capsis, la rubrique Documentation s'est enrichie de
plusieurs fiches techniques traitant chacune un sujet de manière
synthétique et complète (fiche d'installation,
sélection dans les visualiseurs, assemblage d'une version pour
diffusion...). La documentation en ligne de Capsis a été
enrichie par la rédaction d'une aide générale et
d'un tutoriel disponibles en français ou en anglais suivant la
langue choisie au lancement du logiciel.
Des amélioration ont été apportées au
système d'extensions par la possibilité de pose
interactive de vétos, et au système de groupes qui a
été revu entièrement. Le nouveau système
est plus souple (utilisation naturelle du complémentaire) et
applicable aux arbres coupés lors des interventions. Il est par
exemple possible de consulter l'histogramme des arbres éclaircis
par classes de diamètre (pour les modèles individu
centrés pour le moment). Conjointement au travail sur les
groupes, les filtres de sélection ont été revus,
consolidés et leur interface est maintenant plus pratique.
Une formation pour les modélisateurs Capsis s'est tenue
à Montpellier en mai 2004, elle a touché 10 personnes.
Plusieurs opérations de transfert vers les gestionnaires
forestiers sont en cours autour des modules Fagacées
(Chêne, hêtre), PP3 (Pin maritime), Mountain et Samsara
(Pessières de montagne), PNN (Pin noir) et Ventoux
(hétérogène).
En plus des contacts réguliers avec Sylvain Turbis et Daniel
Mailly (Québec, MNRFP) qui travaillent dans Capsis depuis deux
ans, des contacts ont été récemment pris par des
partenaires étrangers pour évaluer l'intérêt
d'une participation de leur part au
projet : Dave Pont (Nouvelle Zélande, Forest Research),
Christian Higuera (Chili, Fundacion Chile), Jean-Pierre Saucier et Art
Groot (Ontario, Can. Forest Service).
L'utilisation de CVS peut parfois induire des problèmes
techniques qui ont été abordés. Le plus courant
est l'oubli de déclarer au système certains nouveaux
sources qui manquent ensuite aux autres développeurs au moment
de la compilation. Le problème est résolu par
téléphone ou par mail. En cas de questions plus
sérieuses, il est possible de contacter le support technique ;-)
Le nouveau mécanisme en cours de développement dans
Capsis concernant la mémoire des arbres coupés pendant
une éclaicie apportera une solution au problème de leur
détection jusqu'alors. Il n'est pour le moment disponible que
pour les modèles individus centrés.
2. Etat
d'avancement du projet SAFE - I. Lecomte
Le projet européen Safe concerne l'agroforesterie, il
s'appuie sur Capsis pour la partie informatique. Le choix de Capsis
s'est en partie justifié par la réutilisation du
modèle de bilan radiatif développé par
Benoît Courbaud. Ce modèle a été
adapté pour Safe. Pour la partie agronomique, c'est le logiciel
STICS (INRA Avignon) qui a été choisi. Une connexion
dynamique a été établie entre le module en Java
dans Capsis et une version de Stics en C. Plusieurs outils ont
été écrit concernant l'exportation des
données simulées pour validation en dehors de Capsis.
Certains proposent des profils d'exportation sauvegardables et
s'appuient sur l'introspection. La question d'une exportation ou d'une
connexion dynamique avec R est à l'étude.
Gilles Le Moguedec met en garde a propos
du presse bouton en statistique : chaque problème est
particulier et l'utilisateur doit se poser lui même les
questions. Il n'en reste pas moins qu'on peut envisager d'automatiser
certains traitements répétitifs.
La question du rapprochement des valeurs
calculées avec des valeurs mesurées se pose pour les
exportations (Safe, par saisie) mais aussi plus
généralement pour les graphiques dans Capsis (PP3). Une
idée intéressante serait de pouvoir charger un projet
Capsis ne contenant que des données réelles pour
réutiliser les outils existants en bénéficiant des
groupes. Il faufrait prévoir la prise en compte de
données réelles pour une étape donnée ou
pour des scénarios complets, prévoir la
possibilité de données manquantes. Ce système
pourrait servir à valider un module ayant subi d'importantes
modifications a partir de données simulées avant
modifications et sauvegardées.
3. Le modèle
Samsara - évolutions, outils,
échanges avec les gestionnaires - B. Courbaud
Le module Samsara est une évolution du module Mountain
(monospécifique), étendu à plusieurs
espèces avec houppiers ellipsoides ou paraboloides. L'un des
objectifs est de simuler la dynamique de hêtraies
sapinières.
Une modifications notable par rapport à Mountain est la
régénération individu-centrée avec
l'apparition de semis installés. La mortalité prend en
compte plusieurs phénomènes, dont la lumière
disponible, la senescence et que les chablis multiples.
De nouveaux outils ont été développés
par B. Courbaud, dont des tables : types de peuplements ONF ou
Variables d'éclairements. Ces outils sont utilisés pour
des analyses temporelles sur environ 1000 ans de la dynamique :
moyennes temporelles, ecarts types, constance, permanence (Thomas
Cordonnier).
Le Cemagref possède une grappe de calcul (groupe
d'ordinateurs puissants utilisables en parallèle) qui a
été utilisée par Thomas Cordonnier,
François Goreaud, puis Benoît Courbaud pour lancer des
simulations longues sous Capsis. Grâce à un compte
d'accès, il est possible de télécharger Capsis par
ftp vers la grappe, puis de lancer les simulations en mode Script au
travers d'un terminal distant. Ce dispositif est sous utilisé au
Cemagref et des accès par des partenaires sont peut-être
envisageables.
Le centre de calcul de Montpellier
dispose également de puissance de calcul disponible sur
réservation (D. Barthélémy).
Actions en cours :
1. un article est en cours de rédaction sur l'auto
éclaircie dans Samsara ;
2. un travail est commencé sur la dynamique à long terme
et l'étude des conditions nécessaires à
l'établissement d'une mosaïque stable dans le peuplement,
3. Xavier Gauquelin et Jacques Fay (ONF DT Rhône Alpes) sont
maintenant autonomes sur la mise en oeuvre d'un martellodrome sur 1
hectare dans Capsis ;
4. formation : des TP FIF chaque année à l'ENGREF ;
5. un travail est en cours sur des préconisations concernant la
gestion des forêts alpines avec l'ONF (préconisations
testées sous Capsis, puis évaluées) ;
6. des contacts avec le CRPF qui commence à être
intéressé ;
7. le couplage de Samsara avec Foréole (Philippe Ancelin) permet
des études de risque lié au vent : définition des
propriétés de la contrainte vent, obtention des
contraintes dans le tronc et moment à l'encastrement
calculés en considérant l'effet poids. Possibilité
de comparaison avec la contrainte de rupture dans le tronc ou à
la base pour déduire la casse ou le déracinement. Outils
récapitulatifs (cartes, histogrammes...). Un article est soumis
à Forest Ecology and Management.
4.
Bibliothèque Genetics : état et (re)positionnement
- C. Pichot
Rappel des objectifs de la bibliothèque genetics :
formaliser, informatiser, simuler et évaluer les interactions
entre processus sylvicoles et génétiques. On peut
considérer des individus vrais ou des populations sources de
flux de gènes. Les arbres sont spatialisés et on
considère le court à moyen terme, soit à peu
près l'échelle de la gestion forestière (quelques
centaines de cycles), ce qui permet de garder l'historique en
mémoire. Les calculs génétiques sont
différés pour éviter de calculer des
génotypes pour des arbres jeunes qui mourront avant de se
reproduire. L'information est discrétisée sous forme de
chromosomes, locus, allèles. On considère les effets
génétiques : diversité neutre ou effet
sélectif des allèles. Le phénotype est égal
au génotype + l'environnement.
Dans genetics, sont codés la meiose et la fécondation.
On ne s'est pas intéressé à la mutation à
cause de l'échelle de temps considérée : court ou
moyen terme. Le calcul de la consanguinité est
différé
également, elle nécessite l'historique des simulations en
mémoire. Des fonctions d'exportation sont disponibles vers
Genepop, Spagedi et Postgres, ce dernier pour des connexions vers R.
Un repositionnement de la bibliothèque est envisagé
pour des objets spatialisés mobiles (projet Bidasoa, J. Labonne,
voir plus loin). La spatialisation n'est pas utilisée dans la
bibliothèque et une adaptation technique devrait permettre
l'utilisation de cette dernière pour des animaux. G. Cornu a
déjà démarré une adaptation a base
d'interfaces plus générales. Dans Bidasoa, on s'appuira
vraisemblablement sur des individus vrais pour les adultes et
peut-être des cohortes pour les alevins, ce que la
bibliothèque permet.
5. Peuplements
virtuels et structure spatiale : le cas des
peuplements mélangés - F. Goreaud
La bibliothèque Spatial contient des outils pour
générer et analyser la structure de peuplements mono
spécifiques. Il s'agit d'ajouter des méthodes pour
traiter plusieurs populations, soit plusieurs espèces, soit
plusieurs catégories d'arbres de la même espèce.
Pour Capsis, il est principalement question de caractériser
la structure spatiale et de générer des peuplements
virtuels réalistes.
L'indice de Clark-Evans est un indice caractérisant la
structure spatiale : <1 agrégats, proche de 1
aléatoire et >1 régulier.
La courbe de Ripley permet d'analyser la structure spatiale sur
plusieurs distances (exemple : régulier à 1m, puis
agrégats au delà). Elle permet d'analyser des structures
plus complexes. Elle mesure la densité locale autour d'un arbre
(d'un point) : >0 agrégats, proche de 0 aléatoire,
<0 régulier.
Pour les peuplements mélangés, il s'agit d'introduire
les notions de répulsion, indépendance et attraction en
fonction par exemple de la facilité / difficulté de
régénération d'une espèce par rapport
à l'autre. Il peut s'agir de plusieurs espèces ou
plusieurs tailles d'arbres. On s'intéresse aussi à la
caractérisation de la structure spatiale entre 2 espèces
ou deux sous populations.
La fonction intertype constitue une nouveauté (genre Ripley)
qui montre le nombre d'arbres de l'espèce 2 autour de
l'espèce 1. Un nouvel extracteur de données est en
développement, s'appuyant sur 2 groupes.
Une autre nouveauté en cours de développement : la
simulation de peuplements virtuels multistrates avec pour chaque strate
la possibilité de choisir des diamètres / hauteurs, des
positions et des paramètres d'interaction les unes par rapport
aux autres.
Un projet de collaboration existe avec le Cemagref Nogent autour du Pin
sylvestre et du chêne avec possibilité d'une thèse.
Une piste de recherche est en cours d'évaluation : la
reproduction d'une structure spatiale complexe à partir d'un
échantillon par mimétique.
6.
Nouveautés dans le module PP3 : critères
d'évolution, modèles de biomasse et outils de billonnage
- C. Meredieu, T. Labbé
Le module PP3 (Pin maritime) a fait l'objet de nombreuses
évolutions
récentes : connexion avec ForestGales à l'occasion du
projet CapForêt, amélioration de la
génération de peuplements virtuels, possibilités
plus riches pour caractériser les phases d'évolution,
introduction de modèles de biomasse et de profil de tige.
A l'initiation, le peuplement virtuel peut être
généré soit en indiquant un nombre de tiges et un
indice de fertilité soit en utilisant une combinaison de
modalités de milieux ou d'installation ; l'intégration de
données mesurées sur des parcelles réelles reste
possible.
Les paramètres de croissance sont plus variés : on peut
faire pousser jusqu'à une hauteur ou une circonférence
dominante ou jusqu'à atteindre des seuils de valeurs limites.
Le traitement de la biomasse est inspiré du travail de Laurent
Saint-André dans le module Eucalypt.
Le calcul des profils de tige se fait par un outil (object viewer)
déclenchable sur un arbre sélectionné depuis
l'explorateur Capsis. Il s'inspire d'un travail de Patrick Vallet sur
le module Fagacées et montre le bois juvénile et la
remontée du houppier.
Le billonnage est un outil d'exportation (proche techniquement de
l'exportation Spagedi). Sur l'étape choisie, étape
comprenant ou non une éclaircie, on simule un billonnage des
tiges des arbres éclaircis ou de tous les arbres (comme dans le
cas d'une coupe rase), et on obtient un fichier table contenant la
description des billons (dimensions, volumes). A terme ce fichier
devrait contenir les quantités de carbone et
d'éléments minéraux contenus dans chaque billon.
Une difficulté est
relevée pour la détermination des arbres
éclaircis. Une nouvelle fonctionnalité en cours de
développement dans le noyau Capsis devrait permettre de traiter
le problème.
La prolifération des extensions
et notamment des extracteurs de données pose la question d'une
typologie commune (volume, biomasse...). Il est à l'étude
de proposer depuis un graphique de voir un texte de documentation
provenant du module qui a fait le calcul pour renseigner
précisément l'utilisateur sur la méthode de
calcul. Il est envisagé de proposer une méthodologie de
nommage des extensions s'appuyant sur une nomenclature comme celle de
Pardé et Bouchon (correspondant : Laurent Saint-André).
Le module PP3 a été présenté au GIS
coopérative de données. Les participants se sont
montrés intéressés pour un investissement ou une
utilisation du module. En revanche, les acteurs de la forêt
privée semblent moins intéressés car ils
n'envisagent qu'une utilisation tactique de ce genre d'outil.
Une version de démonstration de PP3 à l'ONF a
été assemblée pour Thierry Sardin qui l'a
testée dans le cadre de la rédaction d'un guide de
sylviculture. Ce dernier utilise PP1 dans capsis 2.45. Une
mise à disposition de PP3 au CFPA (privé) est en cours,
le module sera accompagné à cette occasion d'une licence
non libre.
D'après Christophe Pradal, il
est possible de distribuer des logiciels avec une double licence au
choix de l'utilisateur en fonction de ses préoccupations : LGPL
avec sources ou autre éventuellement sans source, avec des
obligatons différentes dans les deux cas.
Laurent Saint-André a traité la question de la protection
du droit d'auteur pour les relations mathématiques
implémentées dans le module en produisant un rapport
interne Cirad très
détaillé décrivant le module Eucalypt
intégralement. Cette méthode vise une protection plus
proche de celle classiquement procurée par la publication.
Le couplage PP3-ForestGales est opérationnel, il permet
d'évaluer certains risques dus au vent dans les peuplements de
Pin Maritime.
La connexion PP3-AMAPsim est toujours en cours, voir plus bas
l'exposé de Laurent Saint-André.
Les perspectives pour PP3 : meilleurs accès aux
paramètres du modèle et vision des domaines de
calibration, mortalité des arbres, améliorer la
visualisation des volumes, faire des bilans carbone et
minéralomasse.
7. Présage
dans Capsis - S. Turbis
Le projet Forêt virtuelle du ministère des
Ressources Naturelles de la Faune et des Parcs du Québec
comprend des mesures de
placettes, la mise au point de méthodes (ex: cartographie laser
depuis le centre de la placette) et la création de logiciels
(Adage : inventaire et Présage : prévision de la
production) pour :
- améliorer les méthodes de travail,
- évaluer le potentiel des forêts mieux qu'avec les outils
actuels (tables de production anciennes, pas assez précises, pas
de mélanges...),
- tester des hypothèses.
Adage est utilisé par une cinquantaine d'utilisateur : environ
20 au ministère et 30 chez les industriels. Présage a
été construit à partir des modèles Space en
Fortran (Busing 1991, 1995), Dryades en Pascal (Mailly 2000), il a
d'abord
été implémenté en Visual Basic pour finir
dans Capsis (Turbis 2002 à 2004).
Présage est individu centré, il est spatialisé,
considère plusieurs espèces et comporte un module de
lumière simple. Il procède à la
régénération à partir de rayons de
dispersion par essence, calcule la croissance des diamètres,
l'évolution de la biomasse du feuillage et la mortalité
par rapport à la biomasse environnante.
Sylvain Turbis a intégré dans Capsis plusieurs
extracteurs de
données, dont le volume de Perron (marchand, tiges de 9,1cm et
+) et le volume de
Honer (utilisé actuellement pour le non marchand).
Plusieurs méthodes d'intervention sont en cours de
développement :
- coupe de sentiers et pourcentage de prélèvement hors
sentier par espèces,
- rayon de dégagement autour des arbres,
- éclaircie avec buts à atteindre : pour une
espèce, choix d'une variable et d'une valeur min / max...
Actuellement, l'évaluation de la forêt au Québec se
fait avec un logiciel nommé Sylva II (qui n'est pas le logiciel
Allemand) mais qui ne considère pas le mélange ni le
caractère inéquienne de la forêt. Présage
permettra d'alimenter en données de peulement les
résultats de Sylva II à l'échelle de la
forêt. Le public
visé est plutôt gestionnaire, mais un travail de
validation reste à faire avant la distribution.
8. Selva :
évolutions et premiers résultats - G.
Cornu, S. Gourlet-Fleury
L'intégration sous Capsis du modèle de Sylvie
Gourlet-Fleury tel qu'il existait jusqu'alors ainsi que les
développements liés à l'étude de la
régénération de l'Angélique par
Sébastien Jesel sont achevés. Les développements
actuels concernent la génétique du Sapelli (Mathieu
Lourmas) ainsi que la régénération du Wacapou
(Stéphane Traissac).
La dynamique de l'Angélique est très stable, elle est
simulée pour 47 hectares du dispositif de Paracou en Guyane
(30000 arbres). Des répétitions ont été
effectuées : 20 répétitions de 3000 cycles ont
pris environ 80 heures de calcul. Par cycle, 1,6 millions de graines,
50000 dispersés, 26000 plantules et 140 recrutés à
1 cm. L'histogramme par classes de diamètre obtenu est proche de
la réalité.
Un travail a été effectué dans le cadre du projet
BRG "Couplage de modèles de flux de gènes et de
modèles de dynamique forestière" concernant la distance
de dissémination et la densité dépendance
(dissémination, mortalité) pour l'Angélique. Un
autre travail a été consacré à la
constitution et l'évolution dans le temps d'aggrégats
spatiaux ou génétiques (en s'appuyant sur un codage dans
un allèle de l'ADN de l'arbre).
Des simulations d'exploitation : tous les 42 ans, éclaircie de
tous les Angéliques de plus de 60 cm de diamètre à
partir du 147ème cycle et des comparaisons avec le modèle
matriciel Stomat ont donné des résultats comparables.
Concernant le Sapelli : ils sont individualisés et
spatialisés au milieu des autres espèces
représentés par une surface terrière grise au
niveau de la cellule de sol. L'apparition de recrutés se fait en
fonction de cette même surface terrière, la recherche de
parents potentiels se fait par association de poids et de tirages
aléatoires.
Travail sur des chablis réalistes : actuellement, on
procède à des tirages aléatoires dans la zone de
chute. Une amélioration consiste en la formation d'un "trou"
calculé par opérations sur des polygones complexes. On
s'appuie sur une bibliothèque LGPL : JTS Java Topology Suite.
Les
chablis primaires et secondaires se font par empreinte, les secondaires
étant cassés ou entrainés si près du tronc.
L'interface graphique comporte un visualiseur Selva et des dialogues
sont construits automatiquement par introspection pour faciliter la
configuration du module.
9. Projet
Capsis - Bidasoa - J. Labonne
L'UMR ECOBIOP participe à un projet concernant "l'impact de la
fragmentation sur le fonctionnement d'une population de truite Fario"
en partenariat avec l'URFM d'Avignon, l'UMR AMAP de Montpellier et la
région de Navarre (Espagne).
La dispersion est une composante des cycles biologiques qui est l'objet
d'un intérêt croissant en raison de l'évolution
rapide de l'habitat. Les outils pour l'étudier sont souvent
théoriques et les approches expérimentales
éloignées des théories existantes. Ce projet se
veut un travail pluridisciplinaire et intégrateur.
Le terrain d'étude est le fleuve Bidasoa en Espagne, on souhaite
étudier la dispersion en intégrant les structures
spatiales. Il existe des seuils artificiels ou naturels qui sont des
obstacles au déplacement (environ 200), la fragmentation
artificielle ayant environ 100 ans. On observe la présence de
beaucoup de jeunes en amont, mais relativement peu d'individus vers
l'aval dans le cours principal, milieu propice à la croissance.
La
truite Fario effectue sa croissance à l'aval, en
décembre, il y a montaison vers l'amont et l'habitat de
reproduction, puis dévalaison vers l'aval jusqu'à la
migration marine.
Le projet Bidasoa vise à tester l'effet de la fragmentation sur
l'ensemble de la population du bassin. Pour cela, l'habitat a
été cartographié, on s'intéresse au suivi
de la population adulte vers les sites de reproduction, à
l'accessibilité des zones de croissance : les juvéniles
peuvent-ils descendre ? pourquoi partent-ils (thèse) ? et
à
la distribution de la diversité génétique. On vise
une synthèse : un modèle de fonctionnement de population
intégrant des données des différents champs
disciplinaires : individus, attributs et gènes (utilisation de
la bibliothèque genetics de Capsis), modélisation du
comportement (reproduction ou dispersion), spatialisation explicite et
hétérogène sur le réseau hydrographique.
Dans Capsis, on vise la représentation d'un réseau
hydrographique avec des tronçons d'habitat, le
déplacement des poissons, les interactions entre poissons :
reproduction et transmission des attributs, tout cela avec des
représentations graphiques adaptées.
Les applications souhaitées :
- établissement de scénarios avec établissement et
suppression de barrages, amélioration de l'habitat, diminution
des prises d'eau et étude des impacts sur les densités,
les tailles et la diversité génétique,
- évolution des comportements,
- généralisation aux autres espèces d'eau courante.
Les principaux arguments en faveur d'une intégration dans Capsis
:
- les modèles populationnels stochastiques n'intègrent
pas les caractéristiques individuelles (comportement,
gènes),
- différenciation avec l'approche stock-recrutement
utilisée en halieutique,
- bénéfice le la bibliothèque genetics existante.
La question de la connexion avec un SIG
fera peut-être bientôt l'objet d'un post-doctorat. G. Cornu
dispose d'outils pour lire les fichiers SIG (MIF...).
10. Couplage
entre modèle dendrométrique et
Architectural - L. Saint-André, C. Meredieu
Modèles dendrométriques : évolution de variables
d'état du peuplement au cours du temps avec simulation
d'interventions, dédiés aux gestionnaires.
Modèles à base de processus écophysiologiques :
modélisation de la capacité des arbres ou du peuplement
à transformer l'énergie incidente en biomasse en fonction
d'autres facteurs régulateurs : modèle intégrant
des connaissances sur les mécanismes et la physiologie de
l'arbre.
Modèles architecturaux : fonctionnement du bourgeon,
ramification, élongation, mortalité, stochastique
(chaînes de Markov).
Il existe déjà des connexions, notamment ecophysiologique
+ architectural (GreenLab) ou ecophysiologique + dendrométrique
(3PG). On s'intéresse à la connexion de modèles
dendrométriques et architecturaux, qui a été
jusqu'alors peu explorée.
AMAPsim : la croissance de l'arbre est dirigée par l'âge :
- nombre et élongation des entre-noeuds (EN), notion d'âge
physiologique,
- tartinage de biomasse par pipe-model (fonction de la surface foliaire
au dessus),
- calibration par mesures sur séries d'âges (long).
Capsis : modèles dendrométriques :
- dimension des arbres,
- croissance en fonction de la fertilité et de la
compétition,
- modèles très robustes.
Intérêt : AMAPsim -> Capsis : pour la qualité
des bois, la nodosité, un calcul de biomasse plus précis
par compartiment.
Capsis -> AMAPsim : mettre à l'épreuve les
méthodes probabilistes avec la robustesse des modèles
dendrométriques.
Comment : Introduction de contraintes dans AMAPsim, concernant
l'âge, la hauteur, le diamètre et la dimension du
houppier. Les contraintes sont considérées dans l'ordre :
- Hauteur : nombre et longueur des EN,
- Diamètre à 1,3m : nombre de feuilles par le nombre d'EN
et un coefficient de diffusion,
- Houppier : maintien des branches dans un cylindre englobant.
Sans contraintes, on obtient des arbres de même hauteur et
même diamètre pour tous les arbres AMAPsim si même
âge, avec contraintes, on obtient des arbres proches en
diamètre et hauteur de ceux calculés par le modèle
dendrométrique (pour des arbres jeunes d'environ 12 ans, plus
difficile à 40 ans). La courbe de biomasse totale en fonction du
diamètre est proche des données mesurées sur le
terrain.
L'un des aspect intéressants est la possibilité de mieux
préciser les variations des paramètres architecturaux en
fonction des conditions de croissance pour obtenir des maquettes 3D
plus proches de la réalité.
La connexion concerne pour l'instant le pin maritime (PP3) et
l'eucalyptus (Eucalypt), elle
devrait être étendue prochainement au pin noir (PNN). Elle
pourrait servir à des estimations de biomasse pour d'autres
espèces.
Des exemples d'application :
- calcul du carbone par compartiment à partir de données
IFN,
- biomasse selon l'ordre de ramification (feux),
- nouvelles générations de modèles structure
fonction et contrainte sur architecture.