HOVER-WINTER : un modèle multi-agent pour simuler la dynamique hivernale d'un insecte auxiliaire des cultures (Episyrphus balteatus, Diptera: Syrphidae) dans un paysage hétérogène

Florent Arrignon

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
1 N° d'ordre : 2428 THÈSE présentée pour obtenir LE TITRE DE DOCTEUR DE L'INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE École doctorale : Sciences Écologiques Vétérinaires Agronomiques et Bioingénieries Spécialité : Écologie Par Mr Florent ARRIGNON Titre de la thèse: HOVER-WINTER : un modèle multi-agent pour simuler la dynamique hivernale d'un insecte auxiliaire des cultures (Episyrphus balteatus, Diptera: Syrphidae) dans un paysage hétérogène Soutenue le 13 décembre 2006 devant le jury composé de : M. Jean Louis Hemptinne Président MM. Gérard Balent Directeur de thèse Francis Gilbert Rapporteur Hervé Jactel Rapporteur François Bousquet Rapporteur Claude Monteil Co-encadrant

• travail de recherche dans le cadre


• lutte biologique


• modèle hover-winter


• espèces dans les paysages ruraux


• influence de la structure du paysage sur la survie hivernale


• stade actuel de la recherche


• episyrphus balteatus


• applications potentielles des travaux

Sujets

• Roussel
• Raison
• Chevallier
• Bousquet
• Gilbert
• Monteil
• Institut national polytechnique de Toulouse
• Burnel

Informations

• Publié par: profil-feym-2012
• Publié le: 01 décembre 2006
• Nombre de lectures: 24
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 1 Mo

Extrait

N° d’ordre : 2428



THÈSE


présentée

pour obtenir

LE TITRE DE DOCTEUR DE L’INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE



École doctorale : Sciences Écologiques Vétérinaires Agronomiques et Bioingénieries

Spécialité : Écologie


Par Mr Florent ARRIGNON



Titre de la thèse: HOVER-WINTER : un modèle multi-agent pour simuler la
dynamique hivernale d’un insecte auxiliaire des cultures
(Episyrphus balteatus, Diptera: Syrphidae) dans un paysage hétérogène



Soutenue le 13 décembre 2006 devant le jury composé de :


M. Jean Louis Hemptinne Président

MM. Gérard Balent Directeur de thèse
Francis Gilbert Rapporteur Hervé Jactel
François Bousquet Rapporteur Claude Monteil Co-encadrant
1Remerciements



Je voudrais tout d’abord remercier les membres du jury d’avoir accepté d’évaluer mon travail et
plus particulièrement Francis Gilbert, présent malgré des horaires d’avion acrobatiques.

Je voudrais également remercier Gérard Balent d’avoir accepté de diriger ma thèse et de
m’avoir accueilli au sein de l’Unité Mixte de Recherche DYNAFOR et permis ainsi de découvrir
ce qu’était le travail de recherche dans le cadre d’une équipe multidisciplinaire.

Je souhaite ensuite remercier mes co-encadrants :
- Claude Monteil pour ses nombreux coups de mains informatiques et son aide dans ma
quête de la rigueur scientifique
- Jean-Pierre Sarthou pour sa disponibilité constante et surtout pour m’avoir fait découvrir
ce qu’était un spécialiste en entomologie
- Marc Deconchat pour m’avoir aidé à m’affirmer dans mes choix et pour son aide dans la
communication au sens large

Je voudrais également remercier Bernard Bouyjou et Annie Ouin pour les nombreuses
discussions qui m’ont permis de mieux comprendre les avantages et les inconvénients du métier
d’enseignant-chercheur.

Merci à Sylvie Ladet pour tous les diaporamas !

Enfin ce travail n’aurait pu être réalisé sans l’aide des techniciens : Laurent Raison, Laurent
Burnel, Jérôme Willm, Valérie Calvo et les stagiaires qui m’ont aidé et accompagné dans ce
travail : Alexandre Leray, Alexis Chevallier, Fanny Roussel, Vincent Robbe, Bénédicte Meffre et
Vincent Thierion.


Pour conclure cette page, je voudrais citer un auteur non scientifique qui m’a pourtant beaucoup
apporté durant ces trois années :


« Le Souverain Jaune se promenait au nord de la rivière couleur de feu.
Il gravit le mont K’ouen-Louen, et comme ils se préparait à revenir vers le sud,
il constata qu’il avait perdu Perle Sombre.
Il la fit chercher par Intelligence, qui ne la trouva pas ; puis par Perspicacité qui ne la trouva pas ;
enfin par Analyse qui ne la trouva pas d’avantage.
Ce fut finalement Sans Image qui la trouva.
Le Souverain Jaune se dit :
N’est il pas étrange que ce soit Sans image qui ait pu la trouver ? »

Tchouang-Tseu, livre II

2

Sommaire

INTRODUCTION GÉNÉRALE ......................................................................................................................... 4
PARTIE 1. CADRE THÉORIQUE...................................................................................................... 7
1.1. CONTEXTE SCIENTIFIQUE.......................................................................................................................... 8
1.2. CHOIX ET BIOLOGIE DE L’ESPÈCE MODÈLE............................................................................................. 21
1.3. QUESTIONS ET HYPOTHÈSES DE LA THÈSE.............................................................................................. 23
1.4 BIBLIOGRAPHIE ....................................................................................................................................... 24
PARTIE 2. DYNAMIQUE D’EPISYRPHUS BALTEATUS DANS LE PAYSAGE ..................................... 31
2.1. RÉSUMÉ DE L’ÉTUDE .............................................................................................................................. 32
2.2. INFLUENCE DES PARAMÈTRES PAYSAGERS SUR L’ABONDANCE ET LA DISTRIBUTION D’EPISYRPHUS
BALTEATUS (DIPTERA : SYRPHIDAE)............................................................................................................................. 35
2.3 BIBLIOGRAPHIE........ 50
PARTIE 3. MODÉLISATION MÉCANISTE DE LA DYNAMIQUE HIVERNALE D’ EPISYPRHUS
BALTEATUS .............................................................................................................................................................. 55
3.1. CHOIX DU TYPE DE MODÈLE.................................................................................................................... 56
3.2. DESCRIPTION DE LA PLATEFORME CORMAS......................................................................................... 64
3.3. MODÈLE HOVER-WINTER....................................................................................................................... 65
3.4 BIBLIOGRAPHIE........ 95
PARTIE 4. EXPLOITATION DU MODÈLE : INFLUENCE DE LA STRUCTURE DU PAYSAGE SUR
LA SURVIE HIVERNALE..................................................................................................................................... 101
4.1. INTRODUCTION...... 102
4. 2. MATÉRIEL ET MÉTHODES 106
4.3. RÉSULTATS............ 116
4.4. DISCUSSION........... 131
4.5. BIBLIOGRAPHIE .................................................................................................................................... 136
PARTIE 5. DISCUSSION GÉNÉRALE / CONCLUSION........................................................................... 140
5.1. SYNTHÈSE DES NOUVEAUX ÉLÉMENTS APPORTÉS PAR LA THÈSE .......................................................... 141
5.2. APPLICATIONS POTENTIELLES DES TRAVAUX ET PERSPECTIVES DE RECHERCHE ................................... 151
5.3. CONCLUSION......... 158
5.4. BIBLIOGRAPHIE..... 161
LISTE DES FIGURES ..................................................................................................................................... 164
LISTE DES TABLES ....................................................................................................................................... 166

ANNEXE 1: CODE DU MODÈLE HOVER-WINTER................................................................................ 167
ANNEXE 2 : MODÈLE LANDSCAPE GENERATOR............................................................. 214
ABSTRACT : .................................................................................................................................................... 221
RÉSUMÉ :......................................................................................................................................................... 222

3Introduction générale
Au cours du dernier siècle, les systèmes agricoles ont subi de profondes transformations.
L’augmentation de la population humaine a nécessité de passer d’un mode de gestion des
systèmes agricoles issu de plusieurs siècles d’essais, en relatif équilibre avec le milieu, à un
mode de gestion permettant certes une bien meilleure productivité mais parfois au détriment de
cet équilibre écologique (Gurr et al., 2004). Cette évolution du monde agricole a également eu
des conséquences au niveau de l’organisation spatiale des paysages, particulièrement dans les
pays européens. L’intensification de l’agriculture a conduit à la diminution des espaces moins
productifs utilisés auparavant pour les pratiques extensives (Pfiffner & Wyss, 2004), tels que les
prairies permanentes ou les zones humides.
A partir des années 1980, l’intensification a fait émerger des problèmes de pollution,
notamment des eaux, du fait de l’application trop importante d'intrants chimiques (engrais et
pesticides). Dans un premier temps, les recherches en agronomie se sont essentiellement
orientées vers la mise au point de pratiques agricoles plus respectueuses de l’environnement
(maîtrise des fertilisants azotés et phosphatés, des traitements phytosanitaires, de l'irrigation).
Les orientations envisagées aujourd'hui pour la recherche agronomique visent, au-delà de la
simple maîtrise de ces intrants, à en réduire les besoins (Aubertot et al., 2005). L'objectif est
donc d'assurer aux agroécosystèmes les services indispensables de régulation, de recyclage et de
bioturbation notamment, non plus uniquement par des interventions coûteuses en énergies
d'origine industrielle mais le plus possible par l'instaur