L'intégration de processus

Agnes

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• Publié par: ibilokar
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• Langue: Français
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Extrait

L’intégration de processus Modélisationstructur-efonctiondelacroissance

La croissance d’un arbre résulte de la conjonction de nombreux processus comme l’acquisition de carbone ou d’eau, la répartition et l’utilisation de ces ressources au sein de la structure, etc. Ces processus, qui sont interdépendants à des degrés divers, peuvent être représentés sous forme d’équations mathématiques où interviennent à la fois le temps (équations dynamiques) et la structuration spatialedel’arbre(modélisationstructur-efonction).L’intégrationconsisteàrassemblertoutoupartiede ces équations dans un modèle unique et à résoudre le système résultant. Suivant le but recherché, on peut distinguer deux niveaux d’intégration :

1. L’intégration d’un petit nombre de fonctions étroitement interdépendantes (processus couplés) permet une représentation très détaillée des mécanismes fondamentaux, dont les éléments quantitatifs (paramètres des équations) ont une signification biologique et peuvent être mesurables. Ce type d’intégration fait progresser les connaissances sur les processus en jeu (modélisation mécaniste). JJ Exemple: la circulation de l’eau et du carbone au sein de la structure J trvx p (Fig. 1). L’eau est véhiculée par la sève brute, solution minérale très diluée circulant sous tension dans les vaisseaux du bois (xylème). Le carbone est véhiculé sous forme de sucre par la sève élaborée, solution sève v ute très concentrée circulant sous pression dans les éléments du phloème. élaborée (xylème) Les deux circulations sont couplées par les échanges d’eau entre les (phloème) deux sèves, et le lien entre pression et concentration de la sève élaborée. Fig. 1: la double Les paramètres pertinents sont les résistances à l’écoulement des deux circulation des sèves sèves, et les forces de ‘sources’ et ‘puits’ régissant les échanges de sucres entre la sève élaborée et les tissus environnants.

2. L’intégration de l’ensemble des fonctions contribuant à la croissancemais décrites moins en détail fournit une simulation de la dynamique de croissance de l’arbre entier en fonction de l’architecture et de l’environnement. Le moteur central du simulateur (horloge) gère l’enchaînement des modules de processus en leur donnant accès aux données de la structure pour les mettre à jour à chaque pas de temps (Fig. 2). ment Structure pté Ces simulations (Fig. 3) permettent de prévoir la croissance de l’arbre topologie à moyen et long terme sous différents scénarios de climat nthèse (réchauffement global par ex.) ou de modes de conduite (taille). Horloge (séquence Répartition du C journalière) 120 g CO / jour 2 Feuilles Pousses de l’année propriétés Phénologie 100 Tronc et branches géométr. 80 Grosses racines & physiol. 60Racines fines 40 20 0 Fig. 2 :structure du simulateur Avril Mai Juin Juillet Août Sept. Oct. Nov. de croissance intégrée ‘PIAF-1’ Fig. 3 :Dynamique simulée de la croissance et de l’entretien des différents organes d’un jeune noyer Contacts : A. Lacointe, N. Donès