Modèles Dynamiques de la Croissance des Plantes : Succès et Défis - Archive ouverte HAL Access content directly
Book Sections Year : 2018

Modèles Dynamiques de la Croissance des Plantes : Succès et Défis

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Abstract

For a few decades, the joint work of biologists, agronomists, mathematicians and computer scientists has allowed the spectacular development of plant growth models. If their typology is very diverse, mostly according to the scales at which the different growth processes are described, these models share the ambition to propose a framework to analyze the genotype*environment interaction. In this paper, we present the main historical steps in plant growth model development and the key concepts underlying their construction, with a particular focus on functional-structural plant models which combine the description of plant ecophysiological functioning and architectural development. We also detail the mathematical formalism adapted to the integration of biological concepts and underline the statistical issues raised by data analysis for model parameterization and validation. Once the modelling methodology exposed, we illustrate by a few applicative examples the important perspectives in agriculture: by an improved prediction of phenotypes, models can support new decision aid tools for farmers or help optimizing the breeding process. Finally, we will conclude by underlining a new challenge for plant models: how can they take advantage of the now easily available genomics data ?
Depuis quelques décennies, le travail conjoint des biologistes, agronomes, mathématiciens et informaticiens a permis le développement des modèles de croissance de plantes. S'il existe une typologie assez variée, dépendant en particulier des échelles de description et des processus étudiés, ces modèles partagent l'ambition d'offrir un cadre pour l'analyse de l'interaction génotype-environnement. Nous présentons dans cet article les grandes étapes du développement des modèles de croissance de plantes et les concepts clés sur lesquels ils reposent, notamment pour les modèles dits structure-fonction, qui combinent la description du fonctionnement de la plante et son développement architectural. Nous détaillons en particulier le cadre mathématique adapté a l'intégration de ces concepts et soulignons l'importance des problèmes statistiques posés par l'analyse des données pour la paramétrisation et la validation des modèles. Une fois la démarche de modélisation présentée, nous illustrons par quelques exemples d'applications comment l'amélioration de la prévision des phénotypes par ces modèles ouvre des perspectives importantes pour l'agriculture : cela concerne l'aide à la décision et l'optimisation des pratiques culturales ou encore le processus d'amélioration variétale. Finalement, nous soulignons un défi à venir pour les modèles : comment peuvent-ils bénéficier de l'information génomique désormais facilement accessible ?
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Dates and versions

hal-02285935 , version 1 (13-09-2019)

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  • HAL Id : hal-02285935 , version 1

Cite

Paul-Henry P.-H. Cournède. Modèles Dynamiques de la Croissance des Plantes : Succès et Défis. Potentiels de la science pour une agriculture durable, Académie d'Agriculture de France. Edition: Jean-Claude Pernollet., , 2018. ⟨hal-02285935⟩
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