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Architecture des plantes et production végétale
Les apports de la modélisation mathématique

Architecture des plantes et production végétale-quae-9782759226207
Architecture des plantes et production végétale 


Editeur : QUAE

Année : 05/2018

Comment modéliser la production végétale en utilisant les concepts de l’architecture des plantes ? À l’interface des disciplines biologiques, des mathématiques et de l’informatique, la modélisation des plantes présentée dans cet ouvrage permet de comprendre comment l’architecture d’une plante se construit, pas à pas, tout en étant le support de la production végétale c’est-à-dire selon le type de plante, d’organes (feuille, tiges, fruits, etc.), faisant parfois l’objet de valorisation économique.

Pour cela, il faut modéliser d’abord l’organogénèse,  issue des bourgeons, qui conduit le développement architectural, avec ses règles botaniques. Il faut ensuite, modéliser la photosynthèse, avec ses règles éco-physiologiques et les relations sources-puits entre organes qui produisent et répartissent la biomasse dans la plante. Les paramètres et les équations, une fois identifiés et établis, permettent, grâce à des programmes informatiques, de simuler la croissance et l’architecture des plantes et des peuplements en fonction des conditions environnementales (température, lumière, eau, densité de plantation). Les simulations 2D ou 3D des plantes reproduites dans l’ouvrage ne sont pas de simples figures, elles reproduisent numériquement et fidèlement le développement et la croissance des plantes étudiées.

Les applications potentielles de cette modélisation sont nombreuses, impliquant tout d’abord l’estimation des paramètres du développement et de la croissance de la plante cultivée étudiée, l’ouvrage en présente de multiples cas : arabette, maïs, tournesol, cotonnier, caféier, merisier, érable, … Ces jeux de paramètres peuvent être ensuite utilisés dans des schémas de sélection ou d’optimisation de la production des systèmes culturaux (irrigation, …).

Tandis que l’objectif de l’ouvrage numérique Architecture et croissance des plantes  mis en ligne en 2016 par les Éditions Quæ était de développer et de détailler toutes les étapes de cette recherche, celui de cet ouvrage plus synthétique est de rendre compte des principaux fondements de la modélisation des plantes, pour mieux la connaître.

 

Rédigé par des botanistes, des agronomes, des mathématiciens et des informaticiens, cet ouvrage collectif est le fruit de quarante années de recherches et de collaborations scientifiques entre des équipes en France, en Hollande, en Chine et en Afrique.

Il s’adresse aux chercheurs, enseignants et étudiants en biologie, en agronomie et en sciences de la vie. Mais aussi aux architectes paysagistes, écologues et aux communautés des sciences exactes (mathématiciens, informaticiens, physiciens) intéressées par la simulation du vivant.


Reliure : Broché
Nbr de pages : 360
Dimension : 16 x 24 cm
Poids : 810 gr
ISBN 10 : 2759226204
ISBN 13 : 9782759226207
79,00 €
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Chapitre 1 - Notions botaniques sur l’organisation des structures végétales

Entités botaniques d’une structure végétale

Notions d’âge chronologique des méristèmes

Aspects déterministe et stochastique de l’architecture des plantes

Conclusion

 

Chapitre 2 - Structures et architectures végétales : modélisation et simulation

Modélisation et simulation du développement des structures végétales par un automate botanique déterministe

Modélisation et simulation du développement des structures dans le cas stochastique

Structure simulée et structure potentielle

Applications à la simulation de l’architecture des plantes

À retenir

 

Chapitre 3 - Modélisation de la croissance végétale : cas déterministe

Processus biologiques de base de la croissance végétale

Tomsim, un exemple de modèle de culture

Demande de la plante, fonction du développement

Équations de la croissance

Comportement du modèle GreenLab, cas de la croissance libre

Influence des paramètres de l’environnement

Discussion

Chapitre 4 - Modélisation de la croissance végétale, les opérateurs de croissance : cas stochastique

Développement stochastique et croissance des axes

Croissance déterministe sous l’effet d’un développement des axes, continu et périodique

Croissance sous l’effet d’un développement des axes, continu et stochastique

Croissance sous l’effet d’un développement des axes, rythmique, synchrone et stochastique

Autres types de croissance d’arbres

Discussion

Chapitre 5 - Modélisation de l’acropétalie et de la basipétalie chez les plantes herbacées

Étude du développement des herbacées

Équations génériques contrôlant les délais à l’expansion des organes

Séries organiques simples et composées chez les herbacées

Discussion

Chapitre 6 - La croissance secondaire

De la dendrométrie

Intégration des modèles de la dendrométrie aux modèles structure-fonction

Modélisation de la croissance secondaire dans les modèles AmapHydro et GreenLab

À retenir

Chapitre 7 - Validation du modèle GreenLab sur les plantes cultivées

Considérations sur l’estimation des paramètres du modèle

Mise en œuvre des méthodes inverses sur les plantes cultivées

Rappel sur l’analyse des cimes

Analyse des séries organiques

Application de l’analyse des séries organiques sur les plantes cultivées (arabette rameuse, tournesol, concombre, cotonnier, caféier, érable à sucre, cresson de Madagascar)

Diverses croissances de plantes modélisées avec le modèle GreenLab

Discussion

Chapitre 8 - Le passage de la plante au peuplement

Introduction au peuplement végétal

Étude de la croissance du maïs dans son environnement

Le passage de la plante individuelle au peuplement végétal. Cas du maïs

Simulation d’un champ de maïs, passage de la plante au peuplement

Effets du climat sur la stabilité des paramètres sources puits cas du chrysanthème

Valeur prédictive du modèle GreenLab par rapport à des modèles de culture PBM (cas de la betterave)

Passage de l’arbre isolé au peuplement forestier

Discussion

 

Chapitre 9 - Applications diverses de l’architecture des plantes

Diverses utilisations des maquettes de plantes

Génétique et modèle de plante structure-fonction

Optimisation et modèle de plante structure-fonction

Interaction croissance développement

Discussion

 

Conclusion

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