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L’AGROÉCOLOGIE : RECHERCHES POUR LA TRANSITION DES FILIÈRES ET DES TERRITOIRES
●
Des avancées scientifiques récentes
Le domaine de la modélisation en agroécologie est en plein essor. À titre d’exemple,
107 modèles ont été recensés à l’Inra en 2018 (Monod et al., 2018). Ces modèles ont
contribué à environ 400 publications, en grande partie publiées très récemment. Ils
correspondent, pour certains, à des familles de modèles, pour d’autres, à un modèle
unique. La communauté scientifique concernée commence à se structurer en quelques
réseaux de collaboration. Une enquête réalisée auprès des concepteurs de cette centaine
de modèles permet d’analyser ce que peuvent faire les modèles ainsi que leurs limites
dans le champ de l’agroécologie.
❚
❚ De nombreux domaines et types de processus écologiques
représentés
Les modèles en agroécologie couvrent de nombreux domaines :
• les interactions entre génétique et environnement ;
• les relations entre plantes, bioagresseurs et l’usage des pesticides ;
• les cultures associées et l’accès aux ressources (eau, nutriments) ;
• la santé animale, la gestion antibiotique ou des populations de vecteurs (tiques…) en
lien avec la faune sauvage ;
• l’exploitation agricole, son atelier d’élevage et la gestion de la ressource végétale, ses
troupeaux avec la prise en compte des relations intra et inter-troupeaux ;
• les politiques de conservation (stratégie de conservation, relations entre espèces).
Plusieurs catégories d’interactions ou de fonctions écologiques y sont étudiées : parasitisme, prédation, compétition, facilitation, décomposition de la matière organique. Des
modèles relatifs à la distribution spatio-temporelle de populations ou de particules biotiques sont identifiés. Différentes échelles sont visées : intra-hôte, population, territoire,
etc. Quelques exemples significatifs peuvent être cités.
1. Un cadre générique de simulation en épidémiologie (EMuLSion) a été développé (Picault
et al., 2017). Les processus d’infection et de cycle de vie des animaux sont représentés
sous forme de « machines à états » qui permettent de décrire des systèmes séquentiels
dont l’évolution est plus complexe que de simples compteurs ou registres.
2. La biodiversité devient explicitement modélisée pour des phases clés des cycles biogéochimiques, avec la représentation de groupes fonctionnels microbiens et de leur rôle
dans des modèles de décomposition de la matière organique des sols (modèles gdm,
cAntiS, EEzy ; Iqbal et al., 2014 ; Moorhead et al., 2012, 2014).
3. Un environnement de modélisation et de simulation de dynamiques de populations sur
paysages réalistes (Esomed : Environnement de simulation et d’optimisation de modèles
d’équations aux dérivées partielles) est désormais mis en place (Roques et Bonnefon,
2016). Cet environnement permet de coupler des dynamiques sur des parcellaires à
deux dimensions et sur des éléments à une dimension du paysage (haies, routes…).
L’environnement intègre un générateur stochastique de parcellaires et d’usages des sols.
L’AGROÉCOLOGIE : RECHERCHES POUR LA TRANSITION DES FILIÈRES ET DES TERRITOIRES
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Des avancées scientifiques récentes
Le domaine de la modélisation en agroécologie est en plein essor. À titre d’exemple,
107 modèles ont été recensés à l’Inra en 2018 (Monod et al., 2018). Ces modèles ont
contribué à environ 400 publications, en grande partie publiées très récemment. Ils
correspondent, pour certains, à des familles de modèles, pour d’autres, à un modèle
unique. La communauté scientifique concernée commence à se structurer en quelques
réseaux de collaboration. Une enquête réalisée auprès des concepteurs de cette centaine
de modèles permet d’analyser ce que peuvent faire les modèles ainsi que leurs limites
dans le champ de l’agroécologie.
❚
❚ De nombreux domaines et types de processus écologiques
représentés
Les modèles en agroécologie couvrent de nombreux domaines :
• les interactions entre génétique et environnement ;
• les relations entre plantes, bioagresseurs et l’usage des pesticides ;
• les cultures associées et l’accès aux ressources (eau, nutriments) ;
• la santé animale, la gestion antibiotique ou des populations de vecteurs (tiques…) en
lien avec la faune sauvage ;
• l’exploitation agricole, son atelier d’élevage et la gestion de la ressource végétale, ses
troupeaux avec la prise en compte des relations intra et inter-troupeaux ;
• les politiques de conservation (stratégie de conservation, relations entre espèces).
Plusieurs catégories d’interactions ou de fonctions écologiques y sont étudiées : parasitisme, prédation, compétition, facilitation, décomposition de la matière organique. Des
modèles relatifs à la distribution spatio-temporelle de populations ou de particules biotiques sont identifiés. Différentes échelles sont visées : intra-hôte, population, territoire,
etc. Quelques exemples significatifs peuvent être cités.
1. Un cadre générique de simulation en épidémiologie (EMuLSion) a été développé (Picault
et al., 2017). Les processus d’infection et de cycle de vie des animaux sont représentés
sous forme de « machines à états » qui permettent de décrire des systèmes séquentiels
dont l’évolution est plus complexe que de simples compteurs ou registres.
2. La biodiversité devient explicitement modélisée pour des phases clés des cycles biogéochimiques, avec la représentation de groupes fonctionnels microbiens et de leur rôle
dans des modèles de décomposition de la matière organique des sols (modèles gdm,
cAntiS, EEzy ; Iqbal et al., 2014 ; Moorhead et al., 2012, 2014).
3. Un environnement de modélisation et de simulation de dynamiques de populations sur
paysages réalistes (Esomed : Environnement de simulation et d’optimisation de modèles
d’équations aux dérivées partielles) est désormais mis en place (Roques et Bonnefon,
2016). Cet environnement permet de coupler des dynamiques sur des parcellaires à
deux dimensions et sur des éléments à une dimension du paysage (haies, routes…).
L’environnement intègre un générateur stochastique de parcellaires et d’usages des sols.