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Trente chercheurs, de sciences sociales et de sciences de l’information, étaient réunis une semaine fin janvier 2014 pour les journées de Rochebrune, « rencontres interdisciplinaires sur les systèmes complexes naturels et artificiels », qui ont lieu chaque année depuis 1992. Le thème choisi, « Multi-trans-interdisciplinarité », ouvrait explicitement un bilan de ces journées. Nous retenons de ce bilan une série d’interrogations. Quels sont les liens qui se tissent entre les disciplines et quels sont les objectifs de construction à plusieurs points de vue ? Comment valoriser les différences de langages et de méthodes entre disciplines ? À quelles conditions les modèles peuvent-ils intégrer des connaissances hétérogènes ? La recherche d’unification, source d’innovations et d’enrichissement, présente également les risques d’un lissage des disciplines, d’une perte de spécificité du langage, et d’une domination par les sciences de l’information. À la fois outil technique et cadre conceptuel, les systèmes complexes apportent des entrées multiples pour la construction, l’intégration ou la confrontation interdisciplinaire.

Cet article propose une clé de lecture originale articulant les notions d’intégration et de ségrégation, pour approfondir les débats sur les modèles de développement notamment en milieu rural. Les controverses opposent souvent un modèle de développement fondé sur une agriculture spécialisée et productiviste, connectée aux marchés globalisés et un modèle de développement local associé à des filières de proximité et à des formes de production agricole favorisant l’intensification écologique et la cohésion sociale. Dans un premier temps, l’intérêt heuristique des notions d’intégration et de ségrégation pour lire les recompositions des modèles de développement est précisé. La clé de lecture est ensuite testée dans le cas de la Nouvelle-Calédonie, emblématique d’une situation coloniale de peuplement dans laquelle l’action publique se réfère à des modèles duaux de développement. Nous insistons sur le caractère stratégique des segmentations des politiques et des territoires associés, et montrons que les frontières entre ces territoires sont le lieu d’innovation où se construisent les modèles en devenir.

En Amazonie, l’élevage bovin contribue à la construction d’un nouveau territoire du fait et en dépit des impacts qu’il a sur un écosystème forestier dont la préservation fait la quasi-unanimité. Il existe en effet un profond fossé entre d’une part des acteurs locaux, pionniers à la recherche de meilleures conditions de vie, pour lesquels la forêt est une simple réserve de fertilité et, d’autre part, la communauté internationale soucieuse des impacts environnementaux de cette déforestation à grande échelle. Nous avons conçu un système multi-agents (SMA) qui permet de rendre compte des stratégies des éleveurs et agriculteurs qui sont les acteurs clés de cette déforestation, et d’en simuler les impacts. Nos résultats éclairent d’un jour nouveau les questions et enjeux relatifs à` l’intensification agroécologique et l’élaboration de politiques publiques durables pour le développement des fronts pionniers sur la Transamazonienne. Nos travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour le partage d’information entre leurs diverses parties prenantes. Bien que conçu pour représenter des dynamiques locales, le modèle apparaît suffisamment générique pour être applique´ a` d’autres situations amazoniennes., In Amazonia, cattle ranching plays a particular role in the construction of new territory, especially because it affects the Amazon Rainforest, the conservation of which represents very high stakes. There is a wide and obvious gap between on the one hand local actors, pioneers seeking better living conditions and for whom the natural forest is perceived as a simple reserve of fertility and, on the other hand, the international community concerned by environmental impact. We describe several versions of a multi-agent model and their results as information sharing between stakeholders as along with new research questions regarding agro-ecological intensification and the drawing up of durable public policies. Although it has been designed to represent local dynamics, this model could probably be used in other Amazonian areas.

Agricultural prices recently rocketed, calling for significant food price increase, and granting farmers large profits they did not claim. Such an increase in agricultural commodity prices were considered perfectly unrealistic a few years ago. Many explanations are now provided, involving drought in Australia, demand for biofuels, and consumer habits evolution in India or in China. Without denying any validity to such assertions, another hypothesis is proposed here, supported by the ID3 model by CIRAD: the recent price upsurge is only the logical consequence of expectation errors and the unstable character of the market equilibrium point. In this context, the deregulation of markets, particularly by the EC (complying with WTO requirements), which, till recently, was the ultimate stockpile operator, created a new situation likely to feed a chaotic cobweb. This implies that the high price episode will only be temporary, and followed by even more depressed prices. Yet, it might happen that the increased volatility leads to an average price higher than during the state involvement, contrary to policy makers expectations. (Resume d'auteur)

The growing concern about side-effects of policies focusing on economic growth or even technological innovations, as well as agriculture intensification leads more and more stakeholders to pay attention to the questions of monitoring and evaluation of agricultural practices. This step of evaluation is now essential in policy decision, in research and design of innovative solutions, in NGOs’ development projects, as well as in improvement process in ISO certification. The aim of this article is to review steps in the evaluation of sustainability in agriculture, starting in a first section with the necessity to develop a conceptual indicator framework to precise evaluators’ own vision of sustainability. In a second section, we address the necessity to answer preliminary questions that will guide the selection of a set of indicators or an assessment method. In a third section, after discussing the way to categorize indicators, we provide an overview of available indicators for two sustainability themes of the environmental dimension regarding respectively nitrogen management and biodiversity. In a fourth section, we highlight the diversity of evaluation methods of sustainability through six examples in France. Finally we conclude the article with a general discussion on questions that remain to address.

International audience; The amount of transmitted light in the understories of forest stands affects many variables such as biomass and diversity of the vegetation, tree regeneration and plant morphogenesis. Therefore, its prediction according to main tree or stand characteristics, without the need for difficult and costly light measurements, would be most useful for many different users and scientists. Transmitted global solar radiation was measured using tube solarimeters in the understories of 204 plots of even-aged coniferous stands of four species (Pseudotsuga menziesii, Picea abies, Larix sp. and Pinus sylvestris) in a wide range of ecological and management conditions in the temperate climate zone. From these data, a range of simple models based on the Beer-Lambert law was built and fitted to predict mean stand radiation transmittance from basic stand traits and management features: stand basal area, stand age, time since last thinning, and last thinning intensity. Forest managers can use it to predict understory light availability and adapt their silviculture to various objectives.; Simulation de l'éclairement relatif dans le sous-bois de peuplements réguliers de conifères en forêts tempérées. La quantité de lumière disponible dans le sous-bois des forêts affecte de nombreux processus tels que la production de biomasse et la diversité de la végétation, la régénération des arbres et la morphogénèse des plantes. Prédire cette quantité sans avoir à effectuer de mesures de lumière délicates et coûteuses serait donc d'un grand intérêt pour différents utilisateurs et chercheurs. Le rayonnement solaire global transmis a été mesuré avec des solarimètres dans le sous-bois de 204 parcelles de peuplements réguliers de quatre espèces de conifère (Pseudotsuga menziesii, Picea abies, Larix sp. et Pinus sylvestris) dans diverses conditions écologiques et de gestion en climat tempéré. A partir de ces données et en utilisant le formalisme de la loi de Beer-Lambert, plusieurs modèles ont été bâtis et ajustés simulant la transmission de l'éclairement sous couvert en fonction des caractéristiques dendrométriques simples des peuplements étudiées et de leur gestion : surface terrière et âge du peuplement, durée depuis la dernière éclaircie et intensité de celle-ci. Ces outils pourraient être facilement utilisés par les gestionnaires forestiers pour estimer le niveau d'éclairement sous couvert et ainsi adapter leur sylviculture à divers objectifs.

Modelling is a way of integrating and formalising the knowledge about how a system works. Thus, it is a relevant approach for teaching agricultural systems analysis to undergraduate students. In most cases, research models or decision support tools cannot be easily used for teaching purposes because conceptual models are too complex to be handled by students during a short training course or do not fit pedagogic goals. However, from our own modelling research, we developed two techniques to support our teaching program in herd dynamics. The first one was based on a deterministic approach and used simple flow diagrams. Students had to fill in a paper chart that depicts the breeding scheme of a flock for several years. Thus, they test if a combination of decision rules (e.g., breeding, replacement, culling) allows to reach a given production objective. Then, students had to suggest technical means or management decisions that could improve flock productivity. The second technique relied on a stochastic matrix model that was used to illustrate the sensitivity of herd productivity in a tropical environment. The model was computerised using spreadsheets. On the basis of the simulation results, students had to comment on the behaviour of the system and to appraise the model, with respect to the choice of assumptions and formalisation. Because our teaching approach is progressive and interactive, we are confident that students will become well-informed users of more elaborated models such as decision support tools, L'utilisation de modèles pour l'enseignement sur le fonctionnement des troupeaux. La modélisation permet de résumer un ensemble de connaissances sur le fonctionnement d'un système. C'est ainsi un outil pertinent pour la formation des futurs ingénieurs à la complexité des systèmes agricoles. Les modèles de recherche ou les outils d'aide à la décision ne peuvent pas toujours être facilement utilisés pour la formation parce qu'ils ne correspondent pas toujours à nos objectifs pédagogiques ou parce qu'ils sont trop complexes pour être manipulés par les étudiants dans des séances d'enseignement de courte durée. En utilisant nos travaux de recherche sur la dynamique des troupeaux ovins ou bovins, nous avons développé deux techniques pour l'enseignement. La première est fondée sur l'utilisation de diagrammes de flux d'animaux. Les étudiants doivent remplir des graphes qui décrivent, de façon déterministe, l'organisation de la reproduction d'un troupeau ovin sur plusieurs années. Ils vérifient ainsi si une combinaison de règles de décision concernant la mise à la lutte, le renouvellement et la réforme permet de satisfaire un objectif de production donné. Les étudiants doivent alors réfléchir aux moyens techniques et organisationnels pour améliorer la productivité du troupeau. La seconde technique est fondée sur l'utilisation d'une feuille de calcul. Les étudiants doivent évaluer la sensibilité des performances de troupeaux bovins élevés dans un environnement difficile en milieu tropical. Nous avons développé un formulaire avec un modèle matriciel stochastique afin de simuler la dynamique démographique d'un troupeau. Les étudiants sont capables de faire une analyse critique du simulateur parce qu'ils ont au préalable élaboré le modèle conceptuel du système. Notre approche pédagogique étant progressive et interactive, nous pensons qu'à long terme, les étudiants seront des utilisateurs avertis de modèles plus élaborés comme ceux qui sont le support d'outils d'aide à la décision

International audience; This paper is the second part of a comprehensive approach that allows the elastic and shrinkage properties of oak to be determined from the properties of the anatomical tissues and the spatial distribution of those tissues, obtained by a high resolution digital X-ray imaging device. The computation of the macroscopic properties employs a 2-D numerical tool, called MorphoPore, that utilises periodic homogenisation over the representative volume. The paper starts with the derivation of the mechanical formulation and analyses the effect of mesh refinement on the overall solution quality. Thereafter, a first example is presented that depicts the effect of fibre proportion and fibre zone shape on the macroscopic properties using a virtual anatomical pattern and a second example uses finite element meshes built from actual patterns coming from two positions of the same tree, just before and just after thinning the forest stand. The approach presented in this research allows the increase of rigidity and shrinkage coefficients due to the increase of the annual ring width to be quantified. Finally, two localisation problems are proposed in which the micro-stress fields are computed from the macroscopic loading. The first case assumes that no macroscopic stress field exists (free shrinkage configuration), whereas the second assumes that the macroscopic displacement is constrained along one direction (drying configuration).; Utilisation de l'imagerie X pour la prédiction du bois de chêne : représentation, homogénéisation et localisation. Partie II : Calcul des propriétés macroscopiques et des champs de micro-contraintes. Cet article est la deuxième partie d'une approche complète qui permet de prédire les propriétés élastiques et de retrait du chêne à partir des propriétés des tissus qui le composent et de leur distribution spatiale décrite par un système d'imagerie X de haute résolution spatiale. Le calcul des propriétés macroscopique est effectué par homogénéisation de milieux périodiques sur un volume élémentaire représentatif à partir d'un code numérique 2-D, appelé MorphoPore. Ce papier commence par la présentation de la formulation mécanique. Viennent ensuite quelques considérations sur l'effet du raffinement du maillage numérique. À l'aide de plans ligneux virtuels, le premier exemple d'application montre l'effet de la proportion des fibres et de la forme de zone de fibres sur les propriétés macroscopiques. Le deuxième exemple utilise deux plans ligneux réels, provenant du même arbre. La seconde zone produite juste après éclaircie, a un accroissement annuel très important. Notre approche permet de quantifier l'augmentation des rigidités et des coefficients de retrait. Enfin, deux exemples de localisation sont proposés. Cette démarche permet le calcul des champs de micro-contraintes à partir du chargement macroscopique de la structure. Le premier cas considère l'absence de contrainte macroscopique (retrait libre) tandis que le deuxième considère que le déplacement est bloqué selon une direction (zone externe d'une planche durant le séchage).

International audience; This paper focuses on the modeling of the variability of some properties in Sessile oak wood (five swelling coefficients and wood density). They are modeled with linear mixed models. The data have a seven-levels hierarchical organization. The variability at each level is modeled with a variance matrix. Unfortunately, a model with all variances has too many parameters to be usable, so preferably only one variance other than the residual is kept. A graphical procedure based on the comparison of residual variance in the different candidate models is used to detect this main level. Result shows that the main level of variability is the "tree" level or the "height within tree" level for five properties. We cannot conclude for the last property. For other properties, the residual variance in the model with a "tree effect" is reduced to 40% of the residual variance of the model without structuring of variability. If the applications of models deal with the variability of properties, this "tree level" cannot be neglected.; Simplifier un modèle mixte destiné à effectuer des simulations lorsque les données ont une structure hiérarchique complexe. Exemple de quelques propriétés de base du bois de Chêne sessile (Quercus petraea Liebl.). Cet article traite de la modélisation de la variabilité de propriétés du bois de Chêne sessile (cinq coefficients de gonflement et la densité du bois). Ces propriétés sont modélisées à l'aide de modèles linéaires mixtes. Les données ont une organisation hiérarchique à sept niveaux. La variabilité à chacun de ces niveaux est modélisée par une matrice de variance. Cependant, le modèle avec toutes les variances comprend trop de paramètres pour être utilisable, aussi le choix est fait de ne tenir compte que d'une seule variance en plus de la variance résiduelle. On utilise une procédure graphique basée sur la comparaison des variances résiduelles des différents modèles candidats pour détecter le niveau principal de la variabilité. Ce niveau principal est ainsi le niveau " arbre " ou le niveau " hauteur dans l'arbre " pour cinq des propriétés. On ne peut pas conclure pour la sixième. Pour toutes les autres propriétés, la prise en compte d'un effet arbre permet de réduire la variance résiduelle à 40 % de la valeur obtenue dans un modèle sans structuration de la variabilité. Si la variabilité des propriétés est un facteur important pour les applications des modèles, ce niveau " arbre " ne peut pas être négligé.

International audience; The validation of the carbon and nitrogen model NDICEA (Nitrogen Dynamics in Crop rotations in Ecological Agriculture) is presented. The model allows one to estimate how crop rotations and manure applications affect the amount of mineral nitrogen in different phases of a crop rotation. The model was tested on 8 organic farms and research sites. The model's performance was tested by means of visual performance and a number of statistical measures. The results show that the model fits the observed mineral nitrogen for the top 30 cm of the soil with a modelling efficiency (ME) of 0.4 and a coefficient of determination (r) of 0.65. NDICEA is used to gain insight into the different sources of N mineralisation in the soil. Results show that the model NDICEA can be used to simulate sustainable farming systems at the field level using on-farm data and readily available climatic data. The model might therefore serve as a tool for evaluating the impact of the crop rotation and manure regime on long-term soil fertility levels and nitrogen leaching losses at the field level.; Minéralisation d'azote en agriculture biologique : validation du modèle NDICEA. Cet article présente la validation du modèle NDICEA (Nitrogen dynamics in Ecological Agriculture). Ce modèle permet d'estimer l'impact de la rotation des cultures et de l'application d'engrais sur la quantité d'azote minéral aux différentes phases de la rotation. Il a été testé sur 8 exploitations biologiques et centres de recherches. La performance du modèle a été évaluée par des moyens visuels et un certain nombre de mesures statistiques. Les prévisions du modèle correspondent aux quantités d'azote minéral observées dans les 30 premiers centimètres du sol, avec une efficience de 0,4 et un coefficient de détermination de 0,65. NDICEA permet donc la compréhension des différentes sources de minéralisation d'azote dans le sol. Les résultats montrent que le modèle peut permettre de simuler des systèmes de production durables à l'échelle des parcelles en utilisant des données de la ferme en question et des données climatiques. Il pourra alors servir comme outil d'évaluation de l'impact de la rotation et des doses d'engrais sur la fertilité à long terme des sols et sur les pertes par lixiviation d'azote à l'échelle des parcelles.

National audience; The domain of sports and physical activities is traditionally considered as rather male, and incompatible with a feminine role. As showed in the studies on the construction of sexual roles, this differentiated socialization affects the individual's attitudes and behaviors. This study was conducted on 782 teenagers (361 males, 421 females). Mean age for the participants was 15.4 years old (SD = .83). It was further predicted that physical activity choices in Physical Education depend upon individuals' score on both masculinity and feminity subscales of the French short version of the Bem Sex Role Inventory (Fontayne, Sarrazin, & Famose, 2000). Results are then dicussed according to different theoretical approaches of the relationships between gender roles. The differentiated additive androgyny model (Marsh & Byrne, 1991) is more particularly examined.; Le domaine du sport et des activités physiques est traditionnellement considéré comme plutôt masculin, et incompatible avec un rôle féminin. Comme l'ont montré les travaux sur la construction des rôles sexués, cette socialisation différenciée affecte les attitudes et les comportements de sujets. Dans cette étude menée auprès de 782 adolescents (361 garçons et 461 filles) âgés en moyenne de 15,4 ans (ET = 0,83 ans), il est supposé que leurs choix et leurs rejets concernant les activités physiques et sportives dans le cadre des cours d'E.P.S. sont médiés par leurs scores aux sous-échelles «masculine» et «féminine» de la version française de l'Inventaire des Rôles Sexués de Bem (Fontayne, Sarrazin, et Famose, 2000). Les résultats sont discutés à la lumière des divers cadres théoriques définissant les relations entre les différents «rôles de genre» et, en particulier, du modèle «additif et différentiel» de l'androgynie (Marsh et Byrne, 1991).

Afin de pallier le manque de simulateurs adaptés à la sylviculture locale et intense du hêtre (détourage d'arbres d'avenir), nous avons construit un modèle d'arbre à partir d'hypothèses écophysiologiques. Ce modèle linéaire relie la croissance de la tige à la taille du houppier. Le rapport de proportionnalité est nommé rendement du houppier. Ce paramètre macroscopique peut être obtenu comme combinaison de quelques paramètres écophysiologiques élémentaires (rendement photosynthétique, coefficient d'allocation à la tige, coefficients de respiration etc.). La simplicité du modèle permet d'analyser les variations du rendement du houppier dans un essai sylvicole. On montre à cette occasion que : - l'éclaircie entraîne un effet direct d'augmentation du rendement du houppier ; - la refermeture du couvert et les fluctuations climatiques entraînent d'importantes différences de rendement entre périodes successives ; - pour montrer un effet de l'âge, la structure mathématique du modèle doit être améliorée, notamment par une description plus fidèle de la respiration d'entretien et de la géométrie des cernes annuels, In order to design a simulator of local, intensive silviculture to the benefit of future crop trees in Common Beech, an individual-tree growth model was built using ecophysiological assumptions. This linear model links stem growth and crown size. The proportionality factor is named crown efficiency. This macroscopic parameter may be obtained as a combination of several elementary ecophysiological parameters (photosynthetic efficiency, allocation coefficient to stem, respiration coefficients etc.). The simple structure of the model allows the analysis of crown efficiency variations in a thinning trial. We show that: - thinning directly increase crown efficiency; - canopy closure and climatic fluctuations lead to large differences of crown efficiency between successive periods; - in order to show an effect of age, the mathematical structure of the model should be improved, e.g. by a better account of maintenance respiration and geometry of the annual ring.

International audience; This paper analyses the variation in tree canopy conductance for water vapour (g$_{\rm c}$) in order to derive a general expression, including the effects of solar radiation ($R$), vapour pressure deficit ($D$), leaf area index ($LAI$) and extractable soil water. Canopy conductance was calculated from transpiration measured in 21 broadleaved and coniferous forest stands, under different climates: temperate, mountain, tropical and boreal. Common features in the dependence of g$_{\rm c}$ on climate and on soil water content were exhibited. When soil water was not limiting, g$_{\rm c}$ was shown to increase linearly with LAI in the range 0 to 6 m$^2$ m$^{-2}$ and reach a plateau value. Besides the positive effect of increasing $R$ and the negative effect of increasing $D$ on g$_{\rm c}$, it was surprisingly shown that a decrease in extractable soil water induced a similar reduction in g$_{\rm c}$ in various tree species, equally in coniferous and in broadleaved. Based on these findings, a general canopy conductance function is proposed.; Un modèle générique de conductance de couverts forestiers dépendant du climat, de la disponibilité en eau dans le sol et de l'indice foliaire. Ce travail réalise l'analyse des facteurs de variation de la conductance du couvert pour la vapeur d'eau (g$_{\rm c}$) avec l'objectif d'en donner une expression générale, prenant en compte les effets du rayonnement global ($R$), du déficit de saturation de l'air ($D$), de l'indice foliaire ($LAI$) et de la réserve hydrique extractible du sol. La conductance du couvert a été calculée à partir de la transpiration mesurée dans 21 peuplements forestiers feuillus et résineux, sous différents types climatiques : tempéré, montagnard, tropical et boréal. Ce travail a montré, pour ces divers peuplements, une dépendance similaire entre g$_{\rm c}$ et les facteurs climatiques, ainsi qu'avec la réserve hydrique extractible du sol ($REW$). En conditions hydriques non limitantes, on observe que g$_{\rm c}$ augmente linéairement avec le $LAI$ entre 0 et 6 m$^2$ m$^{-2}$, puis atteint un plateau. De façon surprenante, en dehors de l'effet positif sur g$_{\rm c}$ de l'augmentation de $R$, et l'effet négatif de celle de $D$, on montre que la diminution de $REW$ a des conséquences similaires sur g$_{\rm c}$ pour diverses espèces forestières, aussi bien feuillues que résineuses. A partir de ces observations, un modèle général de conductance de couvert est proposé ici.

International audience; Irrigation non-uniformity is a key factor in reducing water and N efficiency and increasing N leaching. This study simulates the impact of non-uniform irrigation on crop growth and associated nitrogen fluxes. Simulations were applied to a travelling gun irrigation system on a maize crop over a 21-year period. Cropping and intercropping periods were analysed for two fertilisation rates (180 and 280 kg N$\cdot$ha$^{-1}$). The spatial coefficients of variations over a period of 21 years were below 37, 8, 25 and 34% , for N uptake, mineralised N, inorganic N left in the soil at harvest and leached N, respectively. Simulations with or without reinitialization every year of inorganic N and water content at sowing gave similar results, except in specific years. Differences between high and low fertilisation treatments showed up especially for leaching. Other irrigation and fertilisation strategies should be further analysed to provide more general conclusions.; Modélisation des conséquences agronomiques et environnementales d'une irrigation non uniforme sur une culture de maïs. I. Bilan azoté. L'hétérogénéité de l'irrigation est un facteur important de réduction de l'efficience de l'eau et de l'azote, et d'augmentation du lessivage. Ce travail simule l'impact de l'hétérogéneité de l'irrigation sur la croissance et les flux azotés d'une culture de maïs irriguée au canon. L'analyse porte sur 21 ans et sépare les périodes de culture et d'interculture. Deux niveaux de fertilisation sont analysés (180 and 280 kg N$\cdot$ha$^{-1}$). Les coefficients de variation spatiaux sur les 21 années sont inférieurs à 37 % , 8 % , 25 % , et 34 % , pour l'azote absorbé, l'azote minéralisé, le reliquat azoté à la récolte, et l'azote lixivié. La réinitialisation ou non du stock d'eau et d'azote au semis d'une année à l'autre a peu d'effets, sauf pour 2 années particulières. Des différences existent entre les 2 niveaux de fertilisation, notamment pour l'azote lessivé. D'autres stratégies d'irrigation et de fertilisation devraient être analysées pour tirer des conclusions générales.

International audience; SIMWAL (SIMulated WALnut) is a structural-functional tree model developed for single young walnut tree (Juglans sp.). It simulates the 3D structure dynamics of the tree, and biomass partitioning among its different organs, for a period ranging from a few months to several years, according to climatic conditions (temperature, radiation and air CO$_2$ concentration) and pruning. The aerial part of the tree is represented by axes split into growth units, inter-nodes, buds and leaves. The root system is described very coarsely by three compartments (taproot, coarse root and fine root). Only carbon-related physiological processes, i.e., radiation interception, photosynthesis, respiration, photosynthate allocation, and reserve storage and mobilisation are taken into account. Water and mineral nutrients are assumed to be optimal. We describe the model, and present preliminary tests of its ability to simulate tree architecture dynamics and carbon balance compared with field observations. Data requirements, and limits and improvements of the model are discussed.; SIMWAL : un modèle d'arbre structure-fonction simulant la croissance d'un noyer en fonction du climat et de la taille. SIMWAL est un modèle d'arbre structure-fonction développé pour le jeune noyer (Juglans sp.). Il simule l'évolution de la structure 3D de l'arbre et la répartition de la biomasse entre ses différents organes, pour des périodes allant de quelques mois à quelques années, en fonction des conditions climatiques (température, radiation, concentration dans l'air du CO$_2$) et des opérations de taille. La partie aérienne de l'arbre est représentée par des axes, eux-mêmes divisés en unités de croissance, entrenœuds, bourgeons et feuilles. Le système racinaire est plus grossièrement décrit en trois compartiments : pivot, racines moyennes et racines fines. Seuls les processus physiologiques relatifs au carbone sont pris en compte : interception lumineuse, photosynthèse, respiration, répartition carbonée, et stockage et mobilisation des réserves. L'eau et les éléments minéraux sont considérés à l'optimum. Nous décrivons en détail le modèle et présentons quelques tests préliminaires visant à vérifier sa capacité à simuler l'évolution de l'architecture d'un arbre et son bilan de carbone en comparaison à des observations de terrain. Le manque de certaines connaissances, les limites et les améliorations possibles du modèle sont discutés.

International audience; An earlier paper by the same author set out a symbolic notation for tree architecture designed to codify the Hallé-Oldeman tree models. This was used to construct a number of rules of tree architecture with the aim of discovering the limits of tree architectures. The present paper continues this search with six more rules. Applying the rules reveals eight new models or extensions of existing models which probably do not exist. Ten of the rules are combined to suggest three gradients, directions in which differences between trunk and branch axes can occur. There are gradients in in determinacy and tropy of trunk and branch axes and in the modes by which trunk axes relay, branch axes are attached and branch axes relay.; Trois tendances dans l'architecture des arbres. Un article antérieur par le même auteur a proposé une notation symbolique pour l'architecture des arbres, conçue pour codifier les modèles Hallé-Oldeman des arbres. Cette notation a été utilisée pour découvrir les limites des architectures des arbres. Ici nous continuons cette recherche avec six règles de plus. En appliquant les règles nous découvrons huit modèles nouveaux ou extensions des modèles existants qui probablement n'existent pas. Nous combinons dix des règles de façon à obtenir trois tendances, directions dans lesquelles peuvent se présenter les différences dans la détermination et le tropisme entre les modules du tronc et des branches, et aussi les différences entre les modes de relais des modules de tronc, d'attachement des branches et de relais des modules des branches.

International audience; This paper summarises the main characteristics of a new functional-structural ecophysiological model EMILION elaborated for pine species. It is based on the integration of the functioning of the tree aerial organs, shoots, buds and cones. It is founded on the modelling of carbon- and water- related processes at the organ level, and on the links that exist between the organs. The main processes described by EMILION are light distribution and interception, photosynthesis, respiration, stomatal conductance, transpiration, water transfer, phenology, and intra-annual growth. It uses an object-oriented approach. It has been parameterised and applied to adult Maritime pine (Pinus pinaster Ait.). The model simulates the distribution in the tree of carbon and water fluxes at a short time step. The principal inputs are stand and tree structure, and meteorological data. EMILION allows one to study the interaction of processes at the organ and tree level. An example application is presented, in which EMILION was used to simulate the carbon budget of existing branches, according to their age and location within the crown. This study was used to test one hypothesis of branch death, that death is a consequence of an imbalance between branch assimilate production and use. Our results show that the old branches of Pinus pinaster are autonomous for the carbon, but the ability of these branches to supply assimilates to rest of the tree appears very low. We conclude that this small carbon availability in the oldest branches is a cause of their limited development.; Principes du modèle structure-fonction Emilion et application à l'analyse de l'autonomie carbonée des branches dans le houppier. Un nouveau modèle écophysiologique EMILION de type structure-fonction est présenté. Ce modèle élaboré pour les espèces du genre Pinus, est basé sur l'intégration des connaissances relatives au fonctionnement des organes formant l'arbre, il est actuellement adapté au cas du Pin maritime (Pinus pinaster Ait.) adulte. Il s'appuie sur la modélisation des processus carbonés et hydriques à l'échelle de l'organe et sur les relations qu'établissent entre eux les organes qui sont liés. Différents types d'organes aériens sont distingués, les rameaux, les bourgeons et les cônes. Les principaux processus intégrés dans le fonctionnement des organes sont la distribution et l'interception du rayonnement, la photosynthèse, la respiration, la conductance stomatique, la transpiration, les transferts hydriques xylémiens, la phénologie et la croissance intra annuelle. Dans le modèle, chaque organe est représenté par un objet, et un arbre ou une branche par un objet Structure. Le modèle simule les flux de carbone et d'eau au sein de l'arbre à un pas de temps demi-horaire. EMILION permet d'étudier l'interaction des différents processus au sein des organes et au sein de l'arbre. Les entrées du modèle sont la structure du peuplement et de l'arbre modélisé, ainsi que les conditions climatiques. Une utilisation du modèle est présentée. EMILION est utilisé pour simuler, en fonction de leur âge et de leur position dans l'arbre, le bilan de carbone de branches réelles, afin d'analyser les hypothèses expliquant la mort des branches âgées, basées sur un déséquilibre entre production et consommation d'assimilats. Nos résultats montrent que les vieilles branches sont autonomes vis-à-vis du carbone, mais que la quantité d'assimilats quelles sont en mesure de fournir au reste de l'arbre devient relativement faible. Finalement nous supposons que cette faible disponibilité des assimilats, au sein des vieilles branches en peuplement, participe à la limitation de leur développement.

International audience; Resource acquisition within the soil is a complex process, which consists of several sub-processes involving both the soil and the plant. A brief analysis of the whole system is presented, first by focusing on the components of the system, and then on the successive events. This analysis stresses the diversity and specificity of the components involved, as well as their interactive roles, at several organisation levels, both in space and time. Therefore, a systemic approach using dynamic models is defended in order to gather available knowledge and gain new insight within the whole system. In comparison to many of the traditional modelling approaches, which tended to over-simplify the plant part of the system, some new and promising attempts are presented. These new models give a good illustration of what can be expected to be gained by associating structural and functional characteristics of the plant components.; Introduction sur l'environnement souterrain et l'acquisition des ressources, avec références particulières aux arbres. Les modèles de simulation devraient inclure la structure et les fonctions de la plante. L'acquisition des ressources du sol est un processus complexe, que l'on peut subdiviser en plusieurs processus plus élémentaires faisant intervenir conjointement la plante et le sol. Nous faisons une brève analyse de ce système, en insistant d'abord sur ses composants, puis sur les événements successifs. Cette analyse révèle la diversité et la spécificité des composants impliqués, ainsi que leurs rôles interactifs, à plusieurs niveaux d'organisation dans le temps et dans l'espace. Aussi, nous défendons une approche systémique, utilisant la modélisation dynamique, pour synthétiser les connaissances disponibles, et obtenir ainsi un nouvel éclairage sur le système pris dans sa globalité. En comparaison avec les approches de modélisation traditionnelles, qui tendent à simplifier outrageusement la partie plante du système, nous présentons quelque démarches nouvelles et prometteuses. Ces derniers modèles illustrent bien les progrès que l'on peut escompter en associant davantage les caractéristiques structurales et fonctionnelles des composants de la plante.

Cette note présente une démarche de diagnostic global de la culture du blé pratiquée à l’échelle d’une petite région. Les blés étudiés sont cultivés derrière 2 groupes de précédents (blé ou non-blé) en limons caillouteux ou non en Thymerais (Eure-et-Loir, à 80-100 km à l’ouest de Paris). On montre que, dans beaucoup de parcelles, le fonctionnement du couvert végétal est déjà perturbé avant la montaison, notamment pour des raisons sanitaires. Durant la montaison, le facteur limitant majeur est l’alimentation hydrique. À cette époque, l’effet du milieu domine l’effet du système de culture qui malgré tout existe essentiellement par sa composante succession de cultures : l’état sanitaire des blés sur blé apparaît fréquemment défavorable. L’effet de la sécheresse persiste lors du remplissage des grains mais est d’autant plus fort qu’il existe d’autres caractères défavorables (état structural du sol, états sanitaires des tiges et racines, verse). On observe que les précédents blé induisent plus de risques d’apparition de caractères défavorables que les précédents non-blé, risques renforcés par les semis tardifs et la culture en terres caillouteuses. En conclusion, on note qu’il n’existe pas de relation stricte entre les rendements et les variables décrivant le système de culture et/ou le milieu. On peut cependant dire que ces dernières conduisent à des niveaux de risque différenciés, dont l’extériorisation dépend du climat, et donc de la date de semis., This paper presents a methodology of analysing yield variations of wheat grown in on-farm fields. The study takes place in ’Thymerais’, a region at about 80-100 km in the west of Paris. The wheats studied were grown after 2 groups of previous crops (wheat or non-wheat). The soils are silty and the fields may be stony. In many fields, we can notice an early reduction of crop growth, before spring stem elongation, mainly for sanitary causes. During the stem elongation, the main limiting factor is water nutrition. At present, the environmental effect is more important than that of cropping systems. Nevertheless, the latter exists mainly by its crop rotation component: the sanitary state of the wheat behind wheat is often deficient. Drought prevails in summer, during grain filling, with larger consequences when there are other limiting factors (soil structure, stem and root sanitary states, and lodging). We observe that wheat as a precedent induces higher risks of yield limitation, these risks being increased by late sowings and stony fields. In conclusion, we notice that there is not an exact relationship between yields and cropping systems and/or environment characteristics. However, we can say that these induce different levels of risk, whose exteriorisation depends on weather and sowing date.

Resume Freshwatcr fishing is highly developed in the Amazonian basin, and the problems of managing the fish resource are becoming increasingly acute. The global model of cxploited stock dynamics has proved inadequatc for explaining the variations observed in catches from one ycar to the next. Following the results of recent studies in maritime fishing, this work aims to identify the contribution of environmental variables (hydrological parameters have been selected) to the explanation of variations in the abundance of the exploited fish community. An abundance index is calculated based on the catch per unit of effort statistics and the surface of the considered basin. Using a 12-year time series, the results show that the effect of the fishing effort on the index of abundance is negligible when viewed alongside the flood rcgime parametcrs for the years prior to the catch. The effects revealed arc, in chronological order of appearance: 1) a positivc effect of the water level during the flood regime peak three years previous to the catch, probably associated with recruitment for a number of specics; 2) the effect of the water level during its rise two years beforc the catch, which may well be related to competition phenomena; and 3) the effect of severe low-water levels two years before the catch, possibly due to mass natural mortality during the scverest periods of low-water. Because thcre are complex migratory movements of fish populations either side of low-water periods, only the estimated biomass during the flood appears to be an accurate reflection of the mean biomass in the environment. Linear models are presented, where the abundance index is a function of the hydrological parameters previously identified. The model with 3 variables corresponding to the 3 evidenced effects, explains more than 83% of the variations in the annual abundance indices.

To assess the sustainability of plantation forest management we compare two types of biodiversity indicators. We used the species richness of saproxylic beetles as a case study to test the “species” and “environmental” indicator approaches. We compared single species abundance or occurrence and deadwood volume or diversity as predictor variables. • Beetles were sampled with flight interception traps in 40 Maritime pine plantation stands. The volume and diversity of deadwood was estimated with line intersect and plot sampling in the same stands. Predictive models of species richness were built with simple linear or Partial Least Square regressions. • Deadwood variables appeared to be good predictors of saproxylic beetle richness at the stand-scale with at least 75% of variance explained. Deadwood diversity variables consistently provided better predictive models than volume variables. The best environmental indicator was the diversity of deadwood elements larger than 15 cm in diameter. • By contrast, the use of “species variables” appeared to be less relevant. To reach the quality of prediction obtained with “environmental variables”, the abundance or occurrence of 6 to 7 species – some of which are difficult to identify – had to be used to build the indicator., Pour améliorer le suivi de la gestion durable des forêts de plantation, nous avons cherché à développer des indicateurs de biodiversité en prenant pour exemple la richesse en Coléoptères saproxyliques. Nous avons comparé l'approche directe, basée sur l'abondance ou l'occurrence de certaines espèces de coléoptères saproxyliques, et l'approche indirecte, basée sur les caractéristiques du bois mort comme variables prédictives. • Les Coléoptères ont été inventoriés à l'aide de pièges à interception dans 40 peuplements de pin maritime. Le volume et la diversité des pièces de bois mort ont été estimés à l'aide d'un échantillonnage par transects ou par placettes dans les mêmes plantations. Les modèles prédictifs ont été construits à l'aide de régressions linéaires simples ou PLS. • Les variables locales de bois mort apparaissent comme de bons prédicteurs de la richesse spécifique en coléoptères saproxyliques, avec jusqu'à 75% de la variance expliquée. Les variables de diversité du bois mort semblent de meilleurs prédicteurs que les variables volumiques. Le meilleur indicateur " indirect " pourrait être la diversité des pièces de bois mort de diamètre supérieur à 15 cm. • En revanche, le recours à des indicateurs " directs " semble moins prometteur. Pour obtenir une qualité de prédiction équivalente à l'approche indirecte, il faudrait prendre en compte l'abondance ou l'occurrence d'au moins 6 ou 7 espèces dont certaines sont difficilement identifiables.

In order to study the occurrence of Gymnodinium mikimotoï bloom on the French Atlantic coast, a three-dimensional model of primary production was set up. The biological model was coupled to a hydrodynamic model previously developed at Ifremer, by the intermediary of transport, diffusion and heat fluxes. The cycles of three limiting elements for the phytoplankton growth were modelised: nitrogen, phosphorus and silicon. The second phase of the study aimed at reproducing the summer dinoflagellate blooms. In this new approach a model of the species Gymnodinium mikimotoï was coupled with the previous biomass model which provides the physical and chemical environments. The study focuses on the results obtained by this specific sub-model. The parametrisation was based on some physiological studies reported from laboratory cultures and on parameters existing in the literature. Consistent with the observations, the model reproduces the sub-surface cell concentrations, in the zone of minimal turbulence. The formulation retained for the temperature effect on the growth rate leads to a strong influence of temperature on the onset of the bloom and the mortality rate controls the vertical distribution. Nevertheless, as formulated here, the model underestimates the cell density., Afin d'étudier les processus de formation des blooms estivaux du dinoflagellé Gymnodinium mikimotoi; un modèle de la production primaire sur le plateau continental atlantique français a été développé. Un modèle biologique a été couplé au modèle physique tridimensionnel développé à I'lfremer, par l'intermédiaire du transport, de la diffusion et des flux de chaleur. Le modèle biologique décrit les cycles de l'azote, du phosphore et du silicium au travers du réseau trophique. Un modèle spécifique de I'espèce Gymnodinium mikimotoi'a ensuite été introduit. La nouveauté dans cette approche consiste à introduire un modèle de dynamique simple, pour une espèce phytoplanctonique particulière, dans un modèle tridimensionnel physico-biologique de biomasse globale. L'étude présentée ici montre les résultats issus de ce sous modèle. La paramétrisation spécifique à cette espèce est fondée sur une étude bibliographique et sur des expériences en laboratoire. Une des originalités de l'étude réside dans la formulation du taux de mortalité en fonction de la turbulence et de la densité cellulaire. La distribution verticale en subsurface des concentrations en Gymnodinium mikimotoï est assez bien reproduite et l'étude est prometteuse. Les maximums de densité cellulaire simulés pour Gymnodinium mikimotoi'se situent en sub-surface, au niveau de la pycnocline, correspondant à la zone de turbulence minimale. La comparaison avec les mesures de terrain montre que le modèle reproduit correctement la distribution spatiale de cette espèce le long des côtes; néanmoins, il sous-estime les niveaux de concentrations maximales observés. Le choix retenu pour représenter le rôle de la température sur le taux de croissance conduit à un effet prépondérant sur le déclenchement du bloom. Le taux de mortalité contrôle par la suite la distribution verticale.

International audience; Les théories de conductivité et de contact dans les milieux granulaires sont appliquées à la modélisation des compositions pyrotechniques, considérées comme des mélanges réactifs de deux solides pulvérulents, de conductivité thermique differente. Les conditions d'inflammation peuvent être ainsi déterminées en fonction de la granulométrie et de la composition. Certains aspects microscopiques de la connectivité dans les milieux aléatoires granulaires et réactifs sont approfondis.

Les méthodes de caractérisation du système racinaire en tant que capteur d’eau sont discutées, spécifiquement dans le cas où il existe une forte variabilité horizontale de la densité racinaire liée à la présence d’obstacles structuraux à la pénétration des racines. L’examen des expérimentations et des modèles portant sur le transfert d’eau entre le sol et les racines suggère que, dans ce cas, les conclusions de NEWMAN (1969) ne sont pas valides et que les résistances au transfert de l’eau à l’intérieur du sol peuvent être importantes. La distance entre chaque point du sol et la racine la plus proche reste alors un critère pertinent pour caractériser la résistance au transfert de l’eau entre le sol et les plantes. Des calculs effectués sur des exemples montrent que la fonction de répartition de ces distances dépend fortement de la disposition spatiale des racines. Lorsque celle-ci est de type groupé, un fraction importante du sol se trouve éloignée de la racine la plus proche d’une distance plusieurs fois supérieure à la « demi-distance moyenne entre racines voisines », calculée classiquement en supposant une disposition régulière des racines. Dans ce cas, la caractérisation de l’enracinement par une longueur de racine dans chaque horizon de sol s’avère donc insuffisante ; il est nécessaire d’y inclure l’étude de la disposition spatiale des racines, ce qui n’est pas permis par les techniques actuelles d’observation des systèmes racinaires., Methods for characterizing root systems as water sinks are discussed, specifically for the case when root density is uneven horizontally, due to the presence of compacted structural elements within the soil profile. A review of published results and models on soil-plant water transfer suggests that NEWMAN'S (1969) conclusions are not valid in this case, and that resistances to water transfer within the soil may be appreciable. Accordingly, the distance between each point in the soil and the nearest root remains a pertinent criterion in characterizing soil-plant resistance to water flow. Calculations carried out on examples showed that the cumulative frequency distribution of these distances strongly depended on the spatial arrangement of the roots. If this arrangement followed a clustered pattern, an appreciable proportion of the soil was at a distance from the neighbouring root several times larger than the « mean half distance between neighbouring roots », classically calculated assuming a regular pattern. In this case, characterization of root systems by the length of roots per layer would prove inadequate, and the spatial arrangement of the roots should also be studied. Classical techniques for observing root systems do not allow this.

Les recherches concernant l’alimentation en eau des cultures et ses conséquences sur la croissance ou le rendement requièrent la détermination de 2 types de grandeurs : - Un 1er type de grandeurs (X), caractérisant à tout instant l’état hydrique du végétal. - Un 2e type (Y) relatif au milieu ou au végétal lui-même et définissant les conditions d’alimentation hydrique. En ce qui concerne le 1er type de grandeurs (X), on a souligné l’intérêt que présente le potentiel foliaire ψF. Dès lors, les grandeurs de type Y à connaître sont celles qui déterminent ψF. Or, une modélisation des transferts hydriques dans l’ensemble sol-plante (modélisation proposée antérieurement et rappelée ici) permet précisément de calculer la cinétique journalière de ψF. Les grandeurs Y ne seront autres que les facteurs pédoclimatiques et les paramètres du modèle pris en compte dans le calcul de ψF. Ce sont : - les transpirations réelles horaires T, - le potentiel foliaire de base ψFb (potentiel d’équilibre avec le sol, mesurable en fin de nuit), - les 4 paramètres introduits dans le modèle (fig. 3) et qui caractérisent essentiellement le végétal, à savoir : - a la résistance R du circuit principal sol-feuille (qui dépend de l’extension racinaire et de l’humidité du sol), - une résistance interne r, - 2 caractéristiques du réservoir-plante (ψpc, et V/ρ cf. fig. 3) qui découlent de la relation (teneur en eau relative - potentiel du réservoir) et conditionnent la participation de cette réserve à la transpiration journalière. On a pu apprécier et illustrer les poids relatifs des 2 facteurs pédoclimatiques (T et ψFb) et des 4 paramètres du modèle (R, r, ψpc, et V/ρ) sur la cinétique de ψF, (fig. 6) et, par voie de conséquence, sur les durées de fonctionnement optimal de la feuille., Research concerned with water needs in crops and its consequences on growth and yield requires two types of measure : - a first type of measure (X) characterizing plant water content at each instant, - a second type of measure (Y) relative to the environment or to the plant itself and defining the conditions of water supply. As concerns the first type of measure (X), we have stressed the interest which leaf potential ψF presents. The Y-type measures we must then know are those which determine ψF . In fact, a model of water transfer in the soilplant system (proposed earlier and recalled here) can allow daily changes in ψF to be calculated precisely. The Y measures, then, can be simply the pedoclimatic factors and the parameters of the model taken into consideration in calculating ψF. They are : - hourly actual transpiration T, - predawn leaf potential ψFb (potential of equilibrium with the soil, measured at the end of the night), - the four parameters introduced into the model (fig. 3) and which essentially characterize the plant. These four parameters are : - the resistance R of the principal soil-leaf circuit which depends upon root extension and soil humidity, - an internal resistance r, - two characteristics of plant storage capacity (ψpc, et V/ρ cf. fig. 3) which ensue from the (relative water content - storage potential) relationship and condition the participation of this reserve in daily transpiration. We were able to assess and illustrate the relative weights of the two pedoelimatic factors (T and ψFb) and the four parameters of the model (R, r, ψpc and V/ρ) on the change in ψF (fig. 6) and, consequently, on the duration of optimal leaf function.