Thème MPPM - Maths for Plants and Plants for Maths

Description

Contexte

Les statistiques, la modélisation et la simulation numérique sont devenues des outils et approches incontournables dans l’étude de nombreux systèmes en biologie, agronomie et écologie. D’autant plus que les systèmes étudiés sont abordés au travers de questions qui deviennent de plus en plus complexes. Parmi les systèmes étudiés, on pourra penser à l’étude des peuplements végétaux – naturels comme cultivés -, en milieu tropical, leurs interactions avec les changements globaux, les interactions plantes – insectes, … Dans la plupart des systèmes précédents, tous les processus biologiques, écologiques ou agronomiques ne sont pas nécessairement (bien) connus, et en fonction de la (des) question(s) initiale(s), plusieurs approches de modélisation sont possibles. Parmi celles-ci, la modélisation mathématique, qui permet non seulement de représenter (formaliser) et de simuler des systèmes (très) complexes, mais aussi d’étudier de façon approfondie le comportement des modèles (sur la base de résultats théoriques). Or, si les mathématiques sont très utilisées dans de nombreux domaines des sciences du vivant, elles sont, paradoxalement, très peu utilisées (sauf en ce qui concerne les statistiques) dans le domaine du végétal. Comme l’écrit P. Cohen « Mathematics Is Biology's Next Microscope, Only Better; Biology Is Mathematics' Next Physics, Only Better”, 2004.

Objectifs

Proposer des approches théoriques et numériques, tout en proposant/développant des outils d’analyses. L’accent est mis sur le dialogue entre enjeux thématiques et explorations de nouveaux formalismes de modélisation.

Attendus

  •  Développer des outils/méthodes/approches mathématiques qui permettront d'aller plus loin dans la connaissance des plantes et de leurs interactions avec l'environnement ;
  •  Développer des recherches (fondamentales et/ou appliquées) en Mathématiques pour les Sciences du végétal.

Faits marquants

  •  Prix IBNI 2015 (https://www.univ-orleans.fr/prixIbni) décerné par le CIMPA (Centre International en Mathématiques pour l'Afrique) pour les travaux de thèse de Valaire Yatat sur la dynamique Forêts-Savanes ;
  •  Y. Dumont a été conférencier invité dans plusieurs conférences en Mathématiques Appliquées en 2015, 2016, 2017 et 2019;
  •  P. Couteron a été conférencier invité à la conférence BIOMATH2017 ;
  •  P. Couteron a organisé une session « Mathématiques appliquées à la production, la dynamique et la diversité des peuplements végétaux » lors de la conférence MADEV 2017 (Mathématiques Appliquées à des questions de DEVeloppement ; http://madev17.univ-perp.fr/), à Rabat au Maroc.
  •  Y. Dumont a été nommé professeur extraordinaire de l’Université de Prétoria (Afrique du Sud) en 2019.
  •  Les articles Fakih et al. (2019) et Strugarek et al. (2019) ont été sélectionnés par les éditeurs des revues Physical Review et Applied Mathematical Modeling comme "articles-vedettes" d'avril 2019"
  • Projects

    Acronyme Titre Durée
    CERATIS CORSEGestion Territoriale de la Ceratite en Corse par la Technique de l’Insecte Stérile2020 - 2023
    EPITAGModélisation et Contrôle en Epidémiologie pour l’Agronomie Tropicale2020 - 2022
    GEMDOTISEvaluation de la faisabilité d'une GEstion Multi-échelles d’un ravageur invasif Bactrocera DOrsalis sur manguier à La Réunion, incluant la Technique de l’Insecte Stérile2019 - 2022
    DEEP2PDEIdentification de modèles continus mathématiques pour les plantes par réseau de neurones profonds à partir de représentations architecturales voxélisées2019 - 2019
    PHC DUMONT-DURVILLESimulation du transport de sucrose dans le phloeme des arbres2017 - 2018
    FRUIT FLY INVASIONSBiological Control and Mathematical Modelling 2015 - 2016
    ELA-PALMModélisation des Interactions Elaeidobius-Palmier2014 - 2020

    Thèses soutenues

    •  Lebon, A., 2014. Compensation in plant-insect interactions: modelling, simulation and experimentation. PhD thesis - Univ of Montpellier II (supervisor: Y. Dumont, CIRAD funding). Teacher.
    •  Mathieu A. 2015. Biological control of the invasive plant Rubus alceifolius (Rosaceae) by Cibdela janthina (Hymenoptera : Argidae) in Reunion Island: Biology and mathematical modelling of interactions under altitudinal stress. Phd Thesis - Univ. of La Réunion (Co-supervisors: Y. Dumont & S. Quilici (CIRAD), financed by ANSES and Région Réunion). Engineer (private sector, Reunion Island)
    •  Dufourd C. 2016. Spatio-temporal mathematical models of insect trapping: analysis, parameter estimation and applications to control. Phd Thesis - Univ. of Pretoria (Co-supervisors: Y. Dumontt & R. Anguelov (U. Pretoria), funded by Univ. of Pretoria). Part-time lecturer (South Africa)
    •  Tchuinté Tamen A. 2017. Study of a generic Mathematical Model of Forest-Savanna interactions: case of Cameroon. Phd Thesis - Univ. 1 Yaoundé 1 (Co-supervisors: P. Couteron & S. Bowong (U. Douala), CETIC+INRIA+IRD+SCAC Funding). Student (Canada)
    •  Yatat V. 2018. Mathematical analysis of size-structured tree-grass interactions models for Savanna ecosystems.. PhD Thesis - Univ. Yaoundé 1 (Co-supervisors: Y. Dumont & J.J. Tewa (U. Yaoundé I), CETIC+INRIA+IRD+SCAC Funding). Post-Doctorate (Univ. Pretoria, South Africa; responsible: Y. Dumont).
    •  Djoukwe Tapi, M. 2020. Modeling and simulation of Cocoa - Mirides interactions. Doula University, Cameroon (Co-supervisors: Y. Dumont & S. Bowong (U. of Douala), CIRAD+CETIC+INRIA Funding).

    Thèses en cours

    •  Nembot Fomba, C. G. 2016-2020. On the brown rot of the cocoa tree. Modeling, analysis and simulations. Thesis Univ. 1 Yaoundé 1, Cameroon (Co-supervisors: Y. Dumont & M. van Hoopen (CIRAD), CETIC+SCAC Funding).
    •  Matusse, A. 2019-2022. Mathematical modelling and analysis of co-infection in cultures. Univ. Pretoria, South Africa (Co-supervisors: Y. Dumont & M. Chapwanya (U. Pretoria), Funded by the Government of Mozambique and Univ. of Pretoria).
    •  Cosme, M. 2018-2021. Discrete model of spatialized agroecosystems. Thesis ED Gaia, Univ. Montpellier (Supervisor: C. Gaucherel, Sesasa-LeapAgri project; ANR funding).
    Publications majeures 2019-2020
    Publications HAL de la collection AMAP

    2020

    Article dans une revue

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    Roumen Anguelov, Yves Dumont, Ivric Valaire Yatat Djeumen. Sustainable vector/pest control using the permanent sterile insect technique. Mathematical Methods in the Applied Sciences, Wiley, In press, ⟨10.1002/mma.6385⟩. ⟨hal-02545576⟩
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    M. Djoukwe Tapi, Leïla Bagny-Beilhe, Yves Dumont. Miridae control using sex-pheromone traps. Modeling, analysis and simulations. Nonlinear Analysis: Real World Applications, Elsevier, 2020, 54, pp.103082. ⟨10.1016/j.nonrwa.2019.103082⟩. ⟨hal-02432457⟩
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    J. Lamour, Olivier Naud, M. Léchaudel, Gilles Le Moguedec, J. Taylor, et al.. Spatial analysis and mapping of banana crop properties: issues of the asynchronicity of the banana production and proposition of a statistical method to take it into account. Precision Agriculture, Springer Verlag, 2020, 21, pp.897-921. ⟨10.1007/s11119-019-09700-7⟩. ⟨hal-02492098⟩
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    Stanislas Talaga, Alain Dejean, Frédéric Azemar, Yves Dumont, Céline Leroy. Impacts of biotic and abiotic parameters on immature populations of Aedes aegypti. Journal of Pest Science, Springer Verlag, 2020, 93 (3), pp.941-952. ⟨10.1007/s10340-020-01214-w⟩. ⟨hal-02778221⟩
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    2019

    Article dans une revue

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    Roumen Anguelov, Rebecca Bekker, Yves Dumont. Bi-stable dynamics of a host-pathogen model. BIOMATH, Biomath Forum, 2019, 8 (1), pp.1901029. ⟨10.11145/j.biomath.2019.01.029⟩. ⟨hal-01997140⟩
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    https://hal.umontpellier.fr/hal-01997140/file/Dumont_etal_Biomath_2019_8_1.pdf BibTex
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    Pierre-Alexandre Bliman, Daiver Cardona-Salgado, Yves Dumont, Olga Vasilieva. Implementation of Control Strategies for Sterile Insect Techniques. Mathematical Biosciences, Elsevier, 2019, 314, pp.43-60. ⟨10.1016/j.mbs.2019.06.002⟩. ⟨hal-01943683⟩
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    https://hal.inria.fr/hal-01943683/file/Cali-Model7.pdf BibTex
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    Cédric Gaucherel. Improving our knowledge of species interaction networks. Peer Community in Ecology, Peer Community In, 2019, pp.100037. ⟨10.24072/pci.ecology.100037⟩. ⟨hal-02611902v2⟩
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    https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02611902/file/DOC.pdf BibTex
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    Gideon Ngwa, Miranda Teboh-Ewungkem, Yves Dumont, Rachid Ouifki, Jacek Banasiak. On a three-stage structured model for the dynamics of malaria transmission with human treatment, adult vector demographics and one aquatic stage. Journal of Theoretical Biology, Elsevier, 2019, 481, pp.202-222. ⟨10.1016/j.jtbi.2018.12.043⟩. ⟨hal-02277184⟩
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    Martin Strugarek, Hervé Bossin, Yves Dumont. On the use of the sterile insect release technique to reduce or eliminate mosquito populations. Applied Mathematical Modelling, Elsevier, 2019, 68, pp.443-470. ⟨10.1016/j.apm.2018.11.026⟩. ⟨hal-02089534⟩
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    Josselin Thuilliez, Yves Dumont. Public Mosquito Abatement: A Cluster Randomized Experiment. World Bank Economic Review, Oxford University Press (OUP), 2019, 33 (2), pp.479-497. ⟨10.1093/wber/lhw066⟩. ⟨halshs-01493384⟩
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