Thème AFON - Architecture fonctionnelle

Description

Contexte

La modélisation de l'architecture des plantes consiste à échantillonner des individus dans un contexte donné et à en déduire des lois de croissance, ramification et mortalité permettant de simuler des populations d'individus pour le site étudié. L'approche GreenLab pose que les réalisations architecturales résultent d'une balance entre sources et puits de carbone (i.e. entre la production d'assimilats par les feuilles et leur consommation par les organes végétatifs et fructifères), les sources étant calées au moyen d'un paramètre d'efficience climatique. Le thème "Architecture Fonctionnelle" met par contre l'accent sur 1) la modélisation explicite des processus biophysiques (lumière, photosynthèse, bilan d'énergie…) et 2) la modélisation de la plasticité des processus de croissance pour, in fine, estimer les productions agronomiques et sylvicoles en fonction de données climatiques, édaphiques et culturales. Le champ applicatif du thème concerne prioritairement des plantes pérennes d'intérêt économique majeur (palmier à huile, caféier et, à terme, cacaoyer, hévéa, eucalyptus…) sans exclure des cultures annuelles (riz, sorgho, cotonnier…) et des systèmes agroforestiers combinant arbres et herbacées.

Objectifs

  •  Fondamentaux : évaluation fonctionnelle de traits architecturaux ; limitation de la croissance par les sources et/ou les puits ; rôle de la plasticité phénotypique dans l’adaptation des plantes à leur milieu ;
  •  Appliqués : optimisation des systèmes de production (ex. agroforesterie et agrivoltaïque, plantations haute densité) ; évaluation de morphotypes et définition d’idéotypes ; adaptation des plantes aux changements globaux ;
  •  Méthodologiques : modélisation heuristique de l’édification architecturale d’arbres tempérés et tropicaux en peuplement.

Attendus

  •  Modéliser et simuler l'assimilation carbonée et la transpiration de plantes en fonction des conditions climatiques et de la disponibilité en eau ;
  •  Mesurer, analyser et interpréter la plasticité de traits architecturaux sous contraintes climatiques et édaphiques ;
  •  Quantifier l'acclimatation physiologique des plantes aux conditions environnementales (e.g. face à l'augmentation du taux de CO2) ;
  •  Evaluer des morphotypes de variétés ou cultivars et rechercher des idéotypes adaptés à des conditions particulières ;
  •  Modéliser et simuler la croissance et l'occupation de l'espace par des arbres en compétition.
  •  Optimiser les systèmes de cultures et les pratiques culturales ;

Projets

Acronyme Intitulé Durée
PALMSTUDIOModelling performances of oil palm plantation by the identification of architectural and functional traits2017 - 2020
AVSTUDIOModélisation et asservissement d'un système agrivoltaïque à panneaux mobiles2014 - 2016
STEM-LEAFSTudies based on Experimental and Modelled wavefor for the LEAF (Lidar for Earth And Forests) mission2013 - 2016

Thèses soutenues

  •  Pérez, R. 2017. Analyzing and modelling the genetic variability of aerial architecture and light interception of oil palm (Elaeis guineensis jacq.). Thèse ED Gaia, Uni. Montpellier. 160 pp. (Co-dir E. Coste & J. Dauzat, allocation CIRAD).
  •  Pérez-Molina, J. P. 2018. Impact of drought on coffee: integrating physiological and morphological processes from the lead to the whole-plant scale. Thèse Univ. Federal de Viçosa, Brésil. (Co-dir F DaMatta, J. Dauzat & O. Roupsard, allocation CIRAD).
Publications majeures 2019-2020
Publications HAL de la collection AMAP

2020

Article dans une revue

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Rémi Vezy, Guerric Le Maire, Mathias Christina, Selena Georgiou, Pablo Imbach, et al.. DynACof: A process-based model to study growth, yield and ecosystem services of coffee agroforestry systems. Environmental Modelling & Software, 2020, 124, pp.104609. ⟨10.1016/j.envsoft.2019.104609⟩. ⟨hal-02488996⟩
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2019

Article dans une revue

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Toby Jackson, Alexander Shenkin, Axel Wellpott, Kim Calders, Niall Origo, et al.. Finite element analysis of trees in the wind based on terrestrial laser scanning data. Agricultural and Forest Meteorology, Elsevier Masson, 2019, 265, pp.137-144. ⟨10.1016/j.agrformet.2018.11.014⟩. ⟨hal-02089532⟩
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