MAGNET - Modélisation et Analyse pour l'aGroNomie et les Ecosystèmes Tropicaux

Mots clés
Systèmes dynamiques discrets et/ou continus
Modélisation mathématique
Statistiques
Modélisation bayésienne
Analyse de données
Analyse non-linéaire
Calibration
Calcul scientifique
Simulations numériques
Applications aux écosystèmes tempérés ou tropicaux, à la protection des cultures, la lutte anti-vectorielle

Développer et promouvoir l’utilisation d’approches théoriques et numériques, tout en proposant / développant des outils d’analyses dédiés. L’accent est mis sur le dialogue entre enjeux thématiques, explorations de nouveaux formalismes de modélisation, et entre calibration et acquisition de données.

Avec le développement de nouvelles technologies pour récupérer et analyser les données, l’augmentation des capacités des calculateurs, une meilleure compréhension de notre environnement, on pourrait penser que modéliser des systèmes complexes et, surtout, les simuler, est devenu plus facile, plus abordable, presque une formalité. Cela est peut-être vrai dans le cas de systèmes qui sont parfaitement connus, mais quid des systèmes sur lesquels nous avons peu d’informations. Bien que l’observation et l’expérience restent indispensables dans l’étude de notre environnement, la modélisation théorique, l’analyse et la simulation des modèles ainsi construits peuvent aider à mieux discerner les processus importants à étudier sur le terrain, à mieux déterminer les données qui seront vraiment utiles dans la compréhension des dynamiques du système. L’objectif est ainsi de minimiser l’effort pour la collecte des données, mais aussi d’orienter les observations/expériences sur des points particuliers du système étudié, évitant aussi un surplus de données inutiles (et souvent couteuses).
Ainsi, des modèles de types continus, discrets ou hybrides sont développés, avec des applications diverses telles que l’analyse de la dynamique forestière, celle d’agro- et de socio-écosystèmes, les interactions biomasses arborée-herbeuse en savane, la protection des cultures contre les ravageurs et les vecteurs de maladies, les interactions plantes-insectes, l’optimisation des rendements dans la gestion forestière, etc.
Ces travaux permettent de poser des formalismes, potentiellement transversaux, de tester des hypothèses, et comme indiqué précédemment, de cerner les paramètres influents pour orienter les collectes de données. Ce faisant, ils concourent non seulement à développer de nouvelles questions mathématiques, mais également à accroître l’efficacité et la pertinence des recherches thématiques.
Nous faisons la preuve de la validité de notre démarche en couvrant un large spectre d’applications, avec d’autres thèmes du laboratoire et des collaborateurs extérieurs, en France et à l’étranger, notamment dans les pays du Sud (Afrique du Sud, Cameroun, Indonésie, île de la Réunion, etc).
Dans ces derniers, nous visons aussi à développer l’interdisciplinarité entre sciences du numérique et du vivant, dans des contextes académiques très fragmentés.

Tout en poursuivant le développement et l’étude de nouveaux modèles, en collaboration avec les collègues biologistes, nous souhaitons développer et d’étudier de nouvelles gammes de modèles, comme, par exemple, les modèles dit mésoscopiques, qui permettent de faire le lien entre modèles macroscopiques (ceux principalement développés actuellement) et modèles microscopiques (comme les modèles individu-centrés), et des modèles adaptés pour l’étude qualitative et formelle d’écosystèmes complexes.
Un autre axe d’étude important est celui des formalismes spatialement explicites, notamment sur les problématiques d’écosystèmes, et de protection des cultures. Ces développements sont étroitement associés aux développements et l’utilisation du Calcul Scientifique (pour les simulations) et des Statistiques (analyse des données, développement de protocoles, etc.), en collaboration avec nos partenaires du Nord, mais aussi, et surtout, du Sud.

Acronyme Intitulé Durée
CeraTIS CorseGestion Territoriale de la Ceratite en Corse par la Technique de l’Insecte Stérile
Porteur : Clélia OLIVA (CITFL)  
2020 - 2023
ELA-PALMModélisation des Interactions Elaeidobius-Palmier
Porteur : Yves DUMONT 
2014 - 2022
EPITAGModélisation et Contrôle en Epidémiologie pour l’Agronomie Tropicale
Porteurs : Suzanne TOUZEAU (INRA, BIOCORE)  / Samuel BOWONG (U. de Douala, Cameroun)  
2020 - 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 Stérile
Porteur : Jean-Philippe DEGUINE (UMR PVBMT)  
2019 - 2022
TIS-2BÉtude pilote de faisabilité de la Technique de l’Insecte Stériles (TIS) appliquée à la lutte contre Aedes albopictus, vecteur du Chikungunya et de la dengue au Sud-ouest de l’Océan Indien
Porteur : Louis-Clément GOUAGNA (IRD)  
2020 - 2022

COSME Maximilien 2018 - 2021. Modèle discret d'agro-écosystèmes spatialisés. Ecole doctorale : GAIA / Université de Montpellier. Dir : GAUCHEREL Cédric

FLOTTERER Boris 2019 - 2022. Dynamique naturelle et aménagement durable de la forêt boréale : apports des modèles discrets pour caractériser les trajectoires. Ecole doctorale : Ecole Pratique des Hautes Etudes / Université PSL - EPHP. Dir : HELY-ALLEAUME Christelle / Co-dir. : GAUCHEREL Cédric

MATUSSE Américo 2019 - 2022. Modelling and analysis of plant-virus interaction in the co- infection of plants. Université de Pretoria, Afrique du Sud. Dir : CHAPWANYA Michael / Co-dir. : DUMONT Yves

THOMAS Colin 2019 - 2022. Analyse possibiliste de modèles discrets d’écosystèmes par des techniques symboliques. Ecole doctorale : Sciences et technologies de l'information et de la communication (STIC) - ED 580 / Université d'Évry-Val-d'Essonne. Dir : GAUCHEREL Cédric / Co-dir. : POMMEREAU Franck

Thèses

2020

Thèse

auteur
Myriam Djoukwe Tapi
titre
Mathematical modelling, analysis and simulations to improve the control of Miridae, a cocoa pest
article
Mathematics [math]. Université de Douala, 2020. English
Accès au texte intégral et bibtex
https://hal.inrae.fr/tel-03122705/file/The%CC%80se_Myriam_Tapi2020-1.pdf BibTex

Articles

Publications HAL de la collection AMAP

2021

Article dans une revue

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Jacek Banasiak, Yves Dumont, Ivric Valaire Yatat Djeumen. Spreading Speeds and Traveling Waves for Monotone Systems of Impulsive Reaction–Diffusion Equations: Application to Tree–Grass Interactions in Fire-prone Savannas. Differential Equations and Dynamical Systems, In press, ⟨10.1007/s12591-020-00552-6⟩. ⟨hal-02930082⟩
Accès au texte intégral et bibtex
https://hal.inrae.fr/hal-02930082/file/Banasiak2020_Article_SpreadingSpeedsAndTravelingWav-1.pdf BibTex
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Michael Chapwanya, Americo Matusse, Yves Dumont. On synergistic co-infection in crop diseases. The case of the Maize Lethal Necrosis Disease. Applied Mathematical Modelling, Elsevier, 2021, 90, pp.912-942. ⟨10.1016/j.apm.2020.09.036⟩. ⟨hal-02964242⟩
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BibTex
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Cédric Gaucherel, Camille Carpentier, Ilse R. Geijzendorffer, Camille Noûs, Franck Pommereau. Discrete-event models for conservation assessment of integrated ecosystems. Ecological Informatics, Elsevier, 2021, 61, pp.101205. ⟨10.1016/j.ecoinf.2020.101205⟩. ⟨hal-03039548⟩
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BibTex
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Robert Schneider, Tony Franceschini, Emmanuel Duchateau, Alexa Bérubé-Deschênes, Laurie Dupont-Leduc, et al.. Influencing plantation stand structure through close-to-nature silviculture. European Journal of Forest Research, Springer Verlag, 2021, 140, pp.567-587. ⟨10.1007/s10342-020-01349-6⟩. ⟨hal-03109973⟩
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BibTex
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Ivric Valaire Yatat Djeumen, Yves Dumont, Anna Doizy, Pierre Couteron. A minimalistic model of vegetation physiognomies in the savanna biome. Ecological Modelling, 2021, 440, pp.109381. ⟨10.1016/j.ecolmodel.2020.109381⟩. ⟨hal-02570303⟩
Accès au texte intégral et bibtex
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02570303/file/Bifurcation_Savanna_model_with_precipitation_and_fire_Preprint2020.pdf BibTex

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, 2020, Special Issue: BIOMATH 2019, 43 (18), pp.10391 - 10412. ⟨10.1002/mma.6385⟩. ⟨hal-02545576⟩
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BibTex
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M. Soledad Aronna, Yves Dumont. On Nonlinear Pest/Vector Control via the Sterile Insect Technique: Impact of Residual Fertility. Bulletin of Mathematical Biology, Springer Verlag, 2020, 82 (8), ⟨10.1007/s11538-020-00790-3⟩. ⟨hal-02930114⟩
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Pierre-Alexandre Bliman, Daiver Cardona-Salgado, Yves Dumont, Olga Vasilieva. Optimal Control Approach for Implementation of Sterile Insect Techniques. Itogi Nauki i Tekhniki. Seriya "Sovremennaya Matematika i ee Prilozheniya. Tematicheskie Obzory", Viniti, 2020, 183, pp.35-51. ⟨hal-02418508⟩
Accès au texte intégral et bibtex
https://hal.inria.fr/hal-02418508/file/SIT_OC_BCDV_2019_v3.pdf BibTex
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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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BibTex
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Cédric Gaucherel, F. Pommereau, Christelle Hély. Understanding Ecosystem Complexity via Application of a Process-Based State Space rather than a Potential Surface. Complexity, Wiley, 2020, 2020, pp.1-14. ⟨10.1155/2020/7163920⟩. ⟨hal-02974933⟩
Accès au texte intégral et bibtex
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02974933/file/7163920.pdf BibTex
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J. Lamour, Olivier Naud, M. Léchaudel, Gilles Le Moguedec, James 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⟩
Accès au bibtex
BibTex
  • Au Nord
    • Fabien Michel (LIRMM, Montpellier, France),
    • Pierre-Alexandre Bliman (INRIA, Paris, France),
    • Franck Pommereau (Université d'Evry, Evry, France),
    • Suzanne Touzeau (INRA, LIRIMA, Nice, France),
    • Mustafa Tlidi (FNRS - U. Libre de Bruxelles, Belgique),
    • Edward J. Anthony (CEREGE, Coll. France, Aix-en-Provence, France)
  • Au Sud
    • Michael Chapwanya, Roumen Anguelov, Jacek Banasiak (University of Pretoria, South Africa),
    • Valaire Yatat (U. de Yaoundé, Cameroun),
    • Olga Vasilieva (U. Del Valle, Cali, Colombia),
    • Maria Soledad Aronna (Fundaçion Gustavo Vargas, Brasil),
    • Frida Sidik (IMRO, Ministère Indonésien des Pêches et Affaires Maritimes, Indonésie)