Essai sur la modélisation des interactions entre la croissance et le développement d'une plante cas du modèle Greenlab

Modeling interactions between organogenesis and photosynthesis during plant growth. Application to the GreenLab model.

• Auteur / Autrice : Amélie Rostand-Mathieu
• Direction : Philippe de Reffye
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques appliquées
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes dynamiques

Organogenèse

Photosynthèse

Modèles mathématiques

Morphogenèse

Croissance

Plantes

Résumé

Le modèle GreenLab combine la modélisation de l'architecture et du fonctionnement des plantes. Basé sur des observations botaniques, dans la suite des modèles AMAP, il est écrit sous forme d'un système dynamique discret. Les travaux de cette thèse visent à améliorer la modélisation de la croissance en intégrant les interactions entre la croissance et le développement. En fonction des conditions extérieures, la plante produit plus ou moins de matière, ce qui a une influence non seulement sur le volume de ses organes, mais aussi sur leur nombre (feuilles, fruits), sur la ramification et sur les caractéristiques fonctionnelles de certains organes. La prise en compte de ces phénomènes permet de représenter les différentes phases de croissance d'un arbre ou les capacités d'adaptation d'une plante dans son environnement, cela grâce à l'évolution dynamique du rapport de l'offre sur la demande, variable de contrôle des différents évènements dus aux interactions entre la croissance et le développement. La croissance de la plante est modélisée de manière discrète. L'écriture du système dynamique discret correspondant à l'aide d'un formalisme adapté permet de mener des études de comportement du modèle, et de tester la sensibilité aux paramètres. Ce modèle conceptuel de croissance de plantes peut être appliqué à différentes plantes réelles en cherchant des jeux de paramètres d'entrée du modèle permettant de reproduire au mieux la croissance de ces plantes.

Based on AMAP model, GreenLab is a plant growth model combining both architecture and functioning. Some improvements in the plant growth modeling are presented here, by integrating interactions between organogenesis and photosynthesis. According the environmental conditions, plant produces more or less biomass, which modifies not only organs volumes but also their numbers (size of the branching system, number of fruits). Taking these phenomena into account allow to represent different phasis of plant growth or plant plasticity in its environment thanks to one variable, the ratio of biomass divided by demand. The latter has been chosen as a factor controlling different events in the plant growth.