Conception de modèles multi-échelles pour l’aide à la décision environnementale : application au contrôle des invasions de cicadelles brunes dans le Delta du Mékong (Vietnam)

• Auteur / Autrice : Vinh Nguyen Nhi Gia
• Direction : Alexis Drogoul
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Invasions biologiques

Mékong, Delta du

Insectes -- Écologie

Modèles biologiques

Protection de l'environnement

Informatique

Méthodes de simulation

Écologie des cours d'eau

Simulation par ordinateur

Résumé

En Asie du Sud-Est, le problème du contrôle des invasions d’insectes ravageurs du riz est un problème économique de premier ordre, qui fait intervenir de multiples disciplines scientifiques et de nombreuses échelles de décision. Cette thèse contribue aux recherches depuis bientôt 40 ans sur les moyens d’éradiquer ce fléau en proposant une méthodologie de conception de modèles à échelles dynamiques comme support à des systèmes d’aide à la décision et à l’évaluation des politiques de lutte d’invasion de cicadelles brunes. Elle a été appliquée et validée sur des scénarios de propagation des cicadelles brunes dans la région du delta du Mékong, Vietnam, scénarios qui couplent quatre niveaux géographiques et politiques (village, commune, province et région du Delta), chacun représenté avec sa dynamique propre (écologique, biologique, sociale), mais aussi dans ses relations avec les autres niveaux. La principale contribution de cette recherche est un système de modélisation multi-niveaux à base d’agents, qui permet aux modélisateurs de simuler et d’évaluer différentes stratégies de lutte contre les invasions de cicadelles brunes à différentes échelles d’espace et de temps. Ce système couple et organise différents sous-modèles aux fonctions différentes: modèles de croissance et d’invasion de cicadelles brunes prenant en compte les processus écologiques et les facteurs environnementaux à différentes échelles spatio-temporelles, modèles sociaux des différents intervenants (depuis les fermiers jusqu’aux décideurs politiques), modèles géographiques hiérarchiques, modèles dédiés au «passage à l’échelle» capables de faire transiter des informations entre niveaux.

In South-East Asia, the problem of controlling the invasions of rice pests is a major economical problem, which is tackled by multiple scientific disciplines and is dealt with by several decisional scales. This PhD thesis contribute to the researches undertaken since 40 years on the eradication (or at least the control) of the rice pest named Brown plant hopper (BPH) by proposing a design methodology of dynamically scaling models as a foundation for decision support systems dedicated to the assessment of regional and local control policies. It has been applied to and validated on different scenarios of BPH migrations in the Vietnamese Mekong Delta, where four different geographical and political levels have been coupled in the same framework (village, commune, province, and region), each of them represented with its own dynamics (social, biological, ecological ones) but also with its relationships with the other levels. The main contribution of this research is an agent-based multi-level modeling system that allows modelers to simulate and evaluate different control policies against invasions of the Brown plant hoppers at different scales of time and space. This system couples and organizes several sub-models with separate functions: growth and migration models of BPH that take ecological and environmental processes into account at different spatial and temporal scales, social models of the various stakeholders (from farmers to political deciders), models dedicated to the up- and downscaling processes occurring between the levels of representation