PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels27-28 mars 2008 – Lyon – 1

A L I M E N T A T I O N

A G R I C U L T U R E

E N V I R O N N E M E N T

Journées « Plantes et Peuplements Virtuels »PLANTVIRT 2008 – 27-28 mars 2008, Lyon, ENS

IntroductionPourquoi : quoi et dans quel contexte ?Pourquoi : dans quel but ?Déroulement des journéesQue pouvons-nous en attendre ?

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Pourquoi : quoi et dans quel contexte?

Depuis une vingtaine d’années … Développement de modèles de plantes représentant des jeux d’interactions– au sein de la plante

– la structure (topologie et géométrie)– le fonctionnement– la morphogenèse

– entre la plante et son environnement Des noms différents– architecture des plantes, modèles architecturés– plantes virtuelles–modèles structure – fonction du développement des plantes, …

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Pourquoi : quoi et dans quel contexte?

« Computer models that treat plants as consisting of elementary units have become increasingly popular. The core of such a model is the description of what happens in a single element.... A computer program takes care of all the elements and integrates their activities to the functioning of the whole plant. Both the 3-D architecture and the metabolic processes can be treated in the same model at the same time in a natural way. Increasing speed of computers, developing programming tools and available mathematical techniques have made the construction of such models increasingly feasible. » — Risto Sievänen, Annikki Mäkelä, Eero Nikinmaa, organizers of the first SFTM workshop in Helsinki (preface of Silva Fennica, Vol 31, issue 3, 1997)

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Pourquoi : quoi et dans quel contexte?

Depuis une vingtaine d’années … Développement de modèles de plantes virtuelles … … né d’une rencontre entre– un socle de connaissances sur la plante

– sa morphologie, son développement, son fonctionnement, son environnement, …

– des questions très concrètes – une fascination pour la beauté algorithmique des plantes– des évolutions méthodologiques et technologiques radicales

… mettant en jeu des interactions entre disciplines de plus en plus nombreuses– botanique (structurale), morphologie, écophysiologie– informatique, mathématiques appliquées– biomécanique, physiologie, génétique, épidémiologie, …

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Pourquoi : quoi et dans quel contexte?

Depuis une vingtaine d’années … Développement de modèles de plantes virtuelles … … né d’une rencontre entre disciplines … élargissant progressivement le champ des processus couverts– élaboration de la qualité du bois– fonctionnement cellulaire du méristème– intégration au niveau du fonctionnement des couverts, des peuplements, des paysages– etc.

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le résultat de processus développementaux cellulaires et moléculaires sous contrôle génétique et environnemental, que l'on peut aussi interpréter en termes évolutifs

le support de processus macroscopiques de croissance et de fonctionnement (signalisation, croissance foliaire, interaction plante-environnement, biomécanique, etc.) sous contrôle génétique et environnemental

le support de processus écologiques, biologiques et physiques qui ne concernent pas directement le fonctionnement de la plante (épidémiologie […], propagation du feu, interception de la lumière, atténuation du bruit, etc.)

des briques élémentaires dans le fonctionnement d'écosystèmes et paysages virtuels

des objets informatiques (des structures multi-échelles topologiques et géométriques) qu'il faut pouvoir manipuler pour une grande diversité d'applications (de l'agronomie à la visualisation des paysages, du jeu vidéo à la simulation militaire)

etc…

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Pourquoi : quoi et dans quel contexte?

Depuis une vingtaine d’années … Développement de modèles de plantes virtuelles … … mettant en jeu des approches interdisciplinaires … aboutissant à la constitution de fait d’une communauté scientifique– internationale

– des lieux de rendez-vous– SFTM96, SFTM98, SFPM01, SFPM04, SFPM07– PMA03, PMA06

– des lieux et des réseaux de production scientifique– Calgary, Helsinki, Queensland, Wageningen, Beijing, Davis, …– Montpellier, Clermont-Ferrand, Grignon, Avignon, …

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Pourquoi : quoi et dans quel contexte?

Des affichages forts SSD 2005-2009 du département EA de l’INRA– « CT2 : Modélisation des plantes et de l'interaction génotype – environnement

– Priorité 3 : Plantes virtuelles : intégration à la plante et au m2, applications à l’analyse des conséquences de stress biotiques et à la gestion du couvert– L'ambition est de développer des modélisations informatiques génériques 3D de

la croissance, du développement et des relations plante – environnement. »

– Projets structurants / Outils et Méthodes– « Modèles de représentations 3D de plantes »– « Modèle de paysage virtuel et simulation des transferts »

Des évolutions similaires, quoique moins explicites, dans d’autres départements de l’INRA

Un affichage tout aussi clair à l’INRIA

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Pourquoi : quoi et dans quel contexte?

Depuis une vingtaine d’années … Développement de modèles de plantes virtuelles … … mettant en jeu des approches interdisciplinaires … aboutissant à la constitution d’une communauté scientifique– internationale– et nationale …

– Cirad, INRA, AgroParisTech, SupAgro – Montpellier, …– INRIA, ECP, universités, …

–… qui a bénéficié, et bénéficie, d’accompagnements variés :– une AIP 1991-1993, des écoles-chercheurs, au moins 3 ASC INRA depuis 2002, etc.– 2 EPI INRIA complémentaires associant le Cirad et l’INRA– un élément déterminant du partenariat RTRA Montpellier – INRIA– des plates-formes– etc.

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Pourquoi : dans quel but ?

Depuis une vingtaine d’années, un développement remarquable, bourgeonnant, buissonnant, auto-organisé, accompagné, …

qui a suscité l’interrogation de Gilles Kahn le 5 octobre 2005–Quelle visibilité internationale ? Quelle reconnaissance académique ?–Quelles applications ? Quelles utilisations ? Quel partenariat industriel ?

Un besoin conjointement exprimé par le département EA et le DSPPV de faire le point

sur l’avancement des fronts de science dans ce domaine sur les applications attendues sur l’organisation de notre dispositif sur nos ambitions collectives

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Déroulement

Un séminaire de deux jours préparé par un comité de programme ouvert, … INRA : EA, BV, EFPA, GAP, SPE Cirad INRIA

… accueilli dans un site où œuvre une équipe concernée (méristème virtuel)… autour de deux axes

un état des lieux partagé une réflexion plus prospective

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Un état des lieux partagé

Différents angles pour couvrir, sans l’épuiser, la diversité des situations et des projets (équipes, méthodes, niveaux d’intégration, espèces étudiées, processus étudiés, applications, …)

Des synthèses Des défis méthodologiques Des thématiques Des exemples flash Des plates-formes

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Des ateliers de réflexion plus prospectifs

Différents angles pour couvrir la diversité des situations et des projets(équipes, méthodes, niveaux d’intégration, espèces étudiées, processus étudiés, applications, …)

Plates-formes : mutualisation des outils et des méthodes Stratégies de partage des données Génétique, physiologie et approches cellulaires et moléculaires Réseau architecture et épidémiologie Agronomie et changements d’échelles

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Que pouvons-nous en attendre ?

Une connaissance, plus complète et partagée, de ce qui est fait dans les différentes équipes

Quelles questions biologiques, écologiques, agronomiques ? Quelles finalités ? Quelles applications ?

L’identification partagée de fronts de science Quels verrous cognitifs, méthodologiques, technologiques ? Quelles interfaces favoriser ? Quels besoins d’intégration ?

Une meilleure organisation / visibilité / lisibilité de notre dispositif Quelles collaborations entre équipes ? Quels investissements partagés et à partager ? Quels partenariats existants et à développer ?