Architecture des plantes et production végétale
Les apports de la modélisation mathématique

Comment modéliser la production végétale en utilisant les concepts de l’architecture des plantes ? À l’interface des disciplines biologiques, des mathématiques et de l’informatique, la modélisation des plantes présentée dans cet ouvrage permet de comprendre comment l’architecture d’une plante se construit, pas à pas, tout en étant le support de la production végétale c’est-à-dire selon le type de plante, d’organes (feuille, tiges, fruits, etc.), faisant parfois l’objet de valorisation économique.

Pour cela, il faut modéliser d’abord l’organogénèse,  issue des bourgeons, qui conduit le développement architectural, avec ses règles botaniques. Il faut ensuite, modéliser la photosynthèse, avec ses règles éco-physiologiques et les relations sources-puits entre organes qui produisent et répartissent la biomasse dans la plante. Les paramètres et les équations, une fois identifiés et établis, permettent, grâce à des programmes informatiques, de simuler la croissance et l’architecture des plantes et des peuplements en fonction des conditions environnementales (température, lumière, eau, densité de plantation). Les simulations 2D ou 3D des plantes reproduites dans l’ouvrage ne sont pas de simples figures, elles reproduisent numériquement et fidèlement le développement et la croissance des plantes étudiées.

Les applications potentielles de cette modélisation sont nombreuses, impliquant tout d’abord l’estimation des paramètres du développement et de la croissance de la plante cultivée étudiée, l’ouvrage en présente de multiples cas : arabette, maïs, tournesol, cotonnier, caféier, merisier, érable, … Ces jeux de paramètres peuvent être ensuite utilisés dans des schémas de sélection ou d’optimisation de la production des systèmes culturaux (irrigation, …).

Tandis que l’objectif de l’ouvrage numérique Architecture et croissance des plantes  mis en ligne en 2016 par les Éditions Quæ était de développer et de détailler toutes les étapes de cette recherche, celui de cet ouvrage plus synthétique est de rendre compte des principaux fondements de la modélisation des plantes, pour mieux la connaître.

Rédigé par des botanistes, des agronomes, des mathématiciens et des informaticiens, cet ouvrage collectif est le fruit de quarante années de recherches et de collaborations scientifiques entre des équipes en France, en Hollande, en Chine et en Afrique.

Il s’adresse aux chercheurs, enseignants et étudiants en biologie, en agronomie et en sciences de la vie. Mais aussi aux architectes paysagistes, écologues et aux communautés des sciences exactes (mathématiciens, informaticiens, physiciens) intéressées par la simulation du vivant.