Modélisation tri-dimensionnelle de la croissance du système racinaire des plantes en milieu hétérogène avec un automate voxellaire : concepts de modélisation et application à des arbres en agroforesterie

par Rachmat Mula

Thèse de doctorat en Sciences du sol

Sous la direction de Christian Gary.

  • Titre traduit

    Modelling plant root growth in 3D heterogeneous soil conditions with the voxel automata approach : modelling concepts and application to agroforestry trees


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  • Résumé

    Le modèle dynamique du système racinaire doit assurer la cohérence des règles d'allocation du carbone aux différentes parties du système racinaire et l'efficacité de la capture de ressources. Un tel modèle serait capable de prédire la croissance d'un système racinaire dans un sol hétérogène. Nous proposons un tel modèle, économe en paramètres, avec un automate voxellaire, étendu en 3D. Le besoin d'un tel modèle résulte de l'observation au champ pour deux espèces d'arbres, noyers hybrides (Juglans nigra x regia cv NG23) et peupliers hybrides (Populus euramericana cv I214), cultivées avec ou sans des cultures intercalaires pendant 10 ans dans le sud de la France. Les systèmes racinaires des arbres dans les parcelles agroforestières étaient beaucoup plus profonds que ceux des arbres forestiers, et se développaient horizontalement sous le volume de sol occupé par les racines des cultures. Cette plasticité du système racinaire des arbres a été confirmée par des expériences en grands conteneurs avec des substrats hétérogènes, ou en enrichissant localement quelques voxels du conteneur avec de l'eau ou de l'azote. L'automate racinaire simule la croissance de racine fine et de racine de structure (et sa topologie). Certains paramètres permettent de caractériser la plasticité ou réactivité de chaque espèce à la variabilité des conditions d'activité racinaire. Des expériences d'arbres en grands conteneurs et une expérience de split-root ont permis de paramétrer le modèle pour le noyer hybride (Juglans hindsii x regia) et le merisier (Prunus avium L. ). Les valeurs des paramètres ajustés pour les noyers et les merisiers permettent d'utiliser le modèle pour prédire les enracinements d'arbres dans des conditions du sol variées. Mais pour cela, il faut que l'automate soit couplé avec un modèle d'arbre entier et un modèle de sol.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 86 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 181 réf.

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  • Bibliothèque : Montpellier SupAgro.
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