La modélisation et la simulation de la croissance d'une architecture végétale : une approche morphogénétique expérimentale

L' architecture d'une plante est le résultat du fonctionnement de ses méristèmes. La plupart des modèles de simulation de la croissance des plantes proviennent de la science informatique et utilisent des algorithmes spécialisés dans la construction d'arborescences. L'approche expérimentale n'est pas prise en compte et les connaissances en biologie végétale restent sommaires. Les modèles A.M.A.P. (Atelier de Modélisation de l'Architecture des Plantes) développés au C.I.R.A.D. essaient de combler ces lacunes. Ils intègrent les connaissances qualitatives de la botanique récemment acquises dans le domaine de l'architecture végétale, auxquelles se sont ajoutées les données quantitatives issues des expériences agronomiques. Une chaîne complète de traitement des données a été conçue, qui comprend l'observation morphologique et architecturale, l'acquisition des mesures de la plante sur pied, le calcul des paramètres du fonctionnement de ses méristèmes et la simulation de sa croissance. La plante est décrite au moyen d'un codage qui permet de représenter formellement la plante sous forme d'un graphe auquel sont associées toutes les mesures effectuées. Un langage d'interrogation permet de sélectionner des sous-ensembles homogènes. Les paramètres du fonctionnement des méristèmes sont estimés directement à partir des données extraites. La théorie des processus stochastiques est utilisée et validée. Codage et estimation du fonctionnement végétal constituént l'originalité des modèles A.M.A.P. et caractérisent une approche expérimentale. De la qualité des connaissances que prennent en compte les logiciels de simulation dépend la validité de la restitution des données sous forme numérique de maquette virtuelle tridimensionnelle. Il semble acquis que les théories qui emploient les automates ou les grammaires informatiques de type "L systems" fournissent les algorithmes les mieux adaptés. Les simulations des modèles de l'A.M.A.P. procèdent de ces principes. La précision qui est obtenue dans la chaîne de traitement permet d'utiliser les simulations de plantes en images de synthèse et d'envisager de véritables expériences agronomiques virtuelles. (Résumé d'auteur