Bilan et perspectives des activités de modélisation

Depuis plus de 30 ans, la modélisation est utilisée pour traiter les questions scientifiques portées dans ledépartement PHASE. Le défi 2, dont l'objectif est une meilleure compréhension de la dynamique de réponse dessystèmes biologiques face aux perturbations et aux contraintes de l'environnement, mobilise des techniques demodélisation pour l'analyse des données expérimentales, l'étude des interactions entre niveaux d'organisationbiologique et entre fonctions, et implique le développement d'outils pour l'élevage de précision. Afin de réaliserun bilan des activités de modélisation au sein du département, nous avons 1) analysé un corpus de 119publications (période janvier 2016 - Août 2019) affiliées aux unités du département PHASE et traitant demodélisation au sens large, et 2) mené une enquête en ligne auprès des chercheurs-ingénieurs du départementutilisant la modélisation dans leurs activités de recherche (59 modèles recensés). La majorité des travaux de modélisation a pour objet d'étudier l'animal dans son ensemble. Les approches utilisées restent centrées sur le développement de modèles reposant sur des systèmes d'équations, mais de nouvelles approches sont également mobilisées, qu'il s'agisse de la mise en œuvre de méthodes statistiques telles que l'apprentissage automatique ou de l'implémentation de simulateurs informatiques multi-échelle. Ces activités de modélisation sont menées dans le cadre de collaborations diversifiées, principalement à l'extérieur du département. Il semble que ces collaborations interviennent surtout à la fin du processus de modélisation, pour les phases d'évaluation et utilisation du modèle, le développement initial du modèle étant principalement réalisé en interne. Les réponses à l'enquête indiquent que les modèles développés sont peu diffusés, ce qui peut s'expliquer par des objectifs centrés sur la recherche plutôt que sur le développement. L'analyse sémantique des titres et résumés des publications permet de mettre en évidence 7 clusters consacrés respectivement à 1) les fonctions lactation et reproduction chez la vache laitière, 2) la prédiction des émissions de méthane entérique chez les ruminants, 3) la qualité de la viande et des carcasses issues de bovins, 4) le fonctionnement de l'atelier d'engraissement et la robustesse chez le porc, 5) les impacts environnementaux des élevages, 6) l'empreinte carbone des élevages de ruminants, 7) le développement folliculaire. Le panorama des modèles développés dans le département révèle le dynamisme des activités de modélisation : certains modèles sont le résultat de plusieurs années de développement et atteignent aujourd'hui un niveau de maturité compatible avec une utilisation pour la simulation de scenarii ou l'intégration dans des outils d'aide à la décision ; d'autres modèles sont des initiatives récentes développées en réponse aux besoins de l'élevage de précision ; enfin, avec le développement du phénotypage haut débit et d'une manière générale avec l'entrée dans l'ère du « big data », de plus en plus de collaborations avec des mathématiciens et/ou des informaticiens permettent d'initier des approches innovantes de traitement de l'information. En revanche, le passage des modèles aux outils reste un challenge, dont la réussite repose sur l'adéquation des moyens informatiques (humains et matériels) avec les ambitions. La modélisation reste le fruit d'une petite communauté, elle-même fragmentée en fonction des objets d'étude et des disciplines. Même si les modèles ont élargi la gamme des sorties d'intérêt, des champs disciplinaires restent à explorer. Ainsi, un des enjeux est de favoriser le dialogue et l'échange entre la communauté des modélisateurs du département et d'autres disciplines