Angél que présentent Projet Anne-Laure Berrée, Stéphanie Charlet, Sylvain Dousset, Maxime Havez, Nolwenn Poirier, Aurélien Texier & Carl Vincent présentent Projet Angél que « Simulation de peuplements forestiers virtuels : modélisation de la régénération », « Projet Angélique ». Soutenance Finale Livraison Département INFO Filière TDMM 4ième année Décembre 2010 Encadré par Pierrette Chagneau Patrice Leguesdron

Plan Angél que Contexte du projet Conception générale Module Prédiction Module Modélisation Module Simulation Gestion de projet et Planification 2

CONTEXTE du PROJET Projet Angél que

Simulateur de dynamique forestière I. Contexte du Projet Projet Angél que Simulateur de dynamique forestière Objectif Développer la phase de régénération d’un simulateur de dynamique forestière Simulateur de dynamique forestière Application permettant de simuler l’évolution des peuplements forestiers 3 phases dans un cycle de vie : croissance, mortalité, régénération Choix de modèles mathématiques L’objectif du projet Angélique est de développer une application qui permet aux utilisateurs simuler la phase de régénération d’un espèce forestière. Cette application est principalement destinée pour des écologues et des modélisateurs. Nous allons tout d’abord nous intéresser à ce qu’est un simulateur de dynamique forestière et les utilisent. Qu’est ce qu’un simulateur? C’est une application qui permet de simuler l’évolution des peuplements forestiers dans le temps. Ils sont développés à partir de modèles mathématiques spécifiques, qu’on appelle modèles de dynamique forestière. Ces modèles peuvent varier en fonction des paramètres pris en compte comme la position des arbres, les données de génotypages, les données environnementales. On distingue trois phases dans un cycle de vie d’une espèce : la croissance, la mortalité et la régénération. Chacune des phases peut donc être simulée. 4

I. Contexte du Projet Angél que b. Le Cirad Projet Cirad Centre International en Recherche Agronomique pour le Développement Enjeux Conserver la biodiversité Gérer de manière durable les ressources forestières Données récupérées : Inventaire des arbres (position) Mesure des caractéristiques (diamètre…) Génotypage des arbres Données environnementales (pente, altitude, pluviométrie…) Parmi les utilisateurs de simulateurs de dynamique forestière on trouve le Cirad. Le Cirad est un organisme de recherche français qui se consacre aux enjeux internationaux de l’agriculture et du développement. Il est composé de plusieurs équipes de recherche dont une qui travaille sur la gestion des ressources forestières. L’utilisation de tels simulateurs leur permet ainsi de mieux connaître l’évolution des espèces forestières et aussi de mieux conserver la biodiversité. Les simulateurs sont calibrés par des données recueillies par le Cirad sur différents sites expérimentaux. Ces données sont variées : on trouve des données d’inventaire (la position des arbres), des mesures caractéristiques, des données de génotypage ou encore des données environnementales. 5

I. Contexte du Projet Angél que c. Capsis et Selva Projet Capsis Plateforme open source hébergeant de nombreux simulateurs Selva Simulateur développé par Guillaume Cornu Intégré sous Capsis Proposant plusieurs modèles pour simuler les différentes phases Comme je l’ai dit il existe de nombreux simulateurs. (Il y a une vingtaine d’années de nombreux modélisateurs implémentaient leurs propres simulateurs. La plateforme Capsis a ainsi été développée en 1994 dans le but d’héberger tous ces simulateurs.) La plateforme Capsis a été développée en 1994 dans le but d’héberger tous ces simulateurs. Parmi ces simulateurs on trouve celui qui nous intéresse plus particulièrement : le simulateur Selva. Il a été développé par Guillaume Cornu, et décrit la dynamique de croissance d’une forêt tropicale. Il a été calibré avec les données recueillies par le Cirad sur le site de Paracou en Guyane. Il est composé de trois modules de simulation : régénération, croissance, mortalité. Plusieurs modèles sont implémentés pour chaque phase. Et c’est précisément la phase de régénération qui nous intéresse ici. 6

I. Contexte du Projet Angél que d. La régénération Projet 7 Nous avons vu que dans SELVA, les 3 phases de la régénération sont simulées, notre projet de simulation ne concerne que la phase régénération. Tout d’abord, il est important de décrire ce qu’est la régénération pour comprendre l’objectif de notre projet. La phase de régénération regroupe l’ensemble des étapes entre la floraison des arbres adultes et le recrutement des nouveaux juvéniles (une pousse est recrutée lorsqu’un son diamètre a atteint 10cm à hauteur de poitrine). Il est nécessaire de détaillé les différentes étapes de la régénération pour comprendre la complexité du phénomène et les facteurs influents. La première étape est la floraison , elle dépend du succès reproducteur de l’arbre adulte. La seconde étape est la dispersion des graines et du pollen (ces dispersion seront modélisées par les noyaux de dispersion), elle dépend de l’espèce. Ensuite la graine germe, sont installation ainsi que sa survie dépend fortement de l’environnement (pente, pluviométrie ) mais également de la présence d’animaux (cette phénomène sera modélisé par la fonction de survie) 7

I. Contexte du Projet Angél que e. Objectif du projet Travaux de Pierrette Chagneau Nouveau modèle de régénération Applicable à l‘espèce Angélique (espèce présente sur les parcelles de Paracou étudiées par le Cirad) -> prise en compte de données environnementales et de données génotypiques Objectif au terme du projet Développer un nouveau simulateur de régénération Objectif à long terme Intégrer ce module à Selva De nombreux modèles mathématiques permettent d’ores et déjà de modéliser la phase de régénération. Cependant, Pierrette Chagneau au cours de sa thèse à déterminer un nouveau modèle permettant de modéliser la phase de régénération de l’Angélique (espèce d’arbre tropicale présent à Paracou). Ce nouveau modèle prend en compte les données environnementales (qui, on l’a vu tiennent un rôle important dans la phase de régénération) Il prend également en compte les données de génotypes des arbres. L’objectif au terme du projet est donc de développer un simulateur de régénération implémentant ce nouveau modèle. L’objectif à plus long terme est d’intégrer ce nouveau modèle dans le module Régénération de Selva, afin de permettre à l’utilisateur de coupler les phases de régénération, croissance et mortalité. 8

I. Contexte du Projet Angél que e. Objectif du projet Projet 9 Donc pour résumer, l’objectif principal de notre projet est de développer un simulateur de la phase de régénération adapté à l’Angélique implémentant le modèle de régénération prenant en compte l’environnement. cette maquette d’interface décrit le résultat attendu : montrer la position des nouveaux juvéniles en fonction des données d’inventaires des arbres adultes. Le fond de la carte correspond à une donnée environnementale. Cependant,nous allons voir que ce simulateur nécessite le développement de 2 autres modules (prédiction de l’environnement et modélisation de la régénération) que l’utilisateur pourra utiliser en amont du simulateur. La prochaine partie de cette soutenance sera consacrée à la présentation en détail des trois modules de notre projet. 9

II. CONCEPTION générale Projet Angél que

II. Conception générale Projet Angél que a. Le Modèle 1111

II. Conception générale Projet Angél que b. Le Contrôleur 1212

II. Conception générale Projet Angél que c. La Vue 1313

II. Conception générale d. Le pattern Modèle Vue Contrôleur Projet Angél que d. Le pattern Modèle Vue Contrôleur Contrôleur Affichage message erreur Modifications des données Action de l’utilisateur Vue Modèle Accès aux données 1414

III. Module Prédiction Projet Angél que

IV. Module Modélisation Projet Angél que

V. Module Simulation Projet Angél que

VI. GESTION DE PROJET et PLANIFICATION Angél que

Pour conclure… Projet Angél que