A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels 27-28 mars 2008 – Lyon – 1 Journées.

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1 A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E E N V I R O N N E M E N T PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels 27-28 mars 2008 – Lyon – 1 Journées « Plantes et Peuplements Virtuels » PLANTVIRT 2008 – 27-28 mars 2008, Lyon, ENS Introduction Pourquoi : quoi et dans quel contexte ? Pourquoi : dans quel but ? Déroulement des journées Que pouvons-nous en attendre ?

2 PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels – 27-28 mars 2008 – Lyon – 2 Pourquoi : quoi et dans quel contexte? Depuis une vingtaine dannées … Développement de modèles de plantes représentant des jeux dinteractions – au sein de la plante – la structure (topologie et géométrie) – le fonctionnement – la morphogenèse – entre la plante et son environnement Des noms différents – architecture des plantes, modèles architecturés – plantes virtuelles – modèles structure – fonction du développement des plantes, …

3 PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels – 27-28 mars 2008 – Lyon – 3 Pourquoi : quoi et dans quel contexte? « Computer models that treat plants as consisting of elementary units have become increasingly popular. The core of such a model is the description of what happens in a single element.... A computer program takes care of all the elements and integrates their activities to the functioning of the whole plant. Both the 3-D architecture and the metabolic processes can be treated in the same model at the same time in a natural way. Increasing speed of computers, developing programming tools and available mathematical techniques have made the construction of such models increasingly feasible. » Risto Sievänen, Annikki Mäkelä, Eero Nikinmaa, organizers of the first SFTM workshop in Helsinki (preface of Silva Fennica, Vol 31, issue 3, 1997)

4 PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels – 27-28 mars 2008 – Lyon – 4 Pourquoi : quoi et dans quel contexte? Depuis une vingtaine dannées … Développement de modèles de plantes virtuelles … … né dune rencontre entre – un socle de connaissances sur la plante – sa morphologie, son développement, son fonctionnement, son environnement, … – des questions très concrètes – une fascination pour la beauté algorithmique des plantes – des évolutions méthodologiques et technologiques radicales … mettant en jeu des interactions entre disciplines de plus en plus nombreuses – botanique (structurale), morphologie, écophysiologie – informatique, mathématiques appliquées – biomécanique, physiologie, génétique, épidémiologie, …

5 PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels – 27-28 mars 2008 – Lyon – 5 Pourquoi : quoi et dans quel contexte? Depuis une vingtaine dannées … Développement de modèles de plantes virtuelles … … né dune rencontre entre disciplines … élargissant progressivement le champ des processus couverts – élaboration de la qualité du bois – fonctionnement cellulaire du méristème – intégration au niveau du fonctionnement des couverts, des peuplements, des paysages – etc.

6 PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels – 27-28 mars 2008 – Lyon – 6 le résultat de processus développementaux cellulaires et moléculaires sous contrôle génétique et environnemental, que l'on peut aussi interpréter en termes évolutifs le support de processus macroscopiques de croissance et de fonctionnement (signalisation, croissance foliaire, interaction plante-environnement, biomécanique, etc.) sous contrôle génétique et environnemental le support de processus écologiques, biologiques et physiques qui ne concernent pas directement le fonctionnement de la plante (épidémiologie […], propagation du feu, interception de la lumière, atténuation du bruit, etc.) des briques élémentaires dans le fonctionnement d'écosystèmes et paysages virtuels des objets informatiques (des structures multi-échelles topologiques et géométriques) qu'il faut pouvoir manipuler pour une grande diversité d'applications (de l'agronomie à la visualisation des paysages, du jeu vidéo à la simulation militaire) etc…

7 PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels – 27-28 mars 2008 – Lyon – 7 Pourquoi : quoi et dans quel contexte? Depuis une vingtaine dannées … Développement de modèles de plantes virtuelles … … mettant en jeu des approches interdisciplinaires … aboutissant à la constitution de fait dune communauté scientifique – internationale – des lieux de rendez-vous – SFTM96, SFTM98, SFPM01, SFPM04, SFPM07 – PMA03, PMA06 – des lieux et des réseaux de production scientifique – Calgary, Helsinki, Queensland, Wageningen, Beijing, Davis, … – Montpellier, Clermont-Ferrand, Grignon, Avignon, …

8 PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels – 27-28 mars 2008 – Lyon – 8 Pourquoi : quoi et dans quel contexte? Des affichages forts SSD 2005-2009 du département EA de lINRA – « CT2 : Modélisation des plantes et de l'interaction génotype – environnement – Priorité 3 : Plantes virtuelles : intégration à la plante et au m 2, applications à lanalyse des conséquences de stress biotiques et à la gestion du couvert – L'ambition est de développer des modélisations informatiques génériques 3D de la croissance, du développement et des relations plante – environnement. » – Projets structurants / Outils et Méthodes – « Modèles de représentations 3D de plantes » – « Modèle de paysage virtuel et simulation des transferts » Des évolutions similaires, quoique moins explicites, dans dautres départements de lINRA Un affichage tout aussi clair à lINRIA

9 PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels – 27-28 mars 2008 – Lyon – 9 Pourquoi : quoi et dans quel contexte? Depuis une vingtaine dannées … Développement de modèles de plantes virtuelles … … mettant en jeu des approches interdisciplinaires … aboutissant à la constitution dune communauté scientifique – internationale – et nationale … – Cirad, INRA, AgroParisTech, SupAgro – Montpellier, … – INRIA, ECP, universités, … – … qui a bénéficié, et bénéficie, daccompagnements variés : – une AIP 1991-1993, des écoles-chercheurs, au moins 3 ASC INRA depuis 2002, etc. – 2 EPI INRIA complémentaires associant le Cirad et lINRA – un élément déterminant du partenariat RTRA Montpellier – INRIA – des plates-formes – etc.

10 PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels – 27-28 mars 2008 – Lyon – 10 Pourquoi : dans quel but ? Depuis une vingtaine dannées, un développement remarquable, bourgeonnant, buissonnant, auto-organisé, accompagné, … qui a suscité linterrogation de Gilles Kahn le 5 octobre 2005 – Quelle visibilité internationale ? Quelle reconnaissance académique ? – Quelles applications ? Quelles utilisations ? Quel partenariat industriel ? Un besoin conjointement exprimé par le département EA et le DSPPV de faire le point sur lavancement des fronts de science dans ce domaine sur les applications attendues sur lorganisation de notre dispositif sur nos ambitions collectives

11 PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels – 27-28 mars 2008 – Lyon – 11 Déroulement Un séminaire de deux jours préparé par un comité de programme ouvert, … INRA : EA, BV, EFPA, GAP, SPE Cirad INRIA … accueilli dans un site où œuvre une équipe concernée (méristème virtuel) … autour de deux axes un état des lieux partagé une réflexion plus prospective

12 PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels – 27-28 mars 2008 – Lyon – 12 Un état des lieux partagé Différents angles pour couvrir, sans lépuiser, la diversité des situations et des projets (équipes, méthodes, niveaux dintégration, espèces étudiées, processus étudiés, applications, …) Des synthèses Des défis méthodologiques Des thématiques Des exemples flash Des plates-formes

13 PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels – 27-28 mars 2008 – Lyon – 13 Des ateliers de réflexion plus prospectifs Différents angles pour couvrir la diversité des situations et des projets (équipes, méthodes, niveaux dintégration, espèces étudiées, processus étudiés, applications, …) Plates-formes : mutualisation des outils et des méthodes Stratégies de partage des données Génétique, physiologie et approches cellulaires et moléculaires Réseau architecture et épidémiologie Agronomie et changements déchelles

14 PLANTVIRT 2008 – Plantes et peuplements virtuels – 27-28 mars 2008 – Lyon – 14 Que pouvons-nous en attendre ? Une connaissance, plus complète et partagée, de ce qui est fait dans les différentes équipes Quelles questions biologiques, écologiques, agronomiques ? Quelles finalités ? Quelles applications ? Lidentification partagée de fronts de science Quels verrous cognitifs, méthodologiques, technologiques ? Quelles interfaces favoriser ? Quels besoins dintégration ? Une meilleure organisation / visibilité / lisibilité de notre dispositif Quelles collaborations entre équipes ? Quels investissements partagés et à partager ? Quels partenariats existants et à développer ?