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La modélisation dans la prairie

A Lusignan, l'Unité de recherche pluridisciplinaire prairie et plantes fourragères (URP3F) développe une approche pour modéliser le comportement des plantes de prairie. L’objectif est notamment d’intégrer les diverses connaissances acquises par l’unité – en écophysiologie et en génétique – dans un outil unique.

Modélisation de ray-grass par l'Unité de recherche pluridisciplinaire prairies et plantes fourragères (URP3F) dans le cadre du projet virtual grassland. © Inra
Par Service communication Inra Poitou-Charentes
Mis à jour le 14/04/2014
Publié le 03/04/2014

Qu’est-ce qu’une plante de prairie ? Une herbe coupée plusieurs fois dans l’année, soit par fauche, soit par pâturage, et qui repousse à chaque fois. Mais aussi une plante unique, différente de chacune de ses voisines. Cette gestion agricole et sa diversité génétique la différencient des cultures annuelles – type maïs ou colza.

Expérimentations in vivo et in silico

Modéliser les graminées et/ou les légumineuses sert à conduire des expérimentations virtuelles sur des mini-prairies virtuelles (in silico), beaucoup plus rapides qu’en conditions réelles. Tester virtuellement des hypothèses permet également de cibler l’expérimentation en conditions réelles à mettre en place sur le terrain (in vivo). Les hypothèses validées sur le terrain sont ensuite intégrées au modèle virtuel dans une boucle vertueuse. La modélisation est fondamentale pour la recherche car elle permet des allers et retours entre théorie et pratique. Le projet « virtual grassland » de l’URP3F se décline sur les graminées, les légumineuses et les associations entre les deux. Certains programmes scientifiques intègrent ce modèle virtuel :

  • Expoleg (Exploiter le potentiel offert par les légumineuses fourragères pour une agriculture verte), soutenu par la Région Poitou-Charentes,
  • Praise (Amélioration génétique des prairies semées face aux aléas climatiques : valorisation de la diversité), soutenu par l’Agence nationale de la recherche.

Modéliser des graminées sur deux générations

L’outil L-Grass modélise la mise en place et la croissance des tiges et des feuilles des graminées. Il a été développé par un doctorant (Alban Verdenal), encadré par les scientifiques Abraham Escobar-Gutiérrez et Didier Combes, de 2007 à 2009. Couplé à une modélisation génétique, l’outil permet de simuler une succession de générations grâce au travail de la chercheuse Isabelle Litrico : une plante pousse, fait des graines qui poussent à leur tour et deviennent une seconde génération de plantes. La thèse d’un second doctorant (Vincent Migault), encadré par Abraham Escobar-Gutiérrez depuis début 2012, vise à intégrer les racines de la plante dans l’outil et à coordonner le développement aérien et le système racinaire. L’outil peut simuler la coupe horizontale des plantes lors de la fauche, ou sous forme de bouchée lors du pâturage.

Analyser la compétition des légumineuses seules ou en association

Pour les légumineuses, un premier outil de modélisation prend en compte la compétition pour la lumière et l’eau entre différents types génétiques de plantes (des luzernes plus ou moins hautes par exemple). Il intègre également les racines et la coupe régulière.
Un second outil a permis d’analyser virtuellement la compétition pour la lumière dans une association pois-blé, dans le cadre de la thèse de Romain Barillot, encadré par Abraham Escobar-Gutiérrez et Didier Combes de 2009 à 2012.
Au fur et à mesure, les équipes de l’URP3F mettent les résultats obtenus à la disposition de tous, sur une plateforme de modélisation. Afin de partager les connaissances acquises, bien réelles.

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Département(s) associé(s) :
Biologie et amélioration des plantes, Environnement et agronomie