Université Louis Lumière Lyon 2 Faculté de Géographie, Histoire de l’Art, Tourisme

TROISIEME EPOQUE : LA CONVERGENCE 303

INTRODUCTION – De la diversité des convergences à l’unité d’une méthode 304

CHAPITRE 16 – Simulation probabiliste de formes biologiques ramifiées : Dan Cohen (1967) 306

Une enquête de faisabilité sur ordinateur 307

Des classes d’éléments hiérarchiquement organisés et sensibles à l’environnement 308

Les rôles de la programmation modulaire, de la simulation et de la visualisation 309

Le rôle épistémique de la simulation pour la biologie du développement 310

Importance du couplage du calculateur avec un dispositif de visualisation 312

CHAPITRE 17 - La simulation d’automates biologiques moléculaires sur ordinateur : Walter R. Stahl (1961-1967) 315

De l’« analyse dimensionnelle » à l’« automate moléculaire » 316

Une influence de la biologie moléculaire sur la modélisation mathématique du vivant 318

Une épistémologie néo-positiviste des modèles : assumer et neutraliser la dispersion (1967) 323

Purger les modèles de toute métaphysique 324

CHAPITRE 18 - La simulation de la morphogenèse par automates formels : Aristid Lindenmayer (1968-1974) 328

Un botaniste convaincu par le positivisme logique : la « théorie des cycles de vie » 328

Axiomatique inutilisable et axiomatique utilisée 332

De la théorie logiciste à la théorie des automates en passant par l’exobiologie 334

Eviter d’avoir recours à l’ordinateur 338

Un « modèle mathématique » pour l’« intercellularité » dans le développement 339

Le « modèle développemental » linéaire et les règles de réécriture 341

Observation de l’« émergence » d’une « régularité inattendue » 343

La « théorie du contrôle morphogénétique » 346

Ce que l’on gagne à discrétiser 347

Le « modèle développemental » de la ramification 348

Première calibration du modèle sur des algues et premier dessin 349

CHAPITRE 19 – La réception contrastée des systèmes de Lindenmayer (1970-1975) 353

La controverse avec Brian Carey Goodwin au sujet des formalismes « naturels » 353

Un déplacement de l’horizon des automates vers l’horizon des langages 357

Convergence entre genèse de phrases et morphogenèse végétale 358

Ce que la biologie apporte à l’informatique : un nouveau modèle de computation 362

Caractérisation, inférence, complexité 363

De l’analyse statistique à la modélisation algorithmique : Hermann et Jacqueline Lück, un cas français (1975) 366

L’analyse numérique de la croissance : Ralph O. Erickson et l’ordinateur-calculateur 368

Le tournant logiciste 372

CHAPITRE 20 - La simulation géométrique à vocation botanique : Honda et Fisher (1971-1977) 375

Reconnaissance de formes d’arbres et écrans graphiques à l’Université de Kyoto 375

Un modèle de simulation génératif et géométrique validé par l’image 377

Une simulation de la géométrie des tissus 378

La simulation géométrique reste un argument théorique 380

La rencontre avec les mesures : rapprocher la simulation des détails du réel 380

Les limites de la morphométrie et de l’approche thermodynamique des arbres 382

La première simulation géométrique d’un arbre réel : le Terminalia 383

La plante conçue comme métapopulation 386

Une limite de la simulation géométrique 387

Simuler pour tester un argument théorique 389

Bilan sur la simulation géométrique 390

CHAPITRE 21 – La période de formation et le contexte institutionnel de l’IFCC (1966-1971) 392

Des modèles de la génétique au « module » des chromosomes 394

La culture tropicale et la création de l’IFCC dans l’après-guerre 398

Le service « Café-Cacao-Thé » 400

Une « large autonomie locale » 402

La perspective du marché commun : accroître la compétitivité des produits nationaux 403

L’orientation de la recherche génétique à l’IFCC : l’amélioration des plantes 403

CHAPITRE 22 – La probabilité de fructification comme caractère génétique (1971-1975) 406

Transférer un peu d’économétrie dans la biométrie : le premier article de 1974 407

Des résultats en demi-teinte 409

De la fonction à la structure 411

Modéliser, c’est former des hypothèses 413

Construire un caractère non directement observable : une probabilité objective 414

Modéliser pour exhiber des faits biologiques 416

La réception de la thèse de 1975 : une modélisation étrange mais efficace 418

Hégémonie et résistance de la biométrie à l’IFCC 419

CHAPITRE 23 – Modélisation fractionnée et simulation géométrique (1975-1981) 424

Représenter fidèlement plutôt que condenser 425

Essoufflement de la physiologie et des relations d’allométrie traditionnelles 428

Visualisation et abstraction 430

Première modélisation fractionnée : l’approche cinétique du caféier 432

La modélisation de la formation des rameaux : les hypothèses 433

Le sous-modèle de la formation des rameaux 436

Le sous-modèle de la croissance des rameaux et l’organigramme intégrateur 438

Le rôle de la technique : le HP 9820 et le langage HPL (Hewlett-Packard Language) 441

« Matérialiser » la représentation pour caractériser la verse du caféier 442

L’insertion d’un savoir d’ingénieur : la résistance des matériaux 443

Un programme plus complexe et une programmation plus structurée 446

Comment publier un programme informatique ? 447

Résultat : des préconisations précises pour le sélectionneur 450

La réception des deux premiers modèles de de Reffye à l’IFCC 452

Deux conditions pour « simuler » 452

CHAPITRE 24 - Premières simulations probabilistes : les travaux parallèles sur le cacaoyer (1976-1981) 454

La sous-pollinisation chronique du cacaoyer 454

Simuler de manière probabiliste pour interpréter la structure des données de terrain 456

Une « vérification expérimentale » … par simulation 458

Un ouvrage de référence dû à des « simulateurs » en recherche opérationnelle 459

Contingence des types d’événements aléatoires 462

Ce que l’on gagne à simuler aléatoirement l’aléatoire 463

La réception du modèle de simulation aléatoire pour le cacaoyer 464

De la pollinisation au rendement : simuler pour discriminer les différents facteurs biologiques de la fructification 466

L’« analyse logique » d’un macro-événement : le nombre de fèves par cabosse 467

Un formalisme peut en invalider un autre 469

Une « démonstration » par simulation ? 471

Analyse logico-mathématique des différents faciès par les sous-modèles 472

Simulation : l’analyse pour la synthèse 473

Le sens de la méthode de Monte-Carlo 474

L’achat du tout nouveau modèle d’HP : un enjeu financier, humain et technique 476

Bilan sur les premières simulations probabilistes 478

CHAPITRE 25 – Les applications des simulations fractionnées (1977 – 1981) 480

La simulation détaillée du trafic des insectes : un problème de « file d’attente » (1980) 481

Un troisième transfert de méthodes venues de la recherche opérationnelle 482

Relativité des échelles et rôle de la modélisation 484

Le « rappel » et l’« application » de la théorie des files d’attente 486

L’organigramme du programme synthétique de simulation de la pollinisation 489

Des résultats en demi-teinte 490

Une « équation mathématique » supplante la simulation : un aboutissement aux yeux des agronomes 491

L’agronomie et les formules mathématiques fonctionnelles 493

L’application du modèle du caféier à l’étude de l’influence des engrais (1977-1980) 494

Bilan sur les prolongements des premières modélisations du caféier et du cacaoyer 496

CHAPITRE 26 - Le « modèle architectural » en botanique : Francis Hallé et Roelof A. A. Oldeman (1970-1978) 499

Une motivation nouvelle pour la thèse d’Etat : le réalisme botanique 499

Naissance du concept d’« architecture végétative » 501

Naissance du concept de « modèle architectural » 505

Ce qui a motivé l’emploi du terme « modèle » en botanique 507

Un modèle non mathématique 509

CHAPITRE 27 - Une simulation architecturale, aléatoire et universelle : la thèse de 1979 511

Une vision occidentale limitée 513

Limite de la modélisation mathématique 515

Limites de la modélisation théorique logiciste 517

Contre l’esprit analytique de la biométrie 519

La plante conçue comme population de méristèmes 523

Modélisation probabiliste de l’activité de croissance des méristèmes 524

Mortalité des méristèmes et ramifications avec retard 530

Validation et vérification : arbre calculable et arbre non calculable 531

Simulation spatiale et intégrale : le verdict du rendu visuel 533

Simulation de la phyllotaxie 534

Vitesse, mémoire et souplesse limitées 535

Diversité des applications réalisées et envisagées 537

Réception et suite immédiate du programme de simulation des plantes (1979-1981) 538

CHAPITRE 28 – La première convergence : avec l’informatique graphique (1981-1985) 541

Du terrain de la simulation à la simulation comme terrain 541

Le retour en métropole : création et informatisation du CIRAD 542

La rencontre avec l’informatique graphique : itinéraire d’un informaticien français 544

Optimisation d’algorithme, nombres de Strahler et combinatoire énumérative 547

Ce que Françon retient de la thèse de de Reffye 555

CHAPITRE 29 - Le redémarrage de la recherche en simulation architecturale (1985-1991) 557

Création de l’AMAP et valorisation du premier logiciel : une simulation en préfixé (1987) 558

Modèles et structures de données : l’apport des langages 559

Expression générale du « moteur de croissance » en préfixé 563

Premières applications : médiatiques 564

Une valorisation de la recherche pour le moins réussie 565

Timides applications botaniques et agronomiques 567

Rigueur formelle et perte de sens 568

Le deuxième logiciel simule le parallélisme (1991) 568

La construction ordre par ordre exige une nouvelle structuration des données 569

La simulation d’événements discrets et le moteur de croissance parallèle 570

La discrétisation de l’espace 573

La validation de la simulation dans son ensemble 576

Applications et limites 578

Des retombées conceptuelles en botanique 578

CHAPITRE 30 – La deuxième convergence : avec la modélisation mathématique en foresterie (1990-1998) 581

Les agronomes à l’école de la simulation : l’AIP INRA/CIRAD (1990-1993) 581

L’appel d’offre officiel 584

Les raisons scientifiques de la sollicitation de l’INRA 585

Le rôle de l’AMAP dans les projets retenus 588

Les hésitations de l’INRA : les arguments en présence 589

Des traces de réticences dans les actes du Colloque de synthèse 592

Le rapprochement institutionnel INRA/CIRAD autour d’AMAP (1993-1995) 595

Formalisation conceptuelle et institutionnelle : le laboratoire associé CIRAD/INRA (1995) 598

L’épistémologie du « modèle général » à valeur empirique 600

Une maquette informatique comme support d’expériences virtuelles 603

CHAPITRE 31 - La troisième convergence : re-mathématiser (à partir de 1998) 606

Le premier modèle mixte structure-fonction : « l’efficience de l’eau » (1997-1999) 606

Evolution de la simulation logiciste : 1984-1994 609

Une grammaire sensible à l’environnement : GROGRA –1994 613

Simuler la plante individuelle pour voir fonctionner les cultures (1997-2000) 617

L’association avec l’INRIA en Chine : sous-structures et contrôle optimal (1998-2003) 619

CONCLUSION : Convergences autour de la simulation pluriformalisée 622