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

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

Par la suite, de Reffye mènera en effet différents travaux en collaboration avec d’autres chercheurs de l’IFCC ou de l’ORSTOM. Comme sa compétence mathématique et informatique commence à être reconnue depuis ses premiers pas dans la modélisation de la croissance du caféier, ses collègues les plus proches trouvent à l’employer sur des problèmes, jugés voisins, de modélisation de rendement. Si bien qu’il ne passe jamais plus des deux tiers de son temps à la préparation de sa thèse d’Etat. Pendant ces quatre années qui le mèneront à la soutenance, un gros tiers de son travail est consacré soit à des études d’équilibres biologiques, soit à des problèmes de fertilisation des fleurs du cacaoyer ou du kolatier¹. Ce sont les recherches sur le cacaoyer qui vont l’occuper le plus, en parallèle de son travail de thèse. La véritable nouveauté des travaux des années 1977-1978 va consister pour lui à se laisser à nouveau inspirer par les solutions mathématiques de la recherche opérationnelle, comme dans la première solution avortée de 1974, mais sans en revenir pour autant à la recherche d’un optimum. L’approche par dissociation de processus et par couplage informatique de sous-modèles, développée avec succès dans le modèle de 1976, sera de son côté maintenue pour sa puissance et sa précision. Mais de Reffye, même s’il n’y renonce pas tout à fait, ne cherchera plus systématiquement et en priorité à faire que ces sous-modèles soient des modèles mathématiques certains. Sur ce point précis de l’évolution de ses solutions techniques et de ses idées, nous pensons que c’est le problème spécifique aux cacaoyers qui l’a d’abord et progressivement incité à se proposer des modèles aléatoires tirés de la recherche opérationnelle et qu’il développera seulement ensuite pour le caféier, dans le cadre de sa thèse de 1979. Car, en 1977, le problème que pose le rendement du cacaoyer n’est clairement pas de même nature que celui du caféier. Ce n’est pas le même type de phénomène que l’on doit essayer de représenter mathématiquement. L’aléa y intervient de façon décisive. Nous allons rapporter ici les jalons essentiels de cette modélisation du cacaoyer de manière à comprendre les conditions dans lesquelles de Reffye sera amené à intégrer ensuite la simulation de type Monte-Carlo dans ses premières simulations de morphogenèse d’arbres. C’est en effet cette dernière intégration de formalisme qui le conduira à la conception du premier simulateur universel d’architecture d’arbres.

La sous-pollinisation chronique du cacaoyer

En ce milieu des années 1970, un problème bien connu des agronomes fait en effet l’objet de grandes attentions de la part des chercheurs de l’IFCC : la sous-pollinisation chronique du cacaoyer. Alors que ce problème ne se pose pas pour le café et qu’il paraît suffisant dans ce dernier cas de se pencher sur la seule croissance de l’arbre et l’apparition de ses fleurs, le contrôle des facteurs limitants du rendement du cacaoyer nécessite au contraire que l’on se penche d’abord sur les différents vecteurs environnementaux du pollen (vent, insectes…) afin de comprendre l’origine de cette sous-pollinisation. En 1975, des études déjà assez précises sur le transport de pollen avaient été effectuées par un entomologiste de l’IFCC (B. Decazy) et par des agronomes de l’Université de Yaoundé (F. Massaux, C. Tchiendji et C. Misse) au Cameroun. Ils employaient une technique expérimentale habituellement mise en œuvre en physiologie, écophysiologie et écologie, par ailleurs souvent corrélée à une modélisation de type compartimental : le suivi de flux, de substances ou d’agents par marquages radioactifs. Ils ont ainsi développé une technique de suivi de pollen par un traceur radioactif susceptible d’être contenu sans dommage dans la fleur du cacaoyer : l’isotope P du phosphore. Après l’échec de leur première solution qui avait consisté à injecter cet isotope dans le tronc du cacaoyer (à cause de la trop faible dose d’isotope parvenant dans ce cas à la fleur et donc au pollen), ils en vinrent à mettre au point une technique plus adaptée, mais plus délicate, d’injection directe dans la fleur. Il leur devenait ensuite possible de mesurer directement, par compteur Geiger-Müller, l’intensité de la radioactivité parvenue sur les autres fleurs alentour. Cette radioactivité ne pouvait être due qu’au déplacement de grains de pollen ou d’insectes venant d’une fleur marquée initialement par les expérimentateurs :
« Toute fleur marquée retrouvée sur les arbres de la parcelle atteste soit la présence de grains de pollen, soit la simple visite d’un insecte contaminé. »³²
Les conclusions qu’ils ont pu tirer des mesures étaient limitées étant donné que les visites infructueuses y figuraient également. De plus, cette mesure par compteur Geiger-Müller n’était pas un décompte ; ce n’était que l’évaluation d’une intensité de radioactivité :
« Cette technique n’est donc valable que pour apprécier l’intensité des visites d’insectes sur les fleurs. »¹
Ainsi, avec une telle technique, il est impossible de reconstituer précisément les différents types de scénario de pollinisation qui sont la cause de ces mesures expérimentales. Les résultats permettent en fait surtout de chiffrer la décroissance des déplacements de grains de pollen en fonction de la distance à l’arbre initialement marqué. D’autre part, puisqu’il est néanmoins possible de mesurer la radioactivité des insectes eux-mêmes, il se confirme que toutes les espèces d’insectes rencontrées (au moins 25 en tout !) sont susceptibles d’être des agents pollinisateurs, et que le vent ne peut pas en revanche être considéré comme un agent décisif puisque ses expulsions de pollen, certes importantes, ne sont pas suffisamment directives, au contraire de celles des insectes. Les résultats de cette technique de suivi restent donc assez limités. La nature des agents vecteurs est mieux connue, mais il n’est pas possible d’évaluer le résultat global de la pollinisation, c’est-à-dire la distribution de pollen sur les styles², ni les processus précis grâce auxquels il y est apporté.