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

in [Bouchon, J., 1995], pp. 7-16.

3 Voir [Bouchon, J., 1995], pp. 17-25 : « Une brève histoire de la modélisation de la production des peuplements forestiers : place des méthodes architecturales. »

1 À une seule espèce d’arbre.

2 [Bouchon, J., 1995], p. 18, note 1.

me Voir [Hesketh, J. D. et Jones, J. W., 1976], p. 242 : « Various modeling activities have generated long lists of needed information, much of which concerns details of morphogenesis in the species modeled. »

1 [Bouchon, J., 1995], p. 23.

2 Source : [Bouchon, J. et Poupardin, D., 1995], p. 114.

3 [Bouchon, J. et Poupardin, D., 1995], p. 114 : « Je suis, pour ma part, un ferme partisan du holisme, de l’approche globale, même si cette position épistémologique est souvent difficile à tenir. » Plus loin, Bouchon explique que cette difficulté tient principalement au fait qu’il est plus valorisant, si l’on veut faire une bonne carrière dans la recherche, de se concentrer sur un problème restreint où des résultats menus seront indiscutables et publiables bien qu’ils soient très peu utilisables sur le terrain. Voir ibid., p. 115 : « Le réductionnisme paie plus, en tout cas, au niveau des concours […] Ce qui est toutefois certain dans le contexte actuel, c’est qu’inciter les jeunes à adopter une démarche globale, c’est les condamner à faire une croix sur leur carrière. »

4 Voir [Bouchon, J., 1995], p. 10 : « Les recherches sur l’architecture semblent donc justifiées soit comme point de passage obligé pour développer des modèles fonctionnels, soit parce qu’on considère l’architecture comme un objet de recherche en lui-même ».

1 [Bouchon, J., 1995], p. 7.

2 Voir la postface de Jean Bouchon et Françoise Dosba [Bouchon, J., 1995], p. 349.

3 [Bouchon, J., 1995], p. 349.

4 Dans la page internet « les architectes du végétal » de l’INRA : [INRA, architecte, 1998], p.1.

1 Une façon pour le scientifique de faire son deuil d’une pratique jusque là quotidienne…

2 [Bouchon, J., 1995], p. 9.

3 [Bouchon, J., 1995], p. 11.

1 À ce sujet, voir les classifications éclairantes de Sylvanie Guinand dans son article « Le modèle en biologie » de l’Encyclopaedia Universalis. Elle y oppose le modèle concret, visualisable, au modèle abstrait. Le modèle par schéma fait partie, selon elle, des modèles concrets.

1 [Bouchon, J., 1995], p. 11.

2 [Bouchon, J., 1995], p. 14.

3 [Bouchon, J., 1995], p. 14.

4 En son temps, le philosophe Bergson attribuait la résistance de certains phénomènes matériels à l’explication scientifique au fait qu’ils ne se mesuraient qu’à l’aune de notre propre durée, de notre vécu de conscience : « si je veux me préparer un verre d’eau sucrée, j’ai beau faire, je dois attendre que le sucre fonde », [Bergson, H., 1941], p. 9. Car ce temps d’attente n’était pas pour lui un temps mathématique, extensible ou rétractable à volonté ainsi qu’une portion d’espace peut l’être ; il était un temps vécu et il coïncidait avec notre propre durée qui, elle, ne lui semblait susceptible d’aucune contraction ou dilatation. Aurait-il réévalué son jugement face à la simulation ? Cette technique semble en effet permettre à la science de contourner ce problème de la « mise en lois » des systèmes dynamiques complexes en cherchant des modèles pourvus de règles. À ce sujet, voir également [Prigogine, I. et Stengers, I., 1979], passim et [Prigogine, I. et Stengers, I., 1992], pp. 19-22.

5 [Bouchon, J., 1995], p. 23.

1 Confusion qui, encore en 1997, est inacceptable pour Jean-Marie Legay. Voir [Legay, J.-M., 1997], p. 55: « dans tous les cas, le modèle ne permet pas d’éviter l’expérience. Bien au contraire, il suggère et organise des expériences ; il peut en économiser quelques unes, mais aussi en proposer d’autres. Bien entendu, même la simulation ne remplace pas l’expérience, elle n’en est pas une, elle permet de détecter des absurdités, de désigner des faisabilités. Ce n’est pas parce qu’un calcul est possible, qu’il est pertinent. Seule l’expérience rendra un verdict significatif. » C’est nous qui soulignons.

2 En ce sens, la simulation informatique de la plante n’est pas seulement une « trading-zone », une zone frontalière et de commerce où l’on parle un créole juste bon pour des échanges, comme Peter Galison le suggère en revanche pour le cas de la simulation numérique en physique nucléaire. Voir [Galison, P., 1997], pp. 803 et 833-837.

3 Dans le cas de la simulation, c’est en effet le « test » ou la validation du modèle qui change également de sens et appelle la mise en œuvre d’autres techniques.

4 [Bouchon, J ., 1995], p. 13.

1 Voir par exemple [Bouchon, J., 1995], pp. 137, 189, 233, 272.

2 [Bouchon, J., 1997], pp. 11-87.

3 [Bouchon, J., 1995], p. 192.

1 [Bouchon, J., 1995], p. 204.

2 [Bouchon, J., 1995], p. 206. C’est nous qui soulignons.

3 [Bouchon, J., 1995], p. 206.

4 [Bouchon, J., 1995], p. 206.

1 Alain Pavé avait fait ses études d’ingénieur à l’INSA de Lyon, au début des années 1960. En 1966, il intégra le Laboratoire de Biométrie de la Faculté des Sciences de Lyon, dirigé à l’époque par Jean-Marie Legay. En 1980, il soutint sa thèse d’Etat sur la théorie et la pratique de la modélisation en biologie cellulaire et moléculaire. Par la suite, il développa son intérêt pour des modélisations mathématiques de toute nature et intéressant des phénomènes biologiques à toutes échelles, mais en favorisant souvent une approche populationnelle inspirée des modèles de la dynamique des populations. Voir [Pavé, A., 1995]. Suivant la voie ouverte par Legay, il devint ensuite Professeur à l’Université de Lyon 1 et directeur de l’Unité de Recherche Associée URA 243 (baptisée plus tard Unité Mixte de Recherche - UMR 5558). Dans son travail, il s’était lui aussi très tôt intéressé à l’usage que l’on pouvait faire de l’informatique mais dans une approche d’abord essentiellement cognitiviste (de type système expert, puis intelligence artificielle), comme Coléno, bien qu’il se soit également, mais ponctuellement, intéressé aux L-systèmes et aux différents modèles de morphogenèse. Pour son auto-biographie intellectuelle, voir ibid., pp. 5-24.

2 [Houllier, F., 1986], pp. 2-3. Il fait une revue des modèles existants. Il montre la limite des modèles globaux dépourvus de détails et il propose un « modèle probabiliste structurel » pour faire le lien entre le niveau de l’arbre et celui du peuplement. Mais il n’intègre pas la morphologie et se cantonne à un espace plan, c’est-à-dire à une situation non tridimensionnelle (ibid., p. 136). Pour cette thèse, Houllier a bénéficié d’un co-directeur en la personne de Jean Bouchon.

1 Voir [RFF, 1995, vol. 47], pp. 131-140.

2 En 1992, Francis Colin soutiendra une thèse à l’ENGREF sur « Analyse et modélisation de la branchaison de l’Epicéa commun en vue de prédire la qualité de la ressource », [Bouchon, J., 1997], p. 419.

3 [Houllier, F. et Varenne, F., 2000], p. 7.

4 [Houllier, F., Bouchon, J. et Birot, Y., 1991].

5 [Houllier, F., Bouchon, J. et Birot, Y., 1991], pp. 98-99.

6 [Houllier, F., Bouchon, J. et Birot, Y., 1991], p. 98.

1 Thierry Fourcaud est un ingénieur mécanicien de formation. En 1996, il soutiendra une thèse sur la biomécanique des plantes. Il y intègre la méthode des éléments finis dans les maquettes informatiques d’AMAP de manière à prédire le comportement mécanique de l’arbre. À cette époque, aux côtés de Houllier, il contribue à affiner les problèmes d’intégration de l’écophysiologie dans les simulations d’AMAP. Il est par la suite recruté comme chercheur-enseignant auprès de l’Université de Bordeaux I et du Laboratoire de Rhéologie du Bois. Il appartiendra alors à une Unité Mixte CNRS/INRA/Université de Bordeaux I. Et il restera également membre du programme de modélisation des plantes.

2 Loi phénoménologique approximative remontant au forestier allemand R. Pressler (1865). Elle « établit les modalités de la croissance en diamètre du tronc en fonction des caractéristiques du houppier ». Elle postule que « la surface du cerne périphérique annuel du tronc croit linéairement à partir du sommet de l’arbre jusqu’à la base du houppier, puis reste constante en dessous, jusqu’au sol », [Bouchon, J., 1997], p. 266.

3 [Bouchon, J., 1997], p. 260.

4 « La prise en compte des interactions entre arbres entraîne une explosion combinatoire du temps de calcul et de l’espace mémoire requis », [Bouchon, J., 1997], p. 384. Par exemple, sur une Station Silicon Graphics R4000 disposant de 80 Mo de mémoire vive, et pour un épicéa de 15 ans, le calcul met 4’51’’ à s’effectuer pour les 4 premiers ordres d’axe.

5 [Bouchon, J., 1997], p. 415.

6 Forestier, spécialiste de l’écologie et de la dynamique des forêts tropicales et directeur de recherche au CNRS, UMR EcoFog.

7 [Houllier, F. et Varenne, F., 2000], p. 20.

1 En 1990, ils soutiennent tous les deux une thèse en sciences appliquées à la reconnaissance de la parole.

2 Ingénieur en robotique et titulaire d’un DEA d’informatique, Barczi a été recruté par AMAP au début des années 1990 pour travailler à réécrire le logiciel de Jaeger en prenant soin des problèmes d’identification des paramètres. Voir [Bouchon, J., 1997], pp. 205-254. Jaeger ne pouvait en effet s’y atteler car, à partir de 1992, l’AMAP avait répondu favorablement à une demande de collaboration émanant de la Faculté de Médecine de l’Université Montpellier II, en la personne du professeur Joyeux, chirurgien et … voisin de de Reffye à Montpellier. Pendant quelques années (jusqu’en 1996), Jaeger dirige le projet de synthèse d’images médicales intitulé Corpus 2000. Il y développe des techniques de géométrie discrète pour visualiser des organes humains en 3D à partir de coupes tomodensitométriques. Un troisième doctorant informaticien de Strasbourg, Philippe Borianne (encadré par Pascal Lienhardt, un élève de Françon), y préparera même une thèse sur les topologies de dimension 2. Un logiciel, C2000, est rapidement mis au point par le CIRAD-AMAP et diffusé dans certains centres d’imageries partenaires. Le but avoué de de Reffye et Jaeger, à moyen-long terme, est d’aboutir à des logiciels de modélisation/simulation de croissance des organes animaux (Voir [Reffye (de), Ph. et al., 1996], p. 159). Mais à la faveur d’un changement de direction au CIRAD, la recommandation de ne pas se disperser faite à l’AMAP par les membres de la Revue Externe de1996 est prise très au sérieux. Et Jaeger aura rapidement ordre de recentrer son travail sur le métier du CIRAD : l’agronomie et le développement. En 1999, en guise de transition, on le charge de produire un rapport sur le « Rôle et les perspectives de l’informatique scientifique au CIRAD » avant de l’encourager fortement à revenir à la modélisation des plantes. Dans ce rapport, il ne fait aucune allusion à ce qui a pourtant été l’objet de son travail pendant près de 5 ans…

3 [Bouchon, J., 1997], p. 146. Voir l’article synthétique [Godin, C. et Caraglio, Y., 1998].

4 [Bouchon, J., 1997], pp. 187-191.

5 « L’intérêt de l’application de la théorie du renouvellement est de permettre, à partir d’une mesure de type ‘comptage’, de déduire une information de type ‘intervalle de temps’ beaucoup plus directement interprétable du point de vue botanique puisque traduisant la notion de plastochrone apparent. En effet, la mesure au niveau ‘intervalle de temps’ serait extrêmement fastidieuse voire irréalisable dans de nombreux cas », [Reffye (de), Ph. et al., 1996], p. 61. Elle permet donc de quantifier des paramètres cachés derrière les modèles que sont les processus stochastiques.

1 Voir [Reffye (de), Ph. et Houllier, F., 1997], pp. 987-988 : “A crucial point is that AMAPsim is linked to AMAPmod and that the theory of graphs and automata makes it possible to estimate the transition probabilities among the states from experimental data (which is not the case for most simulation methods which cannot be ‘fed’ by observations). There is thus a bridge between empirical observations of plant architecture and the morphogenetic simulations of AMAPsim, thus the possibility to adjust and validate the model”.

2 Selon l’expression de la page internet de l’INRA dédiée à l’AMAP : [INRA, architecte, 1998].

3 Pour ces chiffres, voir [Reffye (de), Ph. et al., 1996], pp. 17-18.

4 Voir l’historique de Pierre Dinouard in [Reffye (de), Ph. et al., 1996], p. 165.

5 Elles étaient tombés à 600kF par an : à comparer aux 1,2 à 1,5 millions de francs annuels que l’Unité avait pu gagner jusque là avec ses ventes de logiciel (avec une pointe à 2,5 millions de francs). Aux mêmes époques, pour son fonctionnement total (personnel + équipement), l’unité réclame environ 12 millions de francs par an. Voir [Houllier, F. et Varenne, F., 2000], pp. 18-19. L’unité est donc loin de subvenir à ses besoins en vendant du logiciel.

6 Ce système de revue externe ou d’évaluation collective intervient tous les 5 ans et il permet de stimuler la recherche et la valorisation ainsi que de faire des préconisations. Il se fonde sur une analyse faite pendant 6 mois par des intervenants extérieurs. Elle donne lieu à débats et à publications. Ce système a été mis en place par Hervé Bichat à partir du modèle d’évaluation en cours dans les grands Instituts de Recherche Agronomiques comme l’IRRI (International Rice Research Institute : Institut de recherche américain sur le riz, fondé en 1971 et visant à promouvoir la recherche pour le développement en agronomie ; 15 autres IRI seront fondés par la suite sur ce modèle).Voir [Bichat, H. et Varenne, F., 2001], p. 13.

1 [Pavé, A., 1996], p. 33.

2 Actuellement (2004), Stéphane Gourgout est Directeur Commercial de Bionatics. Cette société possède l’exclusivité pour la diffusion de la technologie AMAP, excepté le moteur de croissance. C’est-à-dire qu’elle possède des droits sur tout l’environnement logiciel (modelage des végétaux…). Elle reverse de l’argent à l’Unité AMAP en fonction de ses ventes.

1 [Reffye (de), Ph. et al., 1996], p. 67.

2 [Reffye (de), Ph. et al., 1996], p. 73.

3 [Reffye (de), Ph. et al., 1996], p. 90.

4 Pour un approfondissement de cette question épistémologique, voir notre article [Varenne, F., 2003b].

1 [Reffye (de), Ph. et al., 1996], p. 115. C’est nous qui soulignons.

2 [Reffye (de), Ph. et al., 1996], p. 115.

3 [Reffye (de), Ph. et al., 1996], p. 115.

4 [Reffye (de), Ph. et al., 1996], p. 12.

1 [Dauzat, J., 1994], p. 81.

2 Voir figure 6a in [Dauzat, J., 1994], p. 86.

3 [Dauzat, J., 1994], p. 88.

1 [Reffye (de), Ph. et al., 1996], p. 134.

2 Voir les thèses de Pierre Guillevic (1999) et Delphine Luquet (2002), par exemple. Dauzat y est rapporteur et son travail sert de référence. C’est même un cadre de réflexion et un point de départ assumés dans la thèse de Delphine Luquet sur « Le suivi hydrique des plantes par infrarouge thermique ». Voir [Guillevic, P., 1999] et [Luquet, D., 2002]. Elle a été engagée comme chercheuse au CIRAD-AMIS (amélioration des méthodes pour l’innovation scientifique) en 2003.

3 [Reffye (de), Ph. et al., 1996], p. 135. En fait, dans ce cadre pratique-là, Dauzat doit déjà renoncer à simuler le pin aiguille par aiguille : la simulation de lancer de rayon demanderait un temps prohibitif, à la différence de ce que demandaient les quelques palmes du palmier. Il faut dont qu’il remodélise de manière conique et simplifiée des « unités de croissance feuillées » rassemblant un grand nombre d’aiguilles… Voir ibid. Cette méthode empirique de simulation n’est donc pas valable en pratique pour toute architecture d’arbre à cause de la limitation en puissance et en mémoire des ordinateurs en ce milieu des années 1990.

1 Ce modèle révèlera plus tard lui aussi ses limites, notamment en vitesse de calcul. À partir de l’année 2000, dans le cadre du rapprochement avec l’INRIA dont nous parlerons plus loin, Cyril Soler et François Sillion, tous deux chercheurs à l’INRIA, et secondés par Frédéric Blaise (AMAP), adapteront des algorithmes issus de l’infographie pour simuler plus efficacement l’énergie lumineuse radiative sous un couvert végétal. Cette question de la radiosité de la lumière est en effet ancienne en infographie où il faut rendre des scènes réalistes du point de vue de l’illumination au moyen de techniques de rendu assez développées. Voir le rapport de recherche [Soler, C., Sillion, F., Blaise, F., Reffye (de), Ph., 2001]. Les auteurs choisissent une technique hiérarchique où, à échelle globale, des réflectances et des transmittances équivalentes sont calculées pour les grandes structures de l’arbre. On montre que le raffinement jusqu’à la feuille individuelle (avec un calcul exact) est toujours possible au moyen d’une instanciation hiérarchique, c’est-à-dire d’une descente dans l’échelle des classes de données. Mais cela nécessite des calculs plus conséquents. En 2002, des ordinateurs parallèles commencent à être utilisés à cette fin. Voir ibid., p. 18. Ce qu’il faut retenir, c’est le fait que, comme dans le cas de l’algorithme de Bresenham chez Blaise (1991), une pure technique mathématique et algorithmique d’infographie peut servir à résoudre indirectement un problème propre aux sciences de la nature. Ici, c’est dans le cadre du calcul d’une valeur énergétique sur une maquette simulée. L’infographie n’est donc pas nécessairement à la traîne de la science expérimentale, physique ou biologique. Elle sert parfois d’instrument formel de simulation objective et de calcul.

2 Voir [Reffye (de), Ph. et Houllier, F., 1997], p. 991 : “The approach reviewed in this paper aims at developing agronomic or sylvicultural virtual experiments.”

er Voir l’article « Eau – l’eau en agriculture » de l’Encyclopaedia Universalis (écrit par Marcel Robelin, maître de recherche à l’INRA), édition 1989 (CDROM 1995), Tome 7, p. 802c : « Il existe une relation de simple proportionnalité entre la transpiration et la production de matière sèche. Bien entendu la relation s’arrête au niveau de la transpiration et de la production maximales fixées par le climat et la plante. » Des travaux allant en ce sens ont été publiés dès 1933. Voir l’article de J.-F. Leroy in [Taton, R., 1964, 1995], p. 737.

1 Voir la présentation de Pierre Cruiziat in [INRA, 1997], p. 9. Voir également l’étude comparative serrée de [Deleuze, C., 1996]. De manière significative, dans sa thèse, Christine Deleuze (X-ENGREF) ramène les modèles architecturaux de de Reffye à une espèce d’« allométrie » généralisée, ce qui signifie qu’elle y perçoit au mieux un caractère phénoménologique, « intuitif » dit-elle. Or, cela lui répugne et elle considère ces modèles comme devant être « vérifiés », ibid., p. 6. C’est-à-dire qu’elle leur reproche d’une part de séduire en surface et de n’être pas explicatifs pour autant. Et, d’autre part, elle met en cause, ce qui est plus grave, leur calibration. En tout et pour tout, elle ne cite d’AMAP qu’un seul article, ibid., p. 232. Dans le milieu des modélisateurs en agronomie et en sciences de l’environnement que nous avons pu fréquenter à la fin des années 1990, lors de différents colloques, nous avons constaté que l’approche de de Reffye était encore souvent mal connue et un peu vite assimilée aux modèles mathématiques de phyllotaxie, avec le certain dédain qui accompagnait ce rapprochement.

2 Ingénieur agronome de Paris-Grignon. Au début des années 1970, il passe un doctorat en physiologie des plantes à Paris. Chercheur à l’INRA, son travail a touché essentiellement aux transferts hydriques dans les plantes. Il travaille actuellement en écophysiologie des arbres à l’INRA de Clermont-Ferrand. Depuis 1990, son unité de rattachement est le PIAF. Elle est associée à l’Université Blaise Pascal depuis cette date. Cruiziat milite pour la spatialisation des modèles fonctionnels pour deux raisons : 1 - la nécessaire prise en compte de l’hétérogénéité géométrique du couvert végétal et donc de l’ensoleillement, 2 - la nécessaire prise en compte de l’hétérogénéité morphologique des organes à l’intérieur du houppier et des compétitions internes qui s’y trouvent. Voir [INRA, 1997], p. 10.

3 Voir [Reffye (de), Ph., Blaise, F., Fourcaud, T., Houllier, F. et Barthélémy, D., 1997].

4 [Reffye (de), Ph., Blaise, F., Fourcaud, T., Houllier, F. et Barthélémy, D., 1997], p. 130 et [Nosenzo, R., Reffye (de), Ph., Blaise, F. et Le Dimet, F.-X., 2001], p. 155.

1 Pour la formule et la légende, voir [Reffye (de), Ph., Blaise, F., Fourcaud, T., Houllier, F. et Barthélémy, D., 1997], p. 131.

2 Qui est donc en fait un modèle mathématique validé.

3 Voir [Reffye (de), Ph. et Houllier, F., 1997], p. 991 : “In this case, the double regulation, of the ecophysiological processes by the structure of the plant and its neighbours, and of the morphogenetic programme by the availibility of the internal and external resources produced or consumed by the physiological processes (e.g. photosynthates, water, light, space), is explicitly considered in the very same model.”

1 [Reffye (de), Ph., Blaise, F., Fourcaud, T., Houllier, F. et Barthélémy, D., 1997], p. 130.

2 Voir [Reffye (de), Ph., Blaise, F., Chemouny, S., Jaffuel, S. et Fourcaud, T., 1999].

3 [Reffye (de), Ph., Blaise, F., Chemouny, S., Jaffuel, S. et Fourcaud, T., 1999].

4 [Nosenzo, R., Reffye (de), Ph., Blaise, F. et Le Dimet, F.-X., 2001], p. 160.

1 [Abelson, H., 1976], p. 160 : “All mathematics has (ultimately) intuitive foundations, but in turtle geometry the links are particularly close.”

2 [Abelson, H., 1976], p. 162 : “Turtle geometry illustrates how computation can serve as a conceptual tool in exploring mathematics.”

3 [Abelson, H., 1976], p. 159 : “Descriptions of geometric figures in Logo tend therefore to be more procedural than descriptions arising with most other computer graphics implementations, and couched in terms of properties which are intrinsic to the figure in question rather than imposed by an external reference frame.”

4 Pour une histoire du programme de « Vie artificielle », voir [Goujon, P., 1994a] et [Goujon, P., 1994b].

5 [Lindenmayer, A. et Prusinkiewicz, P., 1987], p. 228.

1 Voir [Prusinkiewicz, P. et Lindenmayer, A. 1990, 1996], pp. 193-200.

2 [Prusinkiewicz, P. et Lindenmayer, A. 1990, 1996], p. 193.

3 [Prusinkiewicz, P. et Lindenmayer, A. 1990, 1996].

4 [Prusinkiewicz, P., 2003], p. 2.

5 Dans sa page personnelle, Prusinkiewicz s’exprime ainsi : “One of the main goals of science is to find principles that unify apparently diverse phenomena. With this broad objective in mind, I apply notions and methods of computer science to gain a better understanding of the emergence of forms and patterns in nature”, CPSC Faculty Brochure, http://pages.cpsc.ucalgary.ca/~pwp/

1 Voir notre entretien [Reffye (de), Ph. et Varenne, F., 2001], pp. 6 et 36-37. Ce que de Reffye appelle les « lois de la nature », ce sont par exemple ici les modèles architecturaux, la nature stochastique des comportements des méristèmes en botanique, l’axe de référence et l’âge physiologique des méristèmes, la loi de l’efficience de l’eau en agronomie. Ce sont donc des lois phénoménologiques, à une échelle assez globale. Il les compare à la loi d’Ohm en électricité (U = RI) auxquels il faudrait, selon lui, un nouveau Maxwell pour leur retirer leur caractère purement phénoménologique et les déduire de modèles explicatifs. Voir