Validation du modèle animal-végétation dans le cadre du développement d’un simulateur parcelle-troupeau
Résumé
Les modèles biologiques sont de natures très diverses, souvent compliqués voire complexes. Chacun nécessite donc d’être évalué par une combinaison de techniques de validation choisies en fonction des objectifs et du domaine d’application du modèle. Le modèle « animal-végétation » est une étape intermédiaire dans la construction d’un simulateur multi-agents « parcelle-troupeau ». Il est constitué d’un module végétal qui simule le comportement de la végétation sous pression de pâturage, et d’un module animal qui simule le comportement et les aspects physiologiques. Prochainement, un module spatial régissant les interactions entre animaux et la mémoire sera greffé au modèle « animal-végétation » de manière à obtenir un modèle complet « parcelle-troupeau ». L’objectif du modèle « animal-végétation » est de simuler le comportement et l’ingestion d’un animal moyen en interaction dynamique avec la végétation dans des situations de pâturage extensif ; la validation déterminera son aptitude à servir de base au modèle plus englobant « parcelle-troupeau », et à être utilisé en l’état pour des expériences informatiques sur le comportement de l’animal.
Durant les différentes étapes de tests, on s’est concentré sur les interactions animal-végétation, et notamment sur la réponse de l’animal à différents types de couverts, et l’évolution du couvert sous différentes pressions de pâturage. Après une vérification portant sur l’interface animal-végétation et un calibrage des paramètres régissant les choix de l’animal, on a procédé à une analyse de sensibilité qui nous a fourni une première approche du fonctionnement d’ensemble du modèle et de la qualité des prévisions. L’étape suivante a consisté en une exploration plus systématique du modèle, où on a établi des lois de réponse aux principaux paramètres repérés comme importants dans l’analyse de sensibilité. Enfin, on a effectué une validation d’après les expériences menées par l’équipe Relations Animal-Plante.
La validation a mis en évidence des prévisions de quantité et qualité de l’ingéré animal ajustées aux observations, ainsi qu’une capacité d’adaptation de l’animal à des besoins énergétiques variables ; le calcul de la vitesse d’ingestion et les modèles de choix sont cependant approximatifs, et mériteraient d’être modifiés. Par ailleurs, l’évolution de la végétation prévue par le modèle est très sensible à un paramètre synthétique modulant le potentiel de croissance des cellules (INcell) ; la précision des prévisions végétales à l’échelle du mois est intimement liée à la valeur choisie pour INcell.
Cette validation, approfondie mais non exhaustive, nous a conduit à accepter le modèle « animal-végétation » comme une base suffisamment solide à l’élaboration du modèle « parcelle-troupeau », sous réserve de quelques modifications. Enfin, en intégrant des aspects « préhensibilité » et « digestibilité » du couvert aux modèles de choix et à la vitesse d’ingestion, on devrait atteindre un niveau de précision suffisant pour pouvoir procéder à des expériences informatiques à partir du modèle « animal-végétation ».
Domaines
Sciences de l'environnement
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