Architecture

La modélisation des plantes: techniques et applications
Video: des plantes virtuelles pour comprendre la croissance végétale et préserver l'environnement, un sujet qui mobilise et rassemble agronomes, mathématiciens, informaticiens et botanistes.
Dès les années 1970, la prise en compte de l’angle dit "phyllotaxique" allait poser les bases d’une description botanique des palmiers. Propre à chaque espèce de palmiers, cet angle concerne la distance d’émission entre chaque feuille. Il aboutit à une disposition en spirale relevant de la suite dite de Fibonacci. Développée à la même époque, la compréhension de l’architecture des plantes permet désormais la modélisation des palmiers dans leur ensemble. Appliquée au paysage, la modélisation de la croisssance des plantes représente un domaine de recherches doté d'un grand potentiel en matière d'agronomie et de gestion rationnelle des plantations. Elle permet notamment d'évaluer l'interception optimale du rayonnement solaire, en fonction des cultures présentes. La modélisation paysagère est par ailleurs un outil intéressant en matière de gestion prévisionnelle des espaces verts. Le Projet Phoenix est l'un des partenaires de l'application récente de ces techniques au palmier dattier du monde oasien. Nous recherchons actuellement des collaborations, afin de l'expérimenter sur des friches agraires du type de la palmeraie historique de Bordighera où se trouve notre jardin Expérimental. La modélisation permet en effet de visualiser l'évolution à venir d'un paysage, en fonction des plantes choisies et de leur implantation. Une telle expérimentation, outre son intérêt local, est susceptible de concerner dans les années à venir un grand nombre de pays du sud, où les palmeraies en déshérence sont condamnées à se multiplier.

PRESENTATION

Phoenix Canariensis PhyllotaxieLA PHYLLOTAXIE ET LES PALMIERS
Ill. exemples de description phyllotaxique de palmiers de différentes espèces (Davis 1971)
 
Les différentes espèces de palmiers possèdent des nombres différents de spirales foliaires. Par exemple, chez Areca catechu (Fig. 1), ou Ptychosperma macarthurii, une seule spirale foliaire est visible, tandis que pour le palmier à sucre (Arenga saccharifern) (Fig. 2), ou chez Arenga pinnata, deux spirales sont visibles. Chez Borassus flabellifer (fig. 3), ou Corypha elata, ainsi qu'un certain nombre d'autres espèces de palmiers, trois spirales sont clairement évidentes. Le cocotier (Cocos nucifera) ainsi que Copernicia (Fig. 4) ont cinq spirales, tandis que le palmier à huile (Elaeis guineensis) (fig. 5) en porte huit. Le palmier dattier dit ‘sauvage’ (Phoenix sylvestris) et quelques autres espèces de palmiers montrent également huit spirales. Sur les troncs robustes du palmier des Canaries (Phoenix canariensis) (fig. 6), treize spirales peuvent être observées, et même vingt et une dans certains cas. Tous les chiffres mentionnés ci-dessus (1, 2, 3, 5, 8, 13 et 21) se trouvent être les nombres de la suite de Fibonacci [soit 1+1=2, 2+1=3, 3+2=5, 5+3=8, etc.]. On ne connait pas de palmiers portant 4, 6, 7, 9, 10, 11 ou 12 spires foliaires.
Source : DAVIS T.A. 1971. Why Fibonacci sequence for palm leaf spirals? Link: math.ca
 
modelisation photo 2DIll.protocole de détermination de l'angle phylotaxique à partir d'une photographie du palmier (Dror 2009)
 
UNIVERSITY OF HAIFA (ISRAEL)
Using Phyllotaxis for Date Palm Tree 3d Reconstruction from a single image
En matière de modélisation, les mesures concernent (outre la phylotaxie) la courbure de la feuille, le nombre de feuilles émises, le rythme de leur production et des mesures de longueur, largeur et angle d'insertion, ainsi que les divers coefficients de torsion relatifs à leur mise en place sur l'arbre. Contrairement aux standards descriptifs traditionnels, qui nécessitent d'infinies mesures, un nombre plus restreint de paramètres suffit pour inférer l'aspect général de la palme. Ces paramètres viennent récemment d'être réduits à leur plus simple expression par des chercheurs israéliens, qui ont réussi à déterminer l'angle phylotaxique d'un palmier à partir d'une simple photographie. Les développements actuels de la photographie en 3D laissent par ailleurs augurer de nouvelles simplifications à venir en la matière.
En savoir plus sur la modélisation à partir de la photographie numérique:
DROR R., SHIMSHONI I. 2009. Link: mis.hevra.haifa
 
modelisation INRA UMR PIAF 3AIll. logiciel 3A : Acquisition de l'Architecture de l'Arbre
 
INRA (UMR PIAF)
Acquisition de l'architecture 3D des plantes
L'architecture d'une plante décrit les liaisons entre ses constituants (ramifications : notion de topologie), ainsi que la distribution des constituants dans l'espace (position, orientation, dimension et forme : notion de géométrie). Dans le cadre de l'écophysiologie végétale, mesurer l'architecture des plantes permet d'obtenir des maquettes végétales, utilisées pour vérifier des modèles de simulation de la croissance, ou pour étudier des aspects de son fonctionnement. La digitalisation 3D consiste à mesurer les coordonnées spatiales à l'aide d'un pointeur qu'un opérateur positionne sur la plante. Au prix d'une intervention manuelle importante, la digitalisation 3D est à l'heure actuelle une méthode de référence pour caractériser la structure des plantes : tous les éléments peuvent être mesurés, et l'acquisition des coordonnées 3D peut être couplée avec d'autres types de mesure permettant de caractériser les points digitalisés, en particulier la nature des constituants botaniques et leur position dans la topologie de la plante.

 

 

MOCAF-EUROMED

AMAP MOCAF
Modelisation de l'architecture du palmier dattier
Les techniques de modélisation de l’architecture des plantes mises en œuvre par l’UMR AMAP de Montpellier ont été appliquées dans un premier temps au palmier à huile. Avec le projet EUROMED MOCAF, elles sont désormais en cours d’application au palmier-dattier. Les palmiers modélisés dans la phase expérimentale de ce projet ont été 2 cultivars tunisiens (Rochdi et Berhi) et 2 morphotypes italiens (Ebrea et Romana) traditionnellement identifiés dans la palmeraie historique de Bordighera. La modélisation se développe à présent dans les pays du Maghreb. La modélisation des inflorescences a été conduite en relation avec les observations phénologiques menées sur le site italien du Projet Phoenix depuis plusieurs années. La modélisation des systèmes racinaires est menée en collaboration avec trois régions de phéniciculture, la Tunisie, l’Algérie et le Maroc. L'enjeu de cette recherche concerne aussi les besoins en eau du palmier, un sujet d'une grande importance dans les régions dattières.
 
Exemples des mesures à pratiquer
 
Traitement des données: AMAP Tool Kit
 

 

BIBLIO

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