Primitives spatiales, temporelles et multi échelles pour la modélisation des paysages dynamiques

Contact :       Danny LO SEEN :     Cet e-mail est protégé contre les robots collecteurs de mails, votre navigateur doit accepter le Javascript pour le voir

                    Pascal DEGENNE :    Cet e-mail est protégé contre les robots collecteurs de mails, votre navigateur doit accepter le Javascript pour le voir

  Télecharger la fiche du projet au format PDF 271.45 Kb

Objectif :

 Nature du projet :

Projet de recherche en modélisation, analyse spatiale et informatique.

Projet financé par l'Agence Nationale de la Recherche - Programme Blanc. 

Thèse de Pascal Degenne démarrée fin 2006 : « Une approche générique de modélisation spatiale et temporelle : application à la modélisation de la dynamique des paysages », dirigée par R. Jeansoulin (UMLV) et co-encadrée par D. Lo Seen (TETIS).

Enjeux :

Pour de nombreuses disciplines scientifiques, la modélisation de systèmes dans l'espace et dans le temps est une pratique courante. Elle permet notamment d'éprouver la connaissance que l'on a d'un système, d'en mieux cerner le fonctionnement, dans l'optique d'en prédire l'évolution suivant différents scénarios.  Lorsque le système étudié concerne le paysage, en tant que lieu de vie végétale, animale ou humaine, la modélisation peut servir l'analyse de nombre de questions importantes auxquelles nos sociétés actuelles sont confrontées, telles que la dégradation des écosystèmes naturels (réduction de biodiversité), l'émergence et la diffusion de nouvelles maladies (contraintes environnementales, changements climatiques) ou encore l'urbanisation sauvage (migrations économiques). De telles questions, où l'on voit interagir de nombreux processus à différentes échelles spatiales et temporelles, cachent une complexité difficile à aborder avec les méthodes actuelles.

Méthode :

Nous faisons l'hypothèse que les divers aspects de la question (échelle, temps, champ/entité, qualité de la donnée, limites floues, entre autres) sont en fait liés entre eux et ne devraient pas être traités indépendamment les uns des autres comme c'est souvent le cas aujourd'hui.

La démarche va enchaîner trois étapes principales: 1) réunir l'ensemble des propriétés de base que les primitives doivent posséder pour mieux modéliser la dynamique des paysages, 2) formaliser ces concepts pour développer des outils permettant de les manipuler, 3) mettre leur application à l'épreuve d'une variété de situations réelles. Nous choisissons délibérément de ne pas restreindre le champ d'investigation à une application particulière de modélisation, et prônons au contraire une approche trans-disciplinaire visant à extraire de divers modèles écologiques, ou de paysages, les notions fondamentales susceptibles de constituer des éléments réutilisables.

Nous comptons sur une collaboration étroite entre modélisateurs, informaticiens spécialistes en théories des langages, et chercheurs étudiants les processus et organisations à l'échelle du paysage. Il s'agit d'abord faire émerger des propriétés de base, en analysant d'une part une variété de travaux publiés dans la littérature scientifique, et d'autre part quatre cas réels dans lesquels nos équipes sont déjà partenaires dans le cadre de projets européens et internationaux : 1) la dynamique de l'écosystème mangrove de Guyane, 2) les paysages forestiers anthropisés de l'Inde du sud, 3) l'impact de la variabilité et du changement climatique sur la petite agriculture en Afrique de l'Ouest (AMMA) et 4) le risque d'apparition (grippe aviaire) ou d'extension (fièvre de la vallée du Rift) de maladies infectieuses (EDEN, ECOFLU). La construction de primitives intégrant ces propriétés va ensuite s'appuyer sur de récentes avancées des sciences du traitement de l'information : meta-modélisation, interopérabilité, architecture orientée services. Cette seconde étape aboutira à un langage métier capable de supporter les sémantiques appropriées pour la manipulation des nouvelles primitives de modélisation spatiale et temporelle. Enfin divers prototypes d'application seront développés à l'aide du langage métier, s'inspirant des études réelles citées plus haut.

Ce projet doit être considéré comme exploratoire, mettant l'accent sur la construction d'un formalisme de modélisation. Sa pleine application aux quatre cas réels cités, et à d'autres, fera l'objet de projets futurs. Nous espérons avant tout proposer aux modélisateurs un formalisme et des outils associés accessibles, mieux à même de manipuler les concepts spatio-temporels et multi échelles impliqués dans la modélisation de la dynamique des paysages.

Mots-clefs :   Modélisation, dynamique du paysage, langage métier, primitives

Partenaires / organismes associés :

Institut Gaspard Monge, Université de Marne la Vallée (Robert Jeansoulin, Gilles Roussel, Rémi Forax)

INRIA Sophia Antipolis (Didier Parigot)

UMR AMAP (Daniel Auclair, Cédric Gaucherel, Christophe Proisy)

UPR 16 "Epidémiologie" / UMR TETIS (Annelise Tran)

UPR 59 "Modélisation intégrative" / UMR TETIS (Christian Baron)

Organisation :