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Sea fishing is a highly mobile activity, favoured by the vastness of the oceans, the absence of physical boundaries and the abstraction of legislative boundaries. Understanding and anticipating this mobility is a major challenge for fisheries management issues, both at the national and international levels. "FisherMob" is a free Gama tool designed to study the effect of economic and biological factors on the dynamics of connected fisheries. It incorporate the most important processes involved in fisheries dynamics: fish abundance variability, price of the fishing effort and ex-vessel fish market price that which depends on the ratio between offer and demand. The tool uses as input a scheme of a coastal area with delimited fishing sites, fish biological parameters and fisheries parameters. It runs with a userfriendly graphic interface and generates output files that can be post-processed easily using graphic and statistical software.; La pêche maritime est un secteur d’activité où l’on observe une très forte mobilité, favorisée par l’immensité des océans, l’absence de frontières physique et l’abstraction des frontières législatives. Comprendre et anticiper ces mobilités est un défi majeur pour les questions de gestion des pêcheries, au niveau des pays comme à l’international. “ FisherMob ” est un outil dont l’objet est la modélisation multi-agents des interactions entre facteurs économiques et biologiques sur la distribution de l’effort de pêche et de l’impact sur la dynamique des pêcheries. Les principaux paramètres du modèle concernent la biologie des populations de poisson exploité, la distribution géographique des sites de pêche, les caractéristique de la pêcherie (coût de l’effort de pêche, capturabilité, mobilité) et enfin les caractéristiques du marché (relation de demande en fonction du prix). En fonction de ces paramètres, l’évolution de la densité de poisson, de l’effort de pêche et du prix au débarquement émergent du modèle et déterminent la dynamique de la pêcherie. L’outil possède une interface ergonomique permettant de faire varier facilement les paramètres et de visualiser les résultats des simulations en temps réel. De plus, des fichiers intégrant tous les résultats sont générés à chaque simulation permettant un post-traitement des résultats avec des outils spécialisés graphiques ou statistiques. Un premier cas d’étude concret est présenté, basé sur la pêche artisanale sénégalaise, qui a montré les potentiels de l’outil pour l’aide à la gestion des pêcheries transfrontalières. Enfin, des développements de cet outil sont suggérés.

Sea fishing is a highly mobile activity, favoured by the vastness of the oceans, the absence of physical boundaries and the abstraction of legislative boundaries. Understanding and anticipating this mobility is a major challenge for fisheries management issues, both at the national and international levels. ''FisherMob'' is a free Gama tool designed to study the effect of economic and biological factors on the dynamics of connected fisheries. It incorporate the most important processes involved in fisheries dynamics: fish abundance variability, price of the fishing effort and ex-vessel fish market price that which depends on the ratio between offer and demand. The tool uses as input a scheme of a coastal area with delimited fishing sites, fish biological parameters and fisheries parameters. It runs with a userfriendly graphic interface and generates output files that can be post-processed easily using graphic and statistical software., Comment: in French

Les résultats économiques des élevages porcins dépendent des prix du porc et des matières premièresalimentaires, ainsi que des performances techniques des ateliers de production. Les coûts d'alimentation, ainsique le poids d'abattage et le taux de muscle des pièces de chaque porc interviennent dans la construction de lamarge brute. Les stratégies alimentaires et de gestion des abattages des porcs à l'engrais sont donc des facteurs clés des résultats économiques. Différents modèles et outils ont été précédemment développés pour prédire les effets des stratégies alimentaires sur les performances techniques et les résultats économiques (lnraPorc, MOGADOR ... ). Ils ont montré qu'il est nécessaire de prédire la trajectoire de croissance de chaque porc pour estimer correctement les résultats de l'atelier. Ils ne permettent cependant pas d'identifier la stratégied'alimentation optimale dans un contexte économique donné. L'objectif de ce travail était de développer un outilcapable de maximiser la rentabilité de l'atelier d'engraissement dans différents contextes économiques, enproposant le meilleur compromis entre coût d'alimentation et niveau de performance des animaux.L'outil associe un modèle bioéconomique de l'atelier d'engraissement et une procédure d'optimisation de lamarge brute moyenne par porc. Le modèle bioéconomique simule la croissance de chaque porc selon sonpotentiel d'ingestion et de croissance et selon la stratégie d'alimentation. Il calcule la marge brute moyenne parporc engraissé et les impacts environnementaux de la production (par Analyse de Cycle de Vie).La procédure d'optimisation maximise la marge brute moyenne par porc en trouvant le poids cible à l'abattage(PVa), la durée maximale d'engraissement (Dmax) et la meilleure stratégie d'alimentation biphase (BP) en termesde composition de la ration (pourcentages de deux aliments A et B formulés pour couvrir respectivement 110% et90% du besoin en lysine digestible du porc moyen à 30 kg et 120 kg de poids vif) et de poids vif moyen auchangement de phase. Cette procédure utilise un algorithme évolutionnaire adapté à la résolution de problèmesnon linéaires et discontinus (CMA-ES, Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy). Après une phase devalidation des conditions d'utilisation de l'outil, différents scénarios ont été explorés. Dans le contexte économique retenu pour les simulations, l'outil permet d'augmenter la marge brute de 1,33€/porc en cherchant la meilleure BP, en comparaison à un scénario de référence (SR) représenta nt les pratiques habituelles. En ajoutant PVa et Dmax aux variables de décision, l'outil propose une solution qui améliore la marge brute de 2,81 €/porc par rapport à SR. L'outil permet de maximiser le résultat économique de l'atelier d'engraissement en cherchant la meilleure séquence alimentaire biphase et la meilleure gestion des abattages. Les futurs travaux viseront à réaliser une optimisation économique et environnementale conjointe de l'atelier d'engraissement.

In this thesis, we investigated whether - and how - the intra-plot spatial patterns of habitats favourable to generalist predators could influence the conservation biological control (CBC) through their foraging behaviour. The general approach of this work is based on a modelling approach guided by experiments on the earwig E. caraibea, a generalist predator in banana fields of Martinique. In an experiment in banana fields, we found that the abundance and activity of earwigs seemed to be influenced by habitat types: banana tree residues appeared to be particularly more favourable to earwigs than bare soil.We developed a spatially explicit and individual-based model (Foragescape) of the foraging movements of an earwig-like predator in a banana field - based on the favourable or unfavourable nature of habitats. We found that the per-capita predator effect was strongly affected by a spatial dilution of predators, induced by favourable habitat addition, but this negative effect could be partially or fully mitigated by their spatial organisation.A key hypothesis of the Foragescape model was found on earwigs in a mesocosm experiment: earwigs movements are slower and more sinuous on residues, a favourable habitat, than on bare soil, an unfavourable habitat. Therefore, the model's predictions on spatial organisation and CBC can to some extent be adapted to the earwigs in banana fields., Dans cette thèse, nous avons cherché à savoir si, et comment, l’organisation spatiale intra-parcellaire des habitats favorables aux prédateurs généralistes pouvait influencer le contrôle biologique par conservation (CBC) via leur comportement de prospection. Ce travail s’appuie sur une démarche de modélisation guidée par des expérimentations sur le dermaptère E. caraibea, prédateur généraliste des bananeraies de la Martinique. Dans une expérience dans des bananeraies de la Martinique, nous avons constaté que l’abondance et l’activité des dermaptères semblaient dépendre fortement des types d’habitats : les résidus de bananiers apparaissant particulièrement plus favorables aux dermaptères que le sol nu. Nous avons développé un modèle individu centré et spatialement explicite (Foragescape) du déplacement de prospection d’un prédateur type (inspiré d’E. caraibea) dans les bananeraies, basé sur le caractère favorable ou défavorable des habitats. Le modèle prédit que l’efficacité per capita des prédateurs pour le CBC peut être fortement affectée par la dilution spatiale des prédateurs, causée par l’addition d’habitats favorables, mais que cet effet pouvait être partiellement ou complètement compensé par leur organisation spatiale.Une hypothèse clef du modèle Foragescape a pu être retrouvée dans une expérience en mésocosme expérimental : les déplacements des dermaptères sont plus lents et sinueux sur les résidus, c’est-à-dire un habitat favorable, que sur le sol nu, un habitat défavorable. On peut donc, dans une certaine mesure, étendre les prédictions du modèle sur l’organisation spatiale et le CBC aux dermaptères dans les bananeraies.

In this thesis, we investigated whether - and how - the intra-plot spatial patterns of habitats favourable to generalist predators could influence the conservation biological control (CBC) through their foraging behaviour. The general approach of this work is based on a modelling approach guided by experiments on the earwig E. caraibea, a generalist predator in banana fields of Martinique. In an experiment in banana fields, we found that the abundance and activity of earwigs seemed to be influenced by habitat types: banana tree residues appeared to be particularly more favourable to earwigs than bare soil.We developed a spatially explicit and individual-based model (Foragescape) of the foraging movements of an earwig-like predator in a banana field - based on the favourable or unfavourable nature of habitats. We found that the per-capita predator effect was strongly affected by a spatial dilution of predators, induced by favourable habitat addition, but this negative effect could be partially or fully mitigated by their spatial organisation.A key hypothesis of the Foragescape model was found on earwigs in a mesocosm experiment: earwigs movements are slower and more sinuous on residues, a favourable habitat, than on bare soil, an unfavourable habitat. Therefore, the model's predictions on spatial organisation and CBC can to some extent be adapted to the earwigs in banana fields., Dans cette thèse, nous avons cherché à savoir si, et comment, l’organisation spatiale intra-parcellaire des habitats favorables aux prédateurs généralistes pouvait influencer le contrôle biologique par conservation (CBC) via leur comportement de prospection. Ce travail s’appuie sur une démarche de modélisation guidée par des expérimentations sur le dermaptère E. caraibea, prédateur généraliste des bananeraies de la Martinique. Dans une expérience dans des bananeraies de la Martinique, nous avons constaté que l’abondance et l’activité des dermaptères semblaient dépendre fortement des types d’habitats : les résidus de bananiers apparaissant particulièrement plus favorables aux dermaptères que le sol nu. Nous avons développé un modèle individu centré et spatialement explicite (Foragescape) du déplacement de prospection d’un prédateur type (inspiré d’E. caraibea) dans les bananeraies, basé sur le caractère favorable ou défavorable des habitats. Le modèle prédit que l’efficacité per capita des prédateurs pour le CBC peut être fortement affectée par la dilution spatiale des prédateurs, causée par l’addition d’habitats favorables, mais que cet effet pouvait être partiellement ou complètement compensé par leur organisation spatiale.Une hypothèse clef du modèle Foragescape a pu être retrouvée dans une expérience en mésocosme expérimental : les déplacements des dermaptères sont plus lents et sinueux sur les résidus, c’est-à-dire un habitat favorable, que sur le sol nu, un habitat défavorable. On peut donc, dans une certaine mesure, étendre les prédictions du modèle sur l’organisation spatiale et le CBC aux dermaptères dans les bananeraies.

Les ateliers d’engraissement porcins ont de forts impacts environnementaux. Une piste d’amélioration résidedans la conduite individuelle, en particulier pour programmer les départs à l'abattoir. Nous avons développé unmodèle capable i) de simuler les performances individuelles des porcs en interaction avec les pratiques del'éleveur et la conduite de l'élevage et ii) d'évaluer les résultats techniques, économiques et environnementauxde l’atelier. Les pratiques représentées dans le modèle ont été choisies à partir d'enquêtes en élevage (conduite en bandes, pratiques d'allotement et d'alimentation, pratiques de départ à l'abattoir et de gestion des porcs les plus légers). Un modèle individu-centré a été adapté du modèle InraPorc®. Les impacts environnementaux ont été calculés à partir des résultats de chaque porc par ACV. Le modèle a été étudié avec i) 8 simulations visant à évaluer l'intérêt de l'approche individu-centré pour estimer les résultats de l'atelier et ii) une évaluation par comparaison entre valeurs prédites et observées dans 21 ateliers d'engraissement. Les résultats montrent que les simulations avec variabilité inter-individus reproduisent mieux le fonctionnement de l'atelier, en particulier pour le poids d'abattage moyen, le nombre de départs à l'abattoir par bande et la marge de l'atelier. Le modèle a été calibré pour les 21 élevages enquêtés en 6 étapes. L'erreur de prédiction du modèle après calibration est inférieure ou égale à 2% de la moyenne pour le poids moyen d'abattage, le gain moyen quotidien, l'indice de consommation et le taux moyen de muscle des pièces. Le pourcentage de porcs abattus dans la gamme optimale de paiement reste moins bien prédit, en raison d’un manque d'information sur les pratiques d'alimentation et/ou sur la fiabilité de l'estimation du poids de chaque porc par l'éleveur. Ce modèle est en cours d'intégration dans un premier outil d'aide à la décision associé à une base de données de 480 simulations, à destination des conseillers en élevage. Une version future de l'outil permettra de faire directement les simulations souhaitées avec le modèle.

National audience; Les modèles de fonctionnement des systèmes d’élevage sont utilisés pour étudier et comprendre les mécanismes de réponse de ces systèmes face à des changements dans leur environnement et/ou dans leur pilotage. Certains ont été développés récemment pour aborder la question de leur durabilité au regard de leur production. Les sorties sont de dimensions multiples (techniques, économiques, environnementales) liées à l’évaluation multicritère de la durabilité ; la durée de simulation est de l’ordre de la minute. L’analyse de sensibilité est une méthode couramment utilisée sur des modèles représentant des systèmes complexes afin d’identifier les paramètres influençant le plus chaque sortie. Cependant, réaliser une analyse de sensibilité de ces nouveaux modèles est difficile en raison du nombre important de paramètres, qui agissent en interaction sur l’ensemble des sorties du modèle et de la nécessité d’effectuer un grand nombre de simulations. Nous avons développé un modèle de l’atelier d’engraissement porcin qui est stochastique, mécaniste, à évènement-discret, individu-centré et dynamique, avec un pas de temps journalier. Nous avons ensuite réalisé une analyse de sensibilité globale du modèle adaptée à ses spécificités, en vue d’utiliser ces résultats pour renforcer la compréhension du fonctionnement du modèle. L’analyse de sensibilité a porté sur 15 variables d’entrée continues et sur 13 variables de sorties (5 sorties techniques, 5 impacts environnementaux et 3 indicateurs économiques). Nous avons d’abord mis en oeuvre la méthode de Morris pour réaliser un premier criblage afin d’identifier et exclure de l’analyse les paramètres très peu ou pas influents. Nous avons ainsi conservé 10 entrées sur 15 pour l’analyse proprement dite. Nous avons ensuite réalisé une analyse de sensibilité basée sur la variance pour les entrées influentes en utilisant des métamodèles. Les variables d’entrée les plus influentes sont le poids vif moyen d’entrée en engraissement (PVini), le coefficient de modulation la quantité d’aliment ingérée (QI), le coefficient de modulation de la quantité d’azote ingérée (NI), le taux de mortalité et la durée du vide sanitaire (VS). Le PVini détermine en partie l’efficacité alimentaire (des animaux entrés plus lourds ont un indice de consommation moyen en engraissement plus élevé), QI détermine aussi en partie le niveau de croissance et le coût alimentaire, NI influence largement la quantité d’azote excrétée et donc les impacts environnementaux associés (surtout acidification et eutrophisation), VS conditionne l’âge à l’abattage et donc le poids vif d’abattage et le revenu. Cette étude propose une séquence d’analyse de sensibilité générique, adaptée à des modèles de systèmes d’élevage ayant un temps de simulation long et disposant de sorties multicritères.

Les populations de saumon Atlantique (Salmo salar) sont rarement isolées puisqu’il est fréquent que des individus dispersent au moment de leur migration génésique. Ce fonctionnement en métapopulation peut favoriser la persistance et la résilience des populations face aux perturbations environnementales via le sauvetage démographique, génétique et évolutif. Cependant, dispersion et structure en métapopulation sont mal connues chez cette espèce et les conséquences démo-génétiques restent peu évaluées. Ainsi, mon étude a pour objectif de mettre en évidence le rôle de la dispersion sur la structuration et les dynamiques locales et d’étudier la mise en place du réseau adaptatif et ses effets sur la réponse des populations face au changement climatique. A l’aide d’un modèle démo-génétique individu centré, j’ai simulé la métapopulation de Bretagne et évalué différents scénarios de philopatrie et l’impact du changement climatique. Mes analyses révèlent une structuration spatiale et l’importance de celle-ci pour le fonctionnement des petites populations. Bien que le changement climatique affecte fortement les populations, le fonctionnement en métapopulation permet de tamponner ses effets. Ainsi, mon étude montre que l’évaluation de la dispersion et de la structure en métapopulation est essentielle pour comprendre le fonctionnement des populations locales et définir des mesures de gestion appropriées., Atlantic salmon populations (Salmo salar) are rarely isolated since individuals frequently disperse between populations. This metapopulation functioning can foster the population persistence and resilience face to environmental disturbances via the demographic, genetic and evolutionary rescue. Nevertheless, dispersal and metapopulation structure are poorly understood and the demo-genetic consequences remain to be explored. Thus, my work aims to investigate the role of dispersal on metapopulation structure and local dynamics as well as to study the adaptive network implementation and its effects on the response of populations to climate change. Using a demo-genetic individual based model, I simulated the Brittany metapopulation and assessed different philopatric scenarios and impacts of climate change. My results emphasized spatial structuration and its importance for small populations functioning. Although climate change was strongly affecting populations, its effects could be buffered by metapopulation functioning. Thus, my study shows that the assessment of dispersal and metapopulation structure is essential to understand the local populations functioning and to establish appropriate management strategies.

Les ateliers d’engraissement porcins ont de forts impacts environnementaux. Une piste d’amélioration réside dans la conduite individuelle, en particulier pour programmer les départs à l'abattoir. Nous avons développé un modèle capable i) de simuler les performances individuelles des porcs en interaction avec les pratiques de l'éleveur et la conduite de l'élevage et ii) d'évaluer les résultats techniques, économiques et environnementaux de l’atelier. Les pratiques représentées dans le modèle ont été choisies à partir d'enquêtes en élevage (conduite en bandes, pratiques d'allotement et d'alimentation, pratiques de départ à l'abattoir et de gestion des porcs les plus légers). Un modèle individu-centré a été adapté du modèle InraPorc®. Les impacts environnementaux ont été calculés à partir des résultats de chaque porc par ACV. Le modèle a été étudié avec i) 8 simulations visant à évaluer l'intérêt de l'approche individu-centré pour estimer les résultats de l'atelier et ii) une évaluation par comparaison entre valeurs prédites et observées dans 21 ateliers d'engraissement. Les résultats montrent que les simulations avec variabilité inter-individus reproduisent mieux le fonctionnement de l'atelier, en particulier pour le poids d'abattage moyen, le nombre de départs à l'abattoir par bande et la marge de l'atelier. Le modèle a été calibré pour les 21 élevages enquêtés en 6 étapes. L'erreur de prédiction du modèle après calibration est inférieure ou égale à 2% de la moyenne pour le poids moyen d'abattage, le gain moyen quotidien, l'indice de consommation et le taux moyen de muscle des pièces. Le pourcentage de porcs abattus dans la gamme optimale de paiement reste moins bien prédit, en raison d’un manque d'information sur les pratiques d'alimentation et/ou sur la fiabilité de l'estimation du poids de chaque porc par l'éleveur. Ce modèle est en cours d'intégration dans un premier outil d'aide à la décision associé à une base de données de 480 simulations, à destination des conseillers en élevage. Une version future de l'outil permettra de faire directement les simulations souhaitées avec le modèle.

Climate change has certain impact on the marine ecosystems. A southward shift in productive frontal systems serving as the main foraging sites for many top predator species is likely to occur in the Subantarctic areas. Central place foragers, as seabirds and pinnipeds, are thus likely to cope with an increase in the distance between foraging locations and their land-based breeding colonies. We studied the impact of climate change on the breeding success and population dynamics of Antarctic fur seals (Arctocephalus gazella) at Kerguelen Islands by means of an individual based model we developped, MarCPFS (Marine Central Place Foragers Simulator) which showed that the survival of the female-pup pair is particularly sensitive to the distribution of preys (abundance and structure), to the memorization abilities of the best resource sites found by the female during the rearing period, to the female size and to the foraging distance which it is necessary to cover at each trip. The results suggest that during the next three decades a southward shift greater than 2 km year-1 could compromise the survival and the sustainability of the populations. A coupling with a model of simulation of the oceanic dynamics and the resource (SEAPODYM) allowed projections till the end of this century based on scenarios RCP8.5 of the IPCC (2014), confirming the trends previously obtained. Globally, these works lead us to conclude with pessimistic perspectives about the sustainability of populations even when considering an evolution through time towards individuals of greater sizes.; Les changements climatiques ont un impact certain sur les écosystèmes marins. Un déplacement vers le sud des principaux systèmes de front servant de sites de nourrissage pour de nombreuses espèces de prédateurs supérieurs est susceptible de se produire dans les zones subantarctiques. Les « central place foragers », tels que les pinnipèdes, sont susceptibles de faire face à une augmentation de la distance entre leurs lieux d'alimentation et leurs colonies d'élevage. Nous avons étudié l’impact des changements climatiques sur le succès d’élevage et la dynamique de population des otaries à fourrure (Arctocephalus gazella) des Îles Kerguelen par le biais du développement du modèle individu centré, MarCPFS (Marine Central Place Foragers Simulator) qui montre que la survie du couple femelle-jeune est particulièrement sensible à la répartition des proies (abondance et structure), à la capacité de mémorisation des meilleurs sites de nourrissages trouvés par la femelle pendant la période d'élevage, à la taille des femelles et à la distance qu'il faut parcourir pour trouver la ressource. Les résultats suggèrent qu’au cours des trois prochaines décennies un déplacement vers le sud supérieur à 2km an 1 pourrait compromettre la survie et la durabilité des populations. Un couplage avec un modèle de simulation de la dynamique océanique et de la ressource (SEAPODYM) a permis des projections jusqu’à la fin de ce siècle basées sur le scénarios RCP8.5 du GIEC (2014), confirmant les tendances mises à jour précédemment. Ces travaux montrent que les perspectives de maintien des populations sont pessimistes y compris en envisageant une adaptation de la taille des individus.

[Departement_IRSTEA]Ecotechnologies [TR1_IRSTEA]MOTIVE; International audience; Huet & Deffuant showed polarisation on minor issues can be reproduced by a dynamics inspired from laboratory experiments considering a population of self-involved agents on a main issue. This paper studies the impact of a mixed population of self-involved and not self-involved agents. The dynamics of self-involved agents is based on Huet & Deffuant meaning agents are attracted on every issues if they are close on to the main issue but reject their peer's opinion if they are only close onto secondary issue. The dynamics of non self-involved agents is a simple 2D bounded confidence model. In this paper, we focus on the level of polarisation of agents when they are majorly gathered into one cluster. We observe the emergence of various types of "extreme minor clusters". They can lead the population to a polarisation on minor issues, but also on fundamental ones. A very long transitory state of in group polarisation on secondary issues has been also exhibited. Some of these states are specific to mixed populations.

Un nouveau modèle de blé est élaboré pour tester virtuellement la production d’un grand nombre de mélanges variétaux et ainsi d’orienter la constitution du mélange optimal selon les conditions climatiques. Le modèle est individu-centré et basé sur le modèle /ADEL-blé/qui simule la dynamique de l’architecture 3D d’une plante de blé. La précocité est simulée à partir de l’approche du modèle de production /Sirius/ pour simuler l’induction florale et ses conséquences sur la morphogenèse aérienne. Le modèle d’interaction végétation / rayonnement /Caribu/ couplé au modèle de la plante permet une simulation de la compétition pour la lumière. Le modèle est actuellement validé pour le tallage d’une variété en pure. Les développements en cours concernent la validation de la croissance de la surface foliaire, et le nombre de grains par épi.

Social Simulation Conference 2015, Groningen, NLD, 14-/09/2015 - 18/09/2015; International audience; This paper studies a simplified version of the Leviathan model, without gossip and vanity processes. During dyadic meetings, the agents change their opinion about themselves and about their interlocutor. Speakers highly valued by their listeners are more influential. Only due to the asymmetry of the influence function, the model produces several patterns depending on the parameter values, some of which not yet identified in the first Leviathan model study. In particular, in some cases the leaders have a high opinion of other leaders whereas in other cases they have a low one

International audience; We propose an individual based model to generate commuting networks from data giving numbers of in and out commuters of every locations of a region. It is inspired from the gravity model. We exhibit from the calibration of 80 various case studies that the only remaining parameter can be suppressed since it follows a law depending on the average surface of the locations. We compare our model to the only one other universal existing approach (Simini et al, 2012) at various scales. We show our model performs better for small locations (in terms of surface and/or number of inhabitants).

My study concerns the process of constitution of short food supply chains and especially in the region of Provence-Alpes-Côte d'Azur. My training course at the regional council of PACA is working to the observatory and governance of short food supply chains. These initiatives promote local agriculture products. Namely by encouraging social and spatial proximity between the actors of food networks. The aim of the observatory is to create data to establishing the diagnosis of a phenomenon and to follow its spatiotemporal evolution. It also is a tool to coordinate the different actors of territorial/regional development in the field of food territorial governance. This regional observatory wants to jointly rethink agricultural production and food consumption in the territories and to consider developing food territorial governance. How do alternative food networks evolve? Modelling approach to understand the dynamics of formation and help their territorial structuring. The innovating nature of short food supply chains implies a strong adaptability of the system producing different experiences. As a matter of fact short supply chains are vital elements in building perennial local economies. Recent studies have showed the social and economic aspects of their structuring potential, but few have questioned the spatial interactions involved in this system. I observe the complexity of phenomenon: many interactions, social and spatial, the evolutive forms, social and spatial, dynamic collective, emergence process, diversity of actors etc. So I choose to develop complexity science approach by development of models individual-centered with SMA platform. The princip of it is to create simulation rules for individuals rather than populations, in virtual space and time. For instance, I built a model to help the Pays d'Arles to organize a sustainable development of collective restoration, thanks to a selection of the canteens and of the producers based on different characteristics. The transport network was also represented and I determined the cost-distances (in money, in pollution, and in time) and could therefore calculate the optimal supply on this territory. In parallel I continued developing a model of the emergence of the AMAP's network. The aim is to observe the impact of spatial laws and structures of territory on the collective dynamic. In fact, the spatial analysis show a relation between urban morphology and AMAP network's morphology. This study stresses on two aspects: understanding the process of constitution of alternative food networks by spatial prism on the one hand, and helping political decisions on local development by food system prism. I think the models are the good media for this. Their conception being based on actors, simulations can be refined or changed by retroaction on the base factors.; Un engouement des consommateurs pour les circuits courts s'observe en France, notamment avec le fort développement, très médiatisé, des AMAP (Association pour le Maintien de l'Agriculture Paysanne) depuis 2001 et la demande croissante de produits locaux en restauration collective. Dans ce contexte notre étude a porté sur : comment appréhender les dynamiques des circuits courts ? Une démarche de modélisation pour comprendre les modalités de constitution et aider à leur structuration territoriale a été développée en parallèle d'un état des lieux cartographique des circuits courts au sein de l'observatoire régional des circuits courts de Provence-Alpes-Côte d'Azur. Le travail actuellement mené confirme la pertinence d'une démarche participative pour répondre à la complexité de l'objet d'étude et aux forts enjeux qui le caractérise : variabilité des valeurs entre un collectif de producteurs, un bailleur de fond que peut être une collectivité, des élus ou encore une chambre d'agriculture. L'approche privilégiée est essentiellement géographique, notamment à travers la constitution d'un Système d'Information Géographique comme fondement de l'analyse spatiotemporelle des circuits courts : les premiers résultats étant une représentation cartographique de l'état de développement des modalités et de leur accompagnement par les territoires organisés. Mais également en abordant la dynamique spatiale du phénomène et les représentations d'acteurs (vis-à-vis de la proximité, des coûts, de la qualité, de la proximité, des affinités) comme autant de variables jouant sur l'organisation et la constitution des circuits courts. Ces aspects sont les fondements de la démarche de modélisation individu-centrée de la constitution des AMAP d'une part et celle de l'organisation de l'approvisionnement de cantines du Pays d'Arles d'autre part. Enfin on observe un besoin de coordination et de participation entre les acteurs des différentes thématiques qui traversent la question des circuits courts de proximité : agriculture, alimentation, restauration collective, foncier, économie sociale et solidaire, aménagement du territoire... autant d'approches qui doivent participer à une vison intégrée d'une politique alimentaire comme projet de territoire.

The effect of mixture on productivity has been widely studied for applications related to agriculture but results in forestry are scarce due to the difficulty of conducting experiments. Using a modeling approach, we analyzed the effect of mixture on the productivity of forest stands composed of sessile oak and Scots pine. To determine whether mixture had a positive effect on productivity and if there was an optimum mixing proportion, we used an aggregation technique involving a mean-field approximation to analyze a distance-dependent individual-based model. We conducted a local sensitivity analysis to identify the factors that influenced the results the most. Our model made it possible to predict the species proportion where productivity peaks. This indicates that transgressive over-yielding can occur in these stands and suggests that the two species are complementary. For the studied growth period, mixture does have a positive effect on the productivity of oak-pine stands. Depending on the plot, the optimum species proportion ranges from 38 to 74% of oak and the gain in productivity compared to the current mixture is 2.2% on average. The optimum mixing proportion mainly depends on parameters concerning intra-specific oak competition and yet, intra-specific competition higher than inter-specific competition was not sufficient to ensure over-yielding in these stands. Our work also shows how results obtained for individual tree growth may provide information on the productivity of the whole stand. This approach could help us to better understand the link between productivity, stand characteristics, and species growth parameters in mixed forests.

The modelling of contact processes between hosts is of key importance in epidemiology. Current studies have mainly focused on networks with stationary structures, although we know these structures to be dynamic with continuous appearance and disappearance of links over time. In the case of moving individuals, the contact network cannot be established. Individual-based models (IBMs) can simulate the individual behaviours involved in the contact process. However, with very large populations, they can be hard to simulate and study due to the computational costs. We use the moment approximation (MA) method to approximate a stochastic IBM with an aggregated deterministic model. We illustrate the method with an application in animal epidemiology: the spread of the highly pathogenic virus H5N1 of avian influenza in a poultry flock. The MA method is explained in a didactic way so that it can be reused and extended. We compare the simulation results of three models: 1. an IBM, 2. a MA, and 3. a mean-field (MF). The results show a close agreement between the MA model and the IBM. They highlight the importance for the models to capture the displacement behaviours and the contact processes in the study of disease spread. We also illustrate an original way of using different models of the same system to learn more about the system itself, and about the representation we build of it.

/ Le présent document a pour objectif de synthétiser les éléments nécessaires pour permettre l'évaluation de ma candidature à l'habilitation à diriger des recherches. La première partie de ce document est consacrée à la description de mon parcours professionnel, de mes activités et de mes productions scientifiques associées. La deuxième partie présente mes activités de recherche autour des deux dénominateurs communs à ces activités qui sont la double modélisation du comportement des matériaux et la confrontation du consensus de la double modélisation aux expériences. Divers exemples sont donnés afin d'illustrer mes propos ainsi que la méthodologie employée. La dernière partie est quant à elle dédiée au projet de recherche que je souhaite développer dans mon établissement autour des matériaux et de l'environnement.

Many models have been proposed to analyze the evolution of opinion structure due to the interaction of individuals in their social environment. Such models analyze the spreading of ideas both in completely interacting backgrounds and on social networks, where each person has a finite set of interlocutors. In this paper we analyze the reciprocal feedback between the opinions of the individuals and the structure of the interpersonal relationships at the level of community structures. For this purpose we define a group based random network and we study how this structure co-evolves with opinion dynamics processes. We observe that the adaptive network structure affects the opinion dynamics process helping the consensus formation. The results also show interesting behaviors in regards to the size distribution of the groups and their correlation with opinion structure.

We propose a new opinion dynamic model based on the experiments and results of Wood et al (1996). We consider pairs of individuals discussing on two attitudinal dimensions, and we suppose that one dimension is important, the other secondary. The dynamics are mainly ruled by the level of agreement on the main dimension. If two individuals are close on the main dimension, then they attract each other on the main and on the secondary dimensions, whatever their disagreement on the secondary dimension. If they are far from each other on the main dimension, then too much proximity on the secondary dimension is uncomfortable, and generates rejection on this dimension. The proximity is defined by comparing the opinion distance with a threshold called attraction threshold on the main dimension and rejection threshold on the secondary dimension. With such dynamics, a population with opinions initially uniformly drawn evolves to a set of clusters, inside which secondary opinions fluctuate more or less depending on threshold values. We observe that a low attraction threshold favours fluctuations on the secondary dimension, especially when the rejection threshold is high. The opinion evolutions of the model can be related to some stylised facts., presented to ECCS 2009 published in ACS 2010

[Departement_IRSTEA]Ecotechnologies [TR1_IRSTEA]MOTIVE; International audience; Des observations récentes de Pseudomonas aeruginosa, une bactérie-modèle dans la recherche sur les biofilms, ont montré que sous certaines conditions cette bactérie forme des colonies interconnectées. Dans ce travail nous utilisons un modèle individus-centré pour explorer le rôle de la mobilité des bactéries et la production d'exopolymère dans la formation de ces structures. Nos simulations montrent que les microcolonies interconnectées se forment lorsque la mobilité des bactéries est réduite par l'excrétion de ma cromolécules. Les bactéries immobiles forment des microcolonies isolées et les bactéries mobiles forment des biofilms plats. En se basant sur les observations expérimentales et les simulations numériques nous suggérant que la réduction de la mobilité des bactéries par la production d'exopolymère pourrait être responsable de ces structures. / Recent experimental observations of Pseudomonas aeruginosa, a model bacterium in biofilm research, reveal that, under specific growth conditions, bacterial cells form patterns of interconnected microcolonies. In the present work, we use an individual-based model to assess the involvement of bacteria motility and self-produced extracellular substance in the formation of these patterns. In our simulations, the pattern of interconnected microcolonies appears only when bacteria motility is reduced by excreted extracellular macromolecules. Immotile bacteria form isolated microcolonies and constantly motile bacteria form flat biofilms. Based on experimental data and computer simulations, we suggest a mechanism that could be responsible for these interconnected microcolonies.

National audience

Eastern boundaries upwelling systems are very productive and sustain the largest fisheries in the world. Biomass in these systems is dominated by small pelagic fish, mainly sardine and anchovy species. Their population dynamics displays a very high abundance variability related to the upwelling physical variability. Understanding the linkage between the environmental fluctuations and the small pelagic fish recruitment in upwelling systems is a key issue for fisheries sciences. In this context, an individual-based model (IBM) approach is proposed to study the early life history of small pelagic fish. Hydrodynamics simulations are used as input in the IBM to represent the environmental conditions experienced by fish eggs and larvae. The results give information about ichthyoplankton survival rates as a function of spawning date and area. The effects of lethal temperature, egg buoyancy and vertical larval migration are also assessed. Finally, an evolutionary IBM was also developed in order to explore the hydrodynamic selective constraints that may influence the spatio-temporal spawning patterns, in the framework of a natal homing hypothesis. For a comparative purpose, these methods are applied to both the Humboldt current system (HCS), which sustains the world largest anchovy stock, and to the Canary current system (CCS), where primary production is higher. The comparison suggests different seasons for optimal ichthyoplankton retention over the shelf and food abundance in the CCS. In contrast, optimal retention and food abundance occur at the same time in the HCS. This could explain why the HCS sustains the largest small pelagic fish stock., Les écosystèmes d'upwelling de bord est des océans sont des zones très productives et soutiennent les pêches les plus abondantes du monde. Les petits poissons pélagiques y sont dominants en biomasse, principalement des espèces de sardines et anchois, dont la dynamique des populations est liée à la très forte variabilité physique de l'upwelling. La compréhension des mécanismes liant les fluctuations environnementales au recrutement de ces espèces est un des défis majeurs de l'halieutique dans ces régions. Dans le cadre de cette problématique, il est proposé ici une approche de modélisation individu-centrée des premiers stades de vie des petits pélagiques. L'évolution des individus dans leur environnement est étudiée grâce au couplage avec un modèle hydrodynamique. Les résultats obtenus renseignent sur le taux de survie de l'ichthyoplancton en fonction des lieux et dates de ponte. L'impact de la migration verticale des larves est également évalué. Un modèle individu-centré « évolutionnaire » a également été développé pour explorer les contraintes sélectives façonnant la distribution spatio-temporelle de la ponte. Dans une optique comparative, cette méthode est appliquée à la fois dans le courant de Humboldt, qui abrite le plus grand stock d'anchois au monde, et dans celui des Canaries, ou la production primaire est la plus forte. La comparaison suggère un antagonisme entre l'optimisation de la rétention de l'ichthyoplancton sur le plateau continental et l'optimisation de la nourriture disponible dans le courant des Canaries. Au contraire, dans le Humboldt une bonne adéquation entre ces deux contraintes pourrait être responsable du plus grand stock de petits pélagiques.

We add a rejection mechanism (negative influence) into a two-dimensions bounded confidence model. The principle is that one shifts aways from a close attitude of one's interlocutor, when there is a strong disagreement on the other attitude. The model shows metastable clusters, which maintain themselves through opposite influences of competitor clusters. Our analysis and first experiments support the hypothesis that the number of clusters grows linearly with the inverse of the uncertainty, whereas this growth is quadratic in the bounded confidence model., presented in ECCS 2007 published in ACS (2007)

International audience; We consider the evolution of an individual-based branching population with semi-Markovian transitions (population with infinitely many types), and we generalize to this process the formalization of a classical individual semi-Markov model: we assume that for each individual of the branching population, the chain representing his jump states and jump times is a (time and population-dependent) Markov renewal process. Defining the jumps of the population by the set of jumps of the individuals, we calculate the kernel of the population process from the individual kernels, and then deduce the population probability law and some simulation algorithms. This formalization may also be viewed as the generalization of the classical superposition of i.i.d. renewal processes, to the superposition of marked individual (time and population-dependent) renewal processes resulting from a branching population. Such a model could be applied for example to an evolution tree where each node represents a species which may be characterized both by qualitative or/and quantitative traits, and where each individual transition is either the creation of a new species or the extinction of the species, and may depend of the whole population state through competition/adaptation/cooperative effects.

National audience

/ Des hyperplans séparateurs dans des espaces déployés : les Support Vector Machines Les réseaux géométriques dynamiques Modèles géométriques dynamiques pour la diffusion d'opinions : comparer le modèle individu-centré à son approximation agrégée Projet européen IMAGES : un modèle individu-centré de propagation de l'innovation

International audience; Spatially explicit models of herbivore foraging can increase the knowledge of ethologists by enabling the prediction of the evolution of complex systems and revealing underlying behavioural mechanisms. We first show how spatially explicit models that do not distinguish between individuals imply making assumptions which violate some basic biological principles. Next, we describe how the main behavioural processes that determine herbivore foraging have already been incorporated in spatially explicit individual-based models of foraging. We then discuss how the use of agent technology promotes the inclusion of social oriented cognition in individual-based simulations, emphasising the emergence of macro-phenomena from the local interactions between individual organisms. This approach makes agent-based models particularly suited to simulate the behaviour of groups of foraging herbivores. We discuss how agent-based models can help to investigate conditions that are not easily amenable to experimentation, such as the effects of differences in memory capacity or in sociability, and how they are adapted to integrate the experimentally-demonstrated laws, processes and theoretical frameworks developed in herbivore foraging.; L'apport des systèmes multi-agents à la modélisation du pâturage des herbivores. Les modèles spatialisés relatifs au pâturage des herbivores augmentent la connaissance des éthologues lorsqu'ils permettent de comprendre les mécanismes sous-jacents au fonctionnement des systèmes, et de prédire leur évolution. Nous commençons par montrer que les modèles spatialisés qui ne prennent pas en compte les caractéristiques individuelles des animaux vont à l'encontre de principes biologiques majeurs. Puis, nous décrivons comment les principaux mécanismes comportementaux qui déterminent le comportement des herbivores au pâturage ont déjà été pris en compte dans des modèles spatialisés individus-centrés. Ensuite, nous discutons que l'approche multi-agents s'adapte remarquablement bien à la représentation du comportement de groupes d'animaux, parce qu'elle permet de représenter les conséquences d'intéractions d'agents agissant en parallèle, de telle manière qu'elles influencent le comportement de l'ensemble du système. Nous montrons alors comment un modèle multi-agents peut permettre d'explorer des situations difficiles à tester expérimentalement, comme par exemple les conséquences de variations des capacités mémorielles des animaux ou de leur sociabilité, et l'intérêt de cette approche pour intégrer des résultats expérimentaux et des concepts dans un modèle d'utilisation d'une parcelle par un troupeau.

A model is used to explore whether local density-dependent recruitment relationships can be observed when considering a larger scale. A virtual population of spawners is tracked within an artificial environment composed of cells. Spawners can move from one cell to another on a spatial grid defined as a square lattice (lattice scale) made of 20 x 20 jointed hexagonal cells (local scale). Five spawner's behaviours are experimented successively: i) spawners stay in the same cell to spawn; ii) they move randomly towards one of the neighbouring cells; iii) they move towards the least populated neighbouring cell; iv) they move towards the most populated neighbouring cell; and v) they move randomly towards a neighbouring cell and then move towards the most populated neighbouring cell. When the migration of spawners is achieved, spawners reproduce only once, recruitment takes place and then they disappear. The recruitment is an event which occurs at a local scale: at the scale of the cell. Using Ricker's stock-recruitment relationship, in each cell the number of recruits is a function of the spawners. Random migrations and migrations towards the less populated cell allow a homogeneous distribution of the spawners throughout the lattice. Whereas in the three other cases, this distribution is not homogenised. The homogenisation of the lattice allows synchrony between local populations and then a stock-recruitment relationship is observable at the lattice scale. Simulations show that local density-dependence is not always detectable when considering large spatial scale. This result strengthens the idea that the choice of spatial scale is essential when studying stockrecruitment relationship., Le modèle élaboré pour cette étude a pour objectif de mettre en évidence l'importance de l'échelle spatiale dans la détection de relations de densité-dépendance chez des populations de poissons à savoir si des relations stock-recrutement existant à un niveau local peuvent également être observées à une plus grande échelle. Pour cela, une population de poissons géniteurs a été simulée dans un environnement artificiel composé de 20 x 20 cellules hexagonales, la cellule représente l'échelle locale et l'environnement l'échelle globale. Cinq comportements migratoires ont été modélisés au cours de simulations successives: i) les géniteurs ne changent pas de cellule et se reproduisent dans la cellule où ils sont apparus ; ii) ils se déplacent vers une des huit cellules voisines ; leur choix étant aléatoire ; iii) ils se déplacent vers la cellule voisine la moins peuplée ; iv) ils se déplacent vers la cellule voisine la plus peuplée ; et v) ils se déplacent d'abord vers une des cellules voisines, puis vers la cellule voisine la plus peuplée. Quand tous les géniteurs ont migré, ils se reproduisent et meurent. Le recrutement a lieu à l'échelle locale. Dans chaque cellule, le nombre de recrues est déterminé par la même fonction stock-recrutement de Ricker qui prend en considération le nombre de géniteurs présents dans la cellule au moment de la reproduction. Les migrations aléatoires et les migrations vers la cellule voisine la moins peuplée permettent d'avoir une distribution homogène de géniteurs dans l'environnement. Cette homogénéisation entre les cellules induit une synchronisation entre les différentes populations locales et la possibilité d'observer une relation stock-recrutement à l'échelle de l'environnement entier. En revanche, pour les trois autres modes de migration, les géniteurs ne sont pas répartis de façon homogène. Les simulations montrent que les relations de densité-dépendance définies à un niveau local ne sont pas toujours détectables à un niveau global. Ces résultats prouvent que l'étude d'un système passe en premier lieu par une bonne définition de l'échelle spatiale d'étude.

Pour répondre aux enjeux économiques et environnementaux de la production porcine, les éleveurs ont besoin d’outils pour apprécier l’impact de leur atelier, identifier les pistes d’amélioration et être guidés dans leur pilotage technico-économique. Un modèle de l’atelier d’engraissement a été développé en ce sens dans le cadre du projet MOGADOR. À partir des caractéristiques de la structure de l’atelier et des principales pratiques d’élevage, le modèle produit les résultats techniques et économiques de l’atelier et ses impacts environnementaux par Analyse du Cycle de Vie. L’originalité et la performance du modèle résident dans le fait qu’il prend en compte la variabilité des performances individuelles des porcs, en interaction avec les pratiques de l’élevage (conduite, alimentation) et sa structure (salles d’engraissement). Le modèle a été évalué suivant trois grandes étapes : par expertise, par analyse de sensibilité et par comparaison de résultats prédits à des résultats observés. La qualité de prédiction du modèle et la procédure d’étalonnage établie permettent d’envisager une utilisation du modèle pour la recherche et pour le conseil en élevage. Un premier outil d’aide à la décision est disponible sur Internet pour consulter une bibliothèque de simulations réalisées à l’aide du modèle. Les analyses peuvent ensuite être complétées par l’utilisation du modèle expert., To meet economic and environmental challenges of pig production, farmers need tools to assess the impact of their facilities, identify possible improvements and be guided in their technical and economic management. A model of the pig fattening unit has been developed for this purpose as part of the MOGADOR project. Based on the characteristics of the structure and the main farming practices, the model produces the technical and economic results and its environmental impacts by Life Cycle Assessment approach. The originality and the performance of the model reside in the fact that it takes into account the variability of the individual performances of the pigs, in interaction with the practices of the breeding (driving, feeding) and its structure (rooms of fattening). The model was evaluated according to three main stages: expertise, sensitivity analysis and comparison of predicted results to observed results. The predictive quality of the model and the calibration procedure make it possible to consider using the model for research and advisory services. A first decision support tool is available on Internet to consult a library of simulations performed with the model. The analyzes can then be completed by using the expert model.