Academic literature on the topic 'Paysage – Modèles mathématiques'

Résumé : La production locale du riz couvre 72% du besoin interne du pays mais ne répond pas suffisamment aux incitations des mesures de politiques économiques. Cette étude vise à identifier les politiques incitatrices de l’offre de riz local dans le département des Collines au moyen d’un programme mathématique des ménages paysans réalisé à partir de données d’exploitation agricole. Des simulations de politiques ont permis d’analyser l’effet de politiques agricoles sur l’offre des ménages. Au terme de l’analyse, nous avons trouvé que l’offre de riz est plus sensible à une politique de soutien des prix qu’à une politique de subventions d’intrants. Mots clés: riz local, politique agricole, modèle du ménage paysan. Agricultural Policy Effects on Local Rice Supply in Glazoué Municipality in Benin: An Application of the Peasant Household Model Abstract: The production of local rice covers 72% of the internal needs of the country. The supplies balance in rice is showing deficit despite the policies and measures the government takes to enhance the local production and to reduce the dependence of the country in rice. This study looks for the reasons why supplies don’t answer the economic policies. Specifically, based on the household model, the study analyzes the effects of agricultural policies on the in-farm supply of rice in the Department of Collines in Benin. We collect infarm primary and secondary data. We simulate the policies under GAMS programming to show the effects of each policy. We found that price has an incentive effect on rice supply. Also, rice supply is more elastic to the price policies than subsidies policies. Keywords: local rice, agricultural policy, household model. JEL Classification: O18-O38-Q12-Q18-R32

Ce texte est l'occasion de présenter une forme apparue dans le cadre d’un travail expérimental et théorique sur la pensée de l’enveloppe en design. Il s’agit de la relecture textile du tore mathématique aux plis préservés en son centre lors de sa mise en forme. Cette figure, surnommée Kouglof en référence à la brioche alsacienne, interroge par sa capacité à être à la fois unique et multiple, simple et complexe. Dans sa réflexion philosophique sur le pli, Gilles Deleuze évoque à partir des mathématiques leibniziennes un nouveau statut de l'objet, l'objectile, qui trouva son application en architecture et design à l'ère numérique par le biais de son ami Bernard Cache au sein du mouvement Non Standard. Ce modèle permet d'expliciter les raisons intrinsèques de la figure étudiée et de la situer vis-à-vis de l'évolution des processus de conception dans le contexte de la troisième révolution industrielle. S'intéressant à la question de la disparition du moule inhérente à son statut, le Kouglof révèle plus particulièrement la spécificité de son ontologie plissée dans des logiques plus biologiques que biomorphiques, et incite à une attitude de projet « paysagère » plutôt que calculatoire.

Le regain d’intérêt de la société pour les paysages ruraux implique une meilleure connaissance des pratiques paysagères des agriculteurs. Le modèle PAYSAGRI propose une représentation originale des évolutions d’un paysage rural sous l’effet des activités agricoles : il suggère l’hypothèse d’une sensibilité au paysage de l’agriculteur comme facteur de l’entretien des couverts végétaux des surfaces agricoles. La parcelle agricole, unité élémentaire choisie du paysage, est définie par un État Fonctionnel Physionomique (EFP), qui renseigne l’agriculteur sur ses potentialités fourragères et paysagères. Chaque système de production agricole est à la fois associé à un objectif de production et à une finalité paysagère, dictée par la sensibilité au paysage de l’agriculteur. Les pratiques de production courante, considérées optimales, modifient les EFP du parcellaire. Chaque année, les pratiques d’entretien permettent de corriger les physionomies des parcelles agricoles inadaptées aux attentes paysagères de l’agriculteur ; elles initient également une modification pluriannuelle de la conduite du système de production agricole, afin de répondre plus justement aux objectifs fixés. Les simulations réalisées testent l’impact paysager de différentes populations d’agriculteurs sur un territoire virtuel comportant vingt exploitations agricoles. Chaque population représente une proportion donnée des deux types d’agriculteurs, respectivement deux sensibilités au paysage opposées. Les différences significatives observées soulignent la pertinence de considérer la sensibilité au paysage des agriculteurs comme un facteur important de la modification des paysages ruraux.

Ce travail de thèse a pour objet le développement d'un modèle numérique de dispersion de particules biotiques, basé sur la résolution des équations de la couche limite atmosphérique. L'accent est porté sur l'élaboration d'un code capable de simuler des écoulements pour des configurations de paysages hétérogènes, car la dispersion des particules est fortement influencée par la structure même du paysage. Le modèle dynamique utilise les équations de Reynolds simplifiées dans le cadre des hypothèses de Boussinesq et la turbulence est traitée par une approche statistique (modèles k-l et k-s). Le système d'équations mis en place permet de modéliser les principaux processus physiques à deux échelles différentes : la modélisation à grande échelle s'appuie sur la théorie de similitude de Monin et Obukhov, qui permet d'élaborer des lois de paroi pour simuler les transferts turbulents entre la surface apparente et la basse atmosphère ; la modélisation à l'échelle du couvert amène à résoudre explicitement l'écoulement dans la sous-couche rugueuse, définie par une canopée végétale, jusqu'à la surface du sol. La dispersion des particules est traitée par une approche eulérienne, qui considère l'ensemble des particules dans l'écoulement comme un champ de concentration continu, dont l'évolution est décrite par une équation de convection-diffusion. Le code de calcul est d'abord validé à partir de données expérimentales acquises dans diverses configurations, en soufflerie comme in situ : transition de rugosité de surface, turbulence en couvert homogène, alternances couvert-clairière-couvert, diffusion de spores en couvert homogène, diffusion de pollen en paysage discontinu. Une série de simulations est ensuite menée pour analyser l'influence de la structure de divers paysages complexes sur la dispersion de particules.

Les espaces ruraux fournissent des aménités paysagères qui procurent bien-être à leurs usagers. Connaître de tels bénéfices est nécessaire au choix public. Leur évaluation économique doit s'appuyer sur un cadre théorique adéquat : nous retenons l'approche multi-attributs de Lancaster. Le paysage est ainsi considéré comme un bien économique dont les composantes déterminent sa valeur économique. La méthode des choix multi-attributs, retenue dans ce travail, sera appliquée au paysage rural des Monts d'Arrée (Finistère). Touristes et résidents ont été enquêtés afin de tester si le temps passé au contact du paysage explique les différences de valeurs qu'ils lui accordent. Les indicateurs monétaires attendus ont pu être calculés. Deux phénomènes intéressants ont été mis en évidence : un conflit entre usagers et gestionnaires et la présence de satisfaction morale chez les enquêtés. Nous concluons ce travail par une reflexion sur le moyen de gérer de telles situations pour les décideurs.

Pour mesurer la complexite de l'organisation spatiale des ecosystemes qui constituent les plaines fluviales, afin de comparer differents secteurs, nous proposons une modelisation de leur repartition spatiale par images de synthese. Pour cela, nous abordons l'analyse des structures spatiales en ecologie du paysage dans le cadre des statistiques spatiales, en articulant un modele purement spatial, la pyramide stochastique, avec des modeles de fonctionnements ecologiques, les successions temporelles. En effet, la pyramide stochastique est un generateur de patrons spatiaux aleatoires, non stationnaires, non convexes et multicolores. Elle tient son originalite du fait qu'elle utilise les concepts des mosaiques tout en s'inserant dans la theorie des champs aleatoires. Par definition, elle produit une hierarchie de figures, en procedant successivement a une decimation et une expansion recursives des sites du treillis. Nous avons introduit la pyramide stochastique en ecologie, afin de reconstruire des images correspondant a l'organisation spatiale des ecosystemes des plaines fluviales. La premiere etape a consiste a modeliser schematiquement les structures spatiales des ensembles fonctionnels que sont les iles et les chenaux, de facon a formaliser graphiquement toutes les possibilites de successions. Ces schemas theoriques sont transcrits sur des images reelles, en procedant a une partition de tous les elements fonctionnels en zones homogenes, vis-a-vis des coordonnees tant longitudinales (distance amont/aval) que transversales (distance au chenal actif le plus proche, forte courbure). Des probabilites a priori sont alors determinees en fonction des regles schematiques pour chaque zone elementaire. Ensuite, nous construisons une image initiale par un tirage aleatoire, en fonction de ces probabilites. La pyramide stochastique controlee s'attache alors a faire croitre chaque pixel, au cours d'un double processus de decimation et d'expansion, qui tient compte de la partition et des probabilites a priori. Nous simulons ainsi des cartes ecologiques dont les images sont soumises a un test de monte carlo pour mesurer la pertinence du modele. Nous utilisons la capacite de choquet, descripteur des ensembles aleatoires en morphologie mathematique, pour analyser les associations de couleurs, c'est-a-dire, les associations des ecosystemes. Toutes les paires de couleurs sont decrites selon cette methode, ce qui permet de voir graphiquement, comment la capacite de choquet calculee sur une image reelle se comporte par rapport a des images simulees. Toutefois, ceci ne fournit pas une reponse globale, autorisant une comparaison quantitative entre les images. Nous proposons alors une analyse triadique partielle des donnees, qui conduit a une synthese de la capacite de choquet en tenant compte des comportements de toutes les phases. On evalue ainsi globalement la distance entre modele et realite. La comparaison de differents secteurs des plaines fluviales peut alors se faire, non pas en comparant la complexite de leurs representations cartographiques, mais en comparant le degre de complexite des modeles qui assurent leurs simulations

Le but de cette thèse a été d’évaluer l’impact du changement d’utilisation des terres sur la viabilité d’une population d’insecte forestier (Abax parallelepipedus : Coleoptera, Carabidae) à l’échelle du paysage. Sa structure interne a été modélisée à différents niveaux d’observation à l’aide de méthodes d’agrégation des variables appliquées aux modèles matriciels de population de type Leslie multi-régional. Nous montrons que la population peut s’éteindre pour certains seuils critiques de qualité, quantité et de fragmentation des habitats. Nous avons de plus développé un cadre de modélisation pour (i) inférer, à l’aide de modèles de l’espace des états, des paramètres à différent niveaux d’observation, à partir d’une série temporelle de données populationnelles à l’échelle du paysage (ii) à partir des paramètres nouvellement estimés, sélectionner le ou les modèles emboîtés permettant de prédire le plus parcimonieusement le devenir d’une population.

L'objectif de cette thèse est d'identifier et de comprendre les processus liant un ravageur à son habitat afin de limiter la population de ce ravageur. Deux approches peuvent permettre d'étudier l'hétérogénéité spatiale des populations d'une espèce: les statistiques appliquées à des données spatialisées et la modélisation mécaniste. Mon travail de thèse montre l'intérêt de combiner ces deux approches afin de comprendre l'interaction entre traits de vie et dynamique spatiale d'une population. Comprendre les comportements de dispersion nécessite de collecter des données spatiales à l'échelle de l'individu. En combinant une approche statistique par maximum de vraisemblance et un modèle mécaniste sur des données spatialisées que j'ai récoltées sur l'insecte par télémétrie RFID (Radio Frequency IDentification), j'ai montré une forte dépendance du déplacement vis-à-vis des éléments du paysage. Un modèle stochastique individu-centré (COSMOS) a été développé afin de simuler la propagation spatiale et les attaques du charançon en interaction avec les différents éléments du système de culture. Le modèle a été confronté avec succès à des données d'infestation réelles à l'échelle d'une parcelle de bananiers, en comparant les données d'infestation observées aux données simulées. Les propriétés émergentes du modèle ont été explorées en simulant des assemblages spatiaux de bananiers. Par exemple, le modèle a montré que la vitesse de colonisation d'une parcelle est plus importante lorsqu'elle est plantée de manière régulière plutôt qu'en groupes de bananiers. Le modèle a révélé l'importance de la zone de transition entre la bananeraie et la jachère pour l'optimisation du piégeage.

La connaissance du microclimat et de l'évapotranspiration ou flux de chaleur latente qui représente la consommation réelle en eau de la culture à l'échelle des parcelles agricoles est une donnée importante pour comprendre le développement des cultures. La plupart des modèles permettant d'estimer l'évapotranspiration sont utilisés sur des surfaces homogènes sans tenir compte des interactions surface - atmosphère et de la variabilité spatiale du domaine agricole. Nous avons utilisé un modèle de couche limite atmosphérique afin de prendre en compte ces interactions. Une approche dite " patchée " permet d'introduire la variabilité spatiale des surfaces dans le modèle à partir des diverses proportions et des caractéristiques des principaux couverts végétaux qui composent le paysage. Une méthode d'assimilation variationnelle a été implémentée afin d'estimer certains paramètres du modèle difficile à connaître précisément. La méthode est basée sur le calcul de l'adjoint du modèle et utilise une température de surface observée par télédétection. L'approche développée est comparée à des approches plus simples considérant chaque type de surface indépendamment, mettant en évidence le rôle de la prise en compte de la variabilité spatiale de la surface sur la simulation du microclimat et des flux de surface

L'indice foliaire (LAI) est une variable clé pour l'étude du fonctionnement des surfaces végétales car elle conditionne les échanges de carbone et d'eau avec l'atmosphère. Les méthodes de mesures indirectes fournissent des estimations de LAI à partir de mesures de la fraction de trou in situ. Les méthodes d'estimation du LAI par inversion de modèle de réflectance à partir de données satellitaires utilisent généralement des modèles unidimensionnels car ils nécessitent peu de paramètres d'entrée. Dans les deux cas, les modèles reposent sur l'hypothèse que les éléments sont distribués de façon aléatoire au sein du couvert, ce qui est rarement le cas en réalité. Dans ce contexte, le travail réalisé a pour objectif principal d'évaluer l'apport de l'utilisation d'un coefficient d'agrégation dans la simulation du transfert radiatif de couverts végétaux hétérogènes, en vue d'améliorer les estimations de LAI par inversion de modèles turbides. Dans la première partie du travail, nous avons évalué les estimations de LAI fournies par le logiciel de traitement de photographies hémisphériques CAN_EYE, dont l'intérêt principal est d'estimer le LAI avec ou sans prise en compte de l'agrégation des feuilles. L'évaluation a été réalisée par comparaison avec des mesures destructives effectuées sur des cultures de blé, maïs et tournesol. Les résultats montrent que l'utilisation d'un coefficient d‘agrégation permet d'améliorer sensiblement les estimations de LAI. Toutefois, l'analyse suggère que le calcul du coefficient d'agrégation dans CAN_EYE avec la méthode de Lang et Xiang (1986) doit être amélioré. Dans la deuxième partie du travail, nous avons analysé si l'introduction d'un coefficient d'agrégation dans un modèle de réflectance unidimensionnel permettait d'améliorer les simulations de la réflectance bidirectionnelle (FDRB), à l'échelle de la parcelle et du paysage. Pour cela, nous avons pris comme référence des simulations de FDRB issues d'un modèle 3D, le modèle DART (Gastellu et al. , 1996). A l'échelle de la parcelle, nous avons montré l'intérêt du coefficient d'agrégation pour simuler la FDRB d'une parcelle de maïs dans la bande spectrale du rouge. Dans le PIR, l'utilisation d'un modèle unidimensionnel donne de meilleurs résultats. A l'échelle d'un paysage agricole, l'hétérogénéité sub-parcellaire semble être le facteur primordial et sa prise en compte avec un coefficient d'agrégation dans le rouge permet d'améliorer les simulations de la FDRB avec un modèle unidimensionnel. Une étude préliminaire a permis de mettre en évidence que les estimations de LAI par inversion pourraient être sensiblement améliorées si ce coefficient est introduit pour simuler la FDRB dans le visible
The leaf area index (LAI) is a key variable involved in many biophysical processes. Indirect measurements methods provide LAI estimations from in situ gap fraction measurements. Inversion of reflectance models provides LAI estimations from satellite data with high repetitivity on large areas; the models usually used are one-dimensional because few entry parameters are needed. In both cases, these models assume that the foliage elements are randomly distributed, that is not the case in most of the canopies. The main objective of this work is to evaluate if the use of a clumping index in radiative transfer models could improve the simulations for heterogeneous canopies, in order to provide better LAI estimations. In the first part of the work, we evaluate LAI estimations provided by the analysis of hemispherical photographs with the CAN_EYE software; it provides LAI estimations assuming leaves randomly distributed or taking into account the canopy heterogeneity with a clumping index. The evaluation is done by comparison with destructive measurements carried out over wheat, maize and sunflower crops. The main results show that the LAI estimations are improved when using the clumping index, but its calculation with the Lang and Xiang method (1986) must be done with great care according to the species. Possible improvements for its calculation are discussed. The second part of the work concerns the analysis of BRDF simulations at field and landscape scales. Taking BRDF simulations with a 3D model as references (the DART model, Gastellu et al. , 1996), we show first that the use of a clumping index in a one dimensional reflectance model generally improves field BRDF simulations for a maize canopy in the red spectral band. In the near infra red, we have best results when the canopy is considered as homogeneous. At the landscape scale, the changes in agricultural land use seem to be the main factor of heterogeneity and this heterogeneity could be partially taken into account with a clumping factor used to simulate BRDF in the visible spectral band. A preliminary study allows us to conclude that LAI estimations from reflectance models could be improved

Dans une époque dominée par de fortes transformations anthropiques, la recherche de nouvelles approches pour concilier les activités humaines et les écosystèmes naturels devienent de plus en plus importants. En ce sens, les concepts de « Services Ecosystémiques »et de « Systèmes Socio-Ecologiques » sont de plus en plus utilisés dans différentes disciplines scientifiques et sont pris en compte dans les sphères politiques pour attirer l'attention sur les bénéfices que les humains tirent des écosystèmes. Ces concepts conduisent à l'étude des liens complexes entre la société et la nature, où la dimension spatiale et les caractéristiques du paysage ont une forte influence. Cependant, peu d'études ont été appliquées dans le cadre d'une approche spatiale.Cette thèse présente une recherche sur la dimension spatiale des Services Ecosystémiques, en particulier ceux des forêts tempérées des montagnes à la périphérie du Mexico DF. Les écosystèmes jouent un rôle important dans le bien être humaine par le biais de nombreux services écosystémiques. Ces Services Ecosystémiques sont le résultat des interactions complexes entre la nature et la société.Le Valle Central (zone centrale) du Mexique en particulière est un espace prioritaire pour la conservation de la biodiversité du fait du haut degré d’endémisme des espèces de faune et de flore présente. Dans cette zone où se situent plusieurs aires naturelles protégées, une initiative publique-privée cherche à créer une nouvelle catégorie de conservation qui inclut la gestion de toutes ces aires. Cette initiative est connue sous le nom de « Bosque de Agua » (Foret d’eau). Or, au « Bosque de Agua » les enjeux spatiaux entre nature et société font l’objet de pressions anthropiques fortes qui sont dues aux activités minières et agricoles et à l’étalement urbain des grandes conurbations. Dans cet espace, ces pressions entraînent la dégradation des écosystèmes naturels. Des recherches sont nécessaires pour analyser la dimension spatiale des interactions entre la nature et la société, en étudiant la synergie entre les Systèmes-Socio-Ecologiques et Services Ecosystémiques.La thèse introduit le cadre conceptuel utilisé pour étudier les liens entre les Services Ecosystémiques et les Systèmes Socio-Ecologiques. On considère dans cette recherche que les Services Ecosystémiques se trouvent au centre du Système Socio-Ecologique « Bosque de Agua ».Dans la partie sur modélisation spatiale ont été évalué quatre services (la provision d’eau, la provision de bois, la provision de nourriture et la régulation du climat local). Les résultats de cette partie incluent une carte des Services Ecosystémiques en identifiant les zones sensibles « points chauds » (hotspots) des Services Ecosystémiques. Ces résultats rendent explicite dans l'espace, par le biais de régressions pondérées géographiquement, l'impact des caractéristiques du paysage sur les Services Ecosystémiques.Par ailleurs, la cohérence spatiale des aires naturelles protégées et la distribution spatiale des services écosystémiques ont été évaluées en termes de superficie. L'objectif est de créer une typologie des zones naturelles en fonction de la surface des points chauds des Services Ecosystémiques protégés et non protégés.Finalement, un troisième résultat porte sur la perception qu’ont les habitants locaux de la capacité intrinsèque du « Bosque de Agua » de fournir des Services Ecosystémiques. Ce capacité perçu a été évalué par le biais des photoquestionaires effectué sur le terrain
In an era dominated by strong anthropogenic transformations, the search for new approaches to reconcile human activities and natural ecosystems is becoming increasingly important. In this sense, the concepts of "Ecosystem Services" and "Socio-Ecological Systems" are increasingly used in different scientific disciplines and are taken into account in political spheres to draw attention to the benefits that humans derive from ecosystems. These concepts lead to the study of complex links between society and nature, where the spatial dimension and landscape characteristics have a strong influence. However, few studies have been applied in a spatial approach.This thesis presents a research on the spatial dimension of Ecosystem Services, in particulary those of the temperate forests of the mountains on the periphery of Mexico City. Ecosystems have an important role to the human well-being through many ecosystem services. These Ecosystem Services are the result of complex interactions between nature and society.The Central Valley (central zone) of Mexico is a priority area for biodiversity conservation due to the high degree of endemism of the fauna and flora species present. In this zone where several protected natural areas are located, a public-private initiative is seeking to create a new conservation category that includes the management of all these areas. This initiative is known as the "Bosque de Agua" (Water Forest). However, in the "Bosque de Agua" the spatial stakes between nature and society are subject to strong anthropic pressures which are due to mining and agricultural activities and to the urban spread of large conurbations. In this space, these pressures lead to the degradation of natural ecosystems. Research is needed to analyse the spatial dimension of interactions between nature and society, by studying the synergy between Socio-Ecological Systems and Ecosystem Services.The thesis introduces the conceptual framework used to study the links between Ecosystem Services and Socio-Ecological Systems. It is considered in this research that Ecosystem Services are at the centre of the "Bosque de Agua" Socio-Ecological Ecological System.In the spatial modelling section, four Ecosystem Services were evaluated (water supply, wood supply, food supply and local climate regulation).The results of this section include a map of Ecosystem Services by identifying hotspots of Ecosystem Services. These results make explicit in space, through geographically weighted regressions, the impact of landscape characteristics on Ecosystem Services.In addition, the spatial coherence of protected natural areas and the spatial distribution of Ecosystem Services were assessed in terms of area. The objective is to create a typology of natural areas according to the surface area of protected and unprotected Ecosystem Services hotspots.Finally, a third result relates to the perception of local inhabitants of the intrinsic capacity of the "Bosque de Agua" to provide Ecosystem Services. This perceived capacity was assessed through field photo questionnaires