{"id":39653,"date":"2025-02-03T11:30:40","date_gmt":"2025-02-03T11:30:40","guid":{"rendered":"https:\/\/stella-pss.eu\/?p=39653"},"modified":"2025-03-14T17:11:06","modified_gmt":"2025-03-14T17:11:06","slug":"understanding-pest-modelling-in-agriculture-the-use-of-models-for-crop-protection","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/stella-pss.eu\/fr\/understanding-pest-modelling-in-agriculture-the-use-of-models-for-crop-protection\/","title":{"rendered":"Comprendre la mod\u00e9lisation des ravageurs en agriculture: l'utilisation des mod\u00e8les pour la protection des cultures"},"content":{"rendered":"
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Par Marta Corbetta | Doctorante | USCS
<\/strong><\/em>\n Avec la contribution du Prof. Tito Caffi, Dr. Carlotta Lomeo et Prof. Vittorio Rossi<\/strong><\/em><\/p>

\u00c9volution du contexte<\/strong><\/h5>

La gestion des ravageurs a connu plusieurs \u00e9volutions au fil du temps. \u00c0 la fin du XXe si\u00e8cle, un changement majeur s\u2019est op\u00e9r\u00e9 avec le passage d\u2019une approche bas\u00e9e sur un calendrier fixe \u00e0 la gestion int\u00e9gr\u00e9e des ravageurs (Integrated Pest Management, IPM), qui n\u00e9cessite une expertise sp\u00e9cialis\u00e9e et des connaissances techniques. C\u2019est pourquoi la diffusion de toutes les techniques disponibles en IPM, y compris l\u2019utilisation de mod\u00e8les math\u00e9matiques, a \u00e9t\u00e9 soutenue par des outils d\u2019accompagnement technique. Ceux-ci ont \u00e9volu\u00e9 d\u2019une assistance directe \u00e0 une assistance indirecte, \u00e0 mesure que les techniques sont devenues de plus en plus bas\u00e9es sur les nouvelles Technologies de l\u2019Information et de la Communication (TIC).<\/p>

L\u2019IPM s\u2019aligne sur des objectifs plus larges, tels que le Pacte Vert pour l\u2019Europe (European Green Deal), qui vise \u00e0 r\u00e9duire d\u2019au moins 55 % les \u00e9missions nettes de gaz \u00e0 effet de serre d\u2019ici 2030, notamment en r\u00e9duisant de 50 % l\u2019utilisation des produits phytosanitaires.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Les mod\u00e8les math\u00e9matiques<\/strong><\/h5>

Les mod\u00e8les math\u00e9matiques jouent un r\u00f4le crucial dans la gestion des ravageurs, c'est-\u00e0-dire toute esp\u00e8ce, souche ou biotype de plante, d\u2019animal ou d\u2019agent pathog\u00e8ne nuisible aux plantes ou aux produits v\u00e9g\u00e9taux (IPPC, 2024). Dans cet article, nous nous concentrons sur les mod\u00e8les de maladies des plantes en tant qu\u2019exemple de mod\u00e8les de ravageurs. Ces mod\u00e8les sont une repr\u00e9sentation simplifi\u00e9e des relations entre les pathog\u00e8nes, les cultures et l\u2019environnement, qui entra\u00eenent le d\u00e9veloppement d\u2019\u00e9pid\u00e9mies dans le temps et\/ou l\u2019espace.<\/p>

Les premi\u00e8res approches de mod\u00e9lisation des maladies des plantes ont \u00e9t\u00e9 empiriques (appel\u00e9es mod\u00e8les data-based), d\u00e9finissant des relations math\u00e9matiques entre les composantes du cycle de la maladie (telles que l\u2019infection ou la sporulation du pathog\u00e8ne) et les variables environnementales concomitantes (telles que la temp\u00e9rature de l\u2019air, les pr\u00e9cipitations ou la dur\u00e9e des p\u00e9riodes humides). Ces mod\u00e8les s\u2019appuyaient sur des ensembles de donn\u00e9es collect\u00e9es sur le terrain et \u00e9taient illustr\u00e9s par des r\u00e8gles simples, des graphiques ou des tableaux. Bien qu\u2019ils puissent offrir une bonne repr\u00e9sentation des donn\u00e9es observ\u00e9es, ces mod\u00e8les ne prenaient pas en compte les m\u00e9canismes biologiques sous-jacents (mol\u00e9culaires, biochimiques, de dynamique des populations, etc.), ce qui les rendait faciles \u00e0 d\u00e9velopper, mais moins fiables et robustes dans diff\u00e9rents contextes agricoles.<\/p>

Pour pallier ces limites, des mod\u00e8les m\u00e9canistes (process-based models) ont \u00e9t\u00e9 introduits dans les ann\u00e9es 1990. Ces mod\u00e8les se concentrent sur les processus biologiques des pathog\u00e8nes, y compris leurs stades de d\u00e9veloppement, ainsi que sur les facteurs environnementaux et culturaux (stades ph\u00e9nologiques et sensibilit\u00e9 de la plante h\u00f4te) influen\u00e7ant leur d\u00e9veloppement. Bien que plus complexes, ces mod\u00e8les offrent une meilleure fiabilit\u00e9 et flexibilit\u00e9 par rapport aux mod\u00e8les empiriques. Ils permettent d\u2019identifier les p\u00e9riodes \u00e0 risque d\u2019infection et les moments optimaux pour appliquer des mesures de lutte contre les maladies.<\/p>

Dans l\u2019approche de mod\u00e9lisation de l\u2019Universit\u00e9 catholique du Sacr\u00e9-C\u0153ur, \u00e0 Plaisance (Piacenza, Italie), quatre \u00e9tapes de base sont utilis\u00e9es pour d\u00e9velopper plusieurs mod\u00e8les m\u00e9canistes de maladies des plantes bas\u00e9s sur les conditions m\u00e9t\u00e9orologiques: 1) d\u00e9finition de l\u2019objectif du mod\u00e8le, 2) conceptualisation, 3) d\u00e9veloppement des relations math\u00e9matiques, 4) \u00e9valuation du mod\u00e8le (Fig. 1)<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figure 1. Diagramme des processus menant \u00e0 la production de mod\u00e8les dynamiques, m\u00e9canistes et bas\u00e9s sur les conditions m\u00e9t\u00e9orologiques pour les maladies des plantes.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Validation des mod\u00e8les<\/strong><\/h5>

Tous les mod\u00e8les math\u00e9matiques doivent \u00eatre valid\u00e9s pour v\u00e9rifier leur capacit\u00e9 \u00e0 interpr\u00e9ter correctement les ph\u00e9nom\u00e8nes biologiques et la dynamique des maladies des plantes. La validation biologique consiste \u00e0 comparer les r\u00e9sultats du mod\u00e8le avec la r\u00e9alit\u00e9 dans diverses situations culturales, en utilisant des ensembles de donn\u00e9es ind\u00e9pendants (donn\u00e9es non utilis\u00e9es pour le d\u00e9veloppement du mod\u00e8le).<\/p>

Les mod\u00e8les, en particulier les mod\u00e8les m\u00e9canistes, ont largement d\u00e9montr\u00e9 leur capacit\u00e9 \u00e0 optimiser les activit\u00e9s de surveillance des cultures et \u00e0 programmer les interventions de lutte contre les ravageurs, tant en termes de calendrier que de choix des produits adapt\u00e9s \u00e0 chaque intervention sp\u00e9cifique.<\/p>

Les syst\u00e8mes d\u2019aide \u00e0 la d\u00e9cision<\/strong><\/h5>

Les mod\u00e8les math\u00e9matiques jouent un r\u00f4le essentiel dans la gestion de ce contexte complexe. Les mod\u00e8les de maladies des plantes doivent \u00eatre compl\u00e9t\u00e9s par d\u2019autres mod\u00e8les, tels que ceux de croissance des cultures et de dynamique des pesticides, afin d\u2019offrir une vision compl\u00e8te de l\u2019agro\u00e9cosyst\u00e8me. Cette approche multimod\u00e8le peut \u00eatre mise en \u0153uvre \u00e0 l\u2019aide de syst\u00e8mes experts.\nMagarey et al. (2002) ont introduit la figure du super conseiller (super advisor), un consultant qui int\u00e8gre toutes les solutions de gestion \u00e0 destination des agriculteurs et fournit les informations n\u00e9cessaires pour prendre des d\u00e9cisions correctes et opportunes. L\u2019approche multimod\u00e8le et l\u2019utilisation de syst\u00e8mes experts ont \u00e9t\u00e9 int\u00e9gr\u00e9es dans les syst\u00e8mes d\u2019aide \u00e0 la d\u00e9cision (Decision Support Systems, DSS, Fig. 2). Ces syst\u00e8mes permettent aux agriculteurs de r\u00e9soudre des probl\u00e8mes complexes tout en r\u00e9duisant le temps et les ressources n\u00e9cessaires \u00e0 l\u2019analyse des informations disponibles et au choix des meilleures solutions.\nLes DSS ont \u00e9volu\u00e9 pour ne pas se limiter \u00e0 la protection des cultures, mais pour g\u00e9rer l\u2019ensemble du syst\u00e8me de production, incluant la fertilisation, l\u2019irrigation, la gestion des sols et de la canop\u00e9e, ainsi que la pr\u00e9vision de la maturit\u00e9 et du rendement.\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figure 2. Un DSS est un syst\u00e8me int\u00e9gr\u00e9 qui acquiert des donn\u00e9es en temps r\u00e9el sur l'\u00e9tat du syst\u00e8me, les analyse \u00e0 l'aide de mod\u00e8les math\u00e9matiques avanc\u00e9s et fournit une interpr\u00e9tation agronomique pour soutenir les d\u00e9cisions de gestion. Source : Fedele G, Salotti I, Caffi T, Rossi V (2024) Approche multimod\u00e9lisation pour soutenir la prise de d\u00e9cision en mati\u00e8re de protection des cultures. Plant Health Cases 2024:phcs20240004 https:\/\/doi.org\/10.1079\/planthealthcases.2024.0004.\u00a0<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Pour ce faire, les DSS int\u00e8grent de plus en plus de technologies issues de l\u2019Agriculture 4.0 afin de capturer un maximum de donn\u00e9es sur l\u2019environnement de la culture. Ils fournissent des informations dynamiques tout au long de la saison, avec des mises \u00e0 jour horaires ou quotidiennes, et tiennent compte des sp\u00e9cificit\u00e9s des parcelles, comme les vari\u00e9t\u00e9s cultiv\u00e9es (et leur sensibilit\u00e9 aux organismes nuisibles) ou les techniques culturales utilis\u00e9es, y compris les traitements phytosanitaires.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Perspectives<\/strong><\/h5>

De nombreuses \u00e9tudes ont d\u00e9montr\u00e9 que les mod\u00e8les math\u00e9matiques am\u00e9liorent les strat\u00e9gies de protection des cultures. Leur application permet de mieux cibler les traitements, ce qui accro\u00eet leur efficacit\u00e9 tout en r\u00e9duisant le nombre d\u2019interventions. Les solutions num\u00e9riques ne doivent pas \u00eatre consid\u00e9r\u00e9es comme une alternative aux conseils fournis par les agronomes, mais comme un outil d\u2019aide pour les techniciens et les agriculteurs afin de mieux comprendre l\u2019\u00e9tat de l\u2019agro\u00e9cosyst\u00e8me, y compris en temps r\u00e9el et \u00e0 distance. Cela permet d\u2019accro\u00eetre leur conscience des risques pour la sant\u00e9 des cultures et d\u2019optimiser leurs interventions agricoles.<\/p>

L\u2019approche de STELLA en mati\u00e8re de mod\u00e9lisation<\/strong><\/h5>

Dans le cadre du projet STELLA, une plateforme de Pest Surveillance System (PSS) sera d\u00e9velopp\u00e9e avec pour objectif ultime d\u2019\u00e9tablir un syst\u00e8me centralis\u00e9 de surveillance des maladies et ravageurs \u00e0 l\u2019\u00e9chelle de l\u2019Union europ\u00e9enne et en Nouvelle-Z\u00e9lande. Ce projet se concentre sur la menace pos\u00e9e par les ravageurs exotiques, dont la pr\u00e9sence a augment\u00e9 ces derni\u00e8res d\u00e9cennies en raison de la mondialisation et du commerce international.\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figure 3. Serveur central bas\u00e9 sur le cloud de la plateforme STELLA<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t
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L\u2019objectif du projet est de d\u00e9velopper des mod\u00e8les bioclimatiques pour estimer la distribution potentielle des esp\u00e8ces nuisibles. Ces mod\u00e8les seront bas\u00e9s sur des indices \u00e9valuant le risque de maladies sp\u00e9cifiques caus\u00e9es par des organismes nuisibles r\u00e9glement\u00e9s et de quarantaine, tels que des bact\u00e9ries, des champignons, des insectes et des phytoplasmes.\nGr\u00e2ce \u00e0 cette approche globale, le projet STELLA vise \u00e0 renforcer les strat\u00e9gies de gestion des ravageurs et \u00e0 r\u00e9duire l\u2019impact des esp\u00e8ces envahissantes sur les syst\u00e8mes agricoles.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Pest management undergone several seasons of changes. By the end of the 20th century, there was an important shift from calendar-based method to integrated pest management (IPM), which requires specialised expertise and technical knowledge.<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":39654,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"iawp_total_views":107,"footnotes":""},"categories":[136,138],"tags":[],"class_list":["post-39653","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog","category-project-news"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/stella-pss.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/39653","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/stella-pss.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/stella-pss.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/stella-pss.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/stella-pss.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=39653"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/stella-pss.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/39653\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/stella-pss.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/39654"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/stella-pss.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=39653"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/stella-pss.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=39653"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/stella-pss.eu\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=39653"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}