Démarche générale de conception et d’évaluation du modèle

La  conception  et  l’évaluation  du  modèle  IPSIM‐Pommier  ont  été  réalisées  en  trois  grandes  étapes  (Fig. 4.5).  

Une  première  étape  a  consisté  à  recueillir  les  informations  nécessaires  pour  les  transcrire  dans  l’arbre  de  décision  du  modèle.  Cette  étape  s’est  faite  avec  plusieurs  itérations :  réalisation  d’une  importante étude bibliographique, entretiens individuels avec huit experts présentant des domaines  de compétences différents, entretiens collectifs. L’expertise des personnes interrogées englobait un  large  champ  de  connaissances  dans  le  sud‐est  de  la  France :  aussi  bien  sur  le  comportement  de  chacun  des  bioagresseurs,  que  sur  le  choix  des  pratiques  et  sur  la  biodiversité  fonctionnelle*  des  vergers de pommiers.  

La  deuxième  étape  a  consisté  à  saisir  les  variables  d’entrée  dans  le  modèle  à  partir  des  données  recueillies  sur  les  dispositifs  expérimentaux  de  la  Pugère  et  de  Gotheron  pour  les  années  2014  et  2015, puis à simuler la sévérité des dégâts des bioagresseurs sur ces bases. Cette sévérité se décline  en  plusieurs  valeurs  ordinales  :  « faible »,  « moyenne »,  « forte »  et  « très  forte ».  Les  dégâts  du  carpocapse et de la tavelure ont été considérés sur la pomme à la récolte, alors que ceux du puceron  ont été considérés sur les rameaux vers la mi‐mai, juste avant la migration des pucerons vers un hôte  secondaire. Les experts ont également été sollicités pour cette étape, cette fois comme utilisateurs  potentiels du modèle. Cela a permis de considérer la difficulté pour l’utilisateur à transcrire la réalité  du terrain en variables d’entrée du modèle. Nous avons ainsi procédé à de nouvelles modifications  de la structure de l’arbre de décision, donc à un retour sur la première étape. La troisième et dernière étape a consisté à confronter les valeurs simulées par IPSIM‐Pommier aux  valeurs observées sur les deux dispositifs expérimentaux, à savoir les comptages de fruits piqués et  tavelés à la récolte et le nombre de rameaux infestés juste avant la migration des pucerons vers un  hôte secondaire.  Ceci nous a permis d’évaluer la qualité d’ajustement du modèle. En revanche nous  n’avons pas pu procéder à une évaluation de la qualité prédictive du modèle, qui aurait nécessité des  données indépendantes, ou une quantité suffisante de données pour une validation croisée (Wallach  et al. 2001).   

Figure 4.5 : Diagramme méthodologique  de la conception et de l’évaluation de la qualité d’ajustement  d’IPSIM‐Pommier.  L’arbre de décision est dans un premier temps décrit par une étude bibliographique puis ajusté par des dires d’experts. Ces  données  sont  transcrites  dans  le  logiciel  DEXI.  Puis  des  simulations  sont  lancées  sur  la  base  des  itinéraires  techniques  et  conditions  des  deux  dispositifs  expérimentaux  en  2014  et  2015.  Enfin  les  résultats  du  modèle  sont  comparés  aux  observations de dégâts, à la récolte pour le carpocapse et la tavelure et au pic de vol mi‐mai du puceron cendré.  

L’effet des pratiques culturales et des conditions du milieu sur les dégâts des bioagresseurs reprend  la démarche générale d’analyse des services écosystémiques utilisée dans cette thèse (Fig. 4.6). Nous  avons  utilisé  la  sévérité  des  dégâts  des  bioagresseurs  comme  un  indicateur  de  fonction  écosystémique,  décrivant  une  perte  de  fruits  ou  de  feuilles  selon  le  bioagresseur  considéré.  Ces  valeurs  qualitatives  sont  transformées  en  valeurs  quantitatives  et  sont  soit  introduites  dans  le  modèle STICS via un effeuillage dans le cas des rameaux infestés par le puceron (correspondant au  pic de vol des pucerons vers la mi‐mai), soit liées aux sorties du modèle STICS par une diminution de  rendement  liée  aux  pertes  de  fruits  (induites  par  le  carpocapse  et  la  tavelure).  Ce  couplage  des  sorties du modèle IPSIM‐Pommier avec le modèle STICS est détaillée dans le chapitre 5.   

  Figure 4.6: Démarche d'analyse du service écosystémique de régulation des bioagresseurs au sein d'un verger de pommier  (adapté de Haines‐Young & Potschin, 2009). Chaque entité décrit le cas particulier du service de contrôle des bioagresseurs.    2.5. Conception détaillée du modèle   2.5.1. Création de l’arbre de décision  La création d’un arbre de décision transposable dans le logiciel DEXI demande une analyse conjointe  entre d’une part les informations recueillies dans la littérature et auprès des experts, et d’autre part  la conception du modèle dans le logiciel DEXI utilisant un langage informatique particulier (Fig.4.7).  Une  première  étude  bibliographique  sur  les  facteurs  influençant  les  dégâts  des  trois  bioagresseurs  étudiés  a permis de choisir les  principales pratiques culturales  et  les conditions de milieu  ayant  un  impact sur ces dégâts dans un verger de pommier. Ce travail a été enrichi par les dires d’experts. Les  entretiens réalisés ont été semi‐directifs et ont suivi une liste de questions ciblant les informations  dont  nous  avions  besoin  pour  étayer  les  données  bibliographiques.  Les  entretiens  individuels  ont  cependant  mis  en  évidence  des  désaccords  entre  les  avis  d’experts.  Nous  avons  donc  continué  d’ajuster  le  recueil  d’informations  en  organisant  un  séminaire  regroupant  l’ensemble  des  experts.  L’exercice a permis d’harmoniser les résultats.  

Pour faciliter l’analyse conjointe entre les données d’experts et de la bibliographie et la conception  de  l’arbre  de  décision,  les  informations  recueillies  ont  été  structurées  sous  forme  de  tableaux  de 

données,  synthétisant  les impacts  de  pratiques  culturales  et de  conditions du milieu sur les dégâts  des bioagresseurs. L’organisation de ces tableaux est proche de celle de l’arbre de décision d’IPSIM,  allant  des  facteurs  principaux  impactant  le  bioagresseur  à  la  déclinaison  précise  de  plusieurs  pratiques  culturales.  A  partir  de  l’étude  bibliographique,  un  premier  tableau  a  été  réalisé  pour  chaque  bioagresseur, comportant  une  liste  la plus exhaustive  possible  des  facteurs avec  un impact  potentiel sur les dégâts du bioagresseur. Puis, ce tableau a été rendu plus concis en ne gardant que  les  facteurs ayant  un  impact  important  sur  les  dégâts  selon  la convergence  des  avis  d’experts.  Ces  tableaux sont disponibles en Annexes  4.A, 4.B et 4.C et se composent :  

‐ de l’effet des facteurs sur les dégâts d’un bioagresseur : il peut y avoir un effet positif sur les  dégâts  causés  par  le  bioagresseur (+) (c’est‐à‐dire  un  effet  positif  sur  le  développement  du  bioagresseur), un effet négatif  (‐) ou pas d’effet (x).  

‐ de l’intensité des effets des facteurs sur les dégâts selon une échelle allant de 0 à 3 (3 étant  la plus forte).  

‐ de  la  convergence  des  avis   pour  gérer  les  contradictions  entre  les  différentes  sources  d’information : nous avons pris en compte la convergence  d’avis, c’est‐à‐dire le  nombre de  fois où chacun des experts et la bibliographie ont donné des réponses allant dans le même  sens, divisé par le nombre d’avis total. Le poids d’un avis pour un facteur donné est obtenu  en multipliant le nombre d'avis recueillis pour ce facteur par le pourcentage de convergence  (Annexes 4.A, 4.B et 4.C).  

Ces  tableaux  ont  alors  été  intégrés  dans  le  logiciel  DEXI,  en  mettant  en  commun  d’une  part  les  données recueillies et d’autre part les étapes de conception de l’arbre de décision (Tab. 4.2). 

Figure  4.7 :  Schéma  de  la  démarche  suivie  pour  la  conception  de  l’arbre  décisionnel  décrivant  les  impacts  des  pratiques  culturales et des conditions du milieu sur les dégâts de chaque bioagresseur sous IPSIM.    Tableau 4.2 : Liens entre le recueil d’information et la conception de l’arbre de décision.  Informations recueillies  Conception de l’arbre de décision  Les facteurs impactant les dégâts des  bioagresseurs  Les attributs et sous attributs  L’effet de ces facteurs sur les dégâts des  bioagresseurs   les échelles décrivant les attributs  L’intensité de l’effet des facteurs et la  convergence des avis  l’agrégation des attributs via des fonctions  d’agrégation    2.5.2. Le choix des attributs et leur emplacement dans l’arbre de décision  L’arbre de décision a été plusieurs fois remodelé pour se rapprocher au mieux de la réalité du terrain.  Ne pouvant pas expliquer le choix de chaque attribut, nous illustrons le passage du tableau de recueil  de données aux attributs d’IPSIM‐Pommier, par deux exemples : (i) la prise en compte d’une échelle  temporelle  dans  les  pratiques  de  protection  phytosanitaire  contre  le  carpocapse  et  (ii)  la  prise  en 

compte  conjointe  de  leviers  d’action  et  de  la  pression  de  chaque  bioagresseur  pour  la  protection  phytosanitaire.  

 Cas 1 : prise en compte des générations du carpocapse 

Pour  le  carpocapse  (Fig.  4.8),  nous  avons  répété  des  bouts  d’arbre  pour  intégrer  les  différentes  générations du carpocapse et les sous‐attributs jouant un rôle clé sur le développement de chacune  d’elles.  Nous  avons  ainsi  créé  trois  sous‐arbres  en  donnant  des  pondérations  différentes  pour  la  génération  1  d’avril‐mai  (G1),  la  génération  2  de  juin‐juillet  (G2)  et  la  génération  3  d’août  (G3).  D’après les experts, la deuxième génération de carpocapse dans le sud‐est cause le plus de dégâts. La  première  génération  est  la  population  créant  la  G2,  mais  cette  dernière  peut  aussi  venir  d’un  mouvement inter‐parcellaire. La G3 n’a pas forcément lieu dans le sud‐est. Elle n’est donc pas assez  importante  pour  créer  une  forte  sévérité  de  dégâts,  mais  nous  l’avons  cependant  prise  en  compte  dans le modèle, avec un poids moins fort.  

Figure 4.8: Sous‐arbre de décision de la protection phytosanitaire contre le carpocapse.