2. Rôle de la modélisation en tant que démarche de recherche - Inra

La Modélisation à l'INRA
Groupe de réflexion Modélisation (voir liste des membres en annexe 2)
coordonné par Bruno Goffinet
Sommaire |1- Démarche |2 |
|1.1 Construction d'un groupe de travail |2 |
|1.2 Une définition partagée de la Modélisation |2 |
|1.3 Structuration de la réflexion |2 |
| | |
|2- Rôle de la modélisation et place de l'INRA |3 |
|2.1 Rôle de la modélisation dans la démarche de recherche |3 |
|2.1.1 Différents niveaux d'intervention |3 |
|2.1.2 Modèles pour la connaissance |4 |
|2.1.3 Modèles pour l'action |5 |
|2.2 Place de l'INRA |5 |
| | |
|3- Quelques grandes classes de problèmes en modélisation à l'INRA |6 |
|3.1 Recherche d'une structure dans une grande quantité de données |6 |
|3.2 Représentation et exploitation d'informations dynamiques |7 |
|spatialisées |7 |
|3.3 Analyse, prévision et gestion des risques |8 |
|3.4 Assemblage, intégration, réutilisation |9 |
|3.5 Systèmes dynamiques complexes ou compliqués |9 |
|3.6 Modélisation du comportement individuel et/ou collectif |10 |
|3.7 Complexité calculatoire |10 |
|3.8 Quelques verrous communs | |
| |11 |
|4- Une culture sur la modélisation à développer collectivement |11 |
|4.1 Poser et formaliser le problème : un dialogue transdisciplinaire |11 |
|4.2 Acquérir une culture en modélisation |11 |
|4.3 Les forces en présence |12 |
|4.4 Mise en réseau des compétences, capitalisation |12 |
|4.5 Les données |12 |
|4.6 Calcul | |
| |12 |
|5- Comment s'organiser à l'INRA pour répondre aux défis de la |13 |
|modélisation ? |13 |
|5.1 Les objectifs |14 |
|5.2 Les acteurs |15 |
|5.3 Les projets |19 |
|5.4 Les différents méthodologistes : positionnement scientifique et |20 |
|géographique |20 |
|5.5 Réseaux et capitalisation |20 |
|5.6 Formation et information | |
|5.7 Evaluation des acteurs |21 |
|5.8 Informatique et plate-forme |21 |
| |22 |
|6- Conclusions et conséquences opérationnelles |22 |
|6.1 S'appuyer sur les « grandes classes de problèmes » en modélisation|23 |
|identifiés dans le paragraphe 3. |23 |
|6.2 Construire une cellule de coordination multi départementale | |
|6.3 Projets |1 |
|6.4 Plate-forme |2 |
|6.5 Construire un ensemble cohérent de réseaux |5 |
| |6 |
|Annexes |9 |
|Annexe 1 : Lettre de mission |10 |
|Annexe 2 : Liste des participants |13 |
|Annexe 3 : Texte introductif |19 |
|Annexe 4 : Les thèmes |24 |
|Thème 1 Du gène à la cellule |32 |
|Thème 2 Physiologie, écophysiologie |38 |
|Thème 3 Physique et biophysique |47 |
|Thème 4 Ecologie des populations et des communautés, épidémiologie |52 |
|Thème 5 Gestion des agro-écosystèmes | |
|Thème 6 Agroalimentaire et génie des procédés | |
|Thème 7 Sciences sociales | |
|Annexe 5 : Quelle(s) plate(s)-forme(s) informatiques pour les modèles | |
|de culture ? | | 1. Démarche
(La Lettre de mission est en Annexe 1) 1.1 Construction d'un groupe de travail L'annexe 2 donne la liste des personnes ayant participé aux groupes de
travail. Les chercheurs de MIA ont été choisis pour représenter les
différentes disciplines mathématiques et informatique concernées par la
modélisation (statistique, analyse de systèmes, intelligence artificielle).
Les chercheurs "thématiciens" ont été choisis en concertation avec les
chefs de département de l'INRA, afin de couvrir l'ensemble des champs de
recherche de l'INRA, sans pour autant qu'il y ait un représentant par
département. 1.2 Une définition partagée de la modélisation Le document en annexe 3 présente notre définition de la modélisation et des
grands éléments de la construction d'un modèle. Même si certains points de
vocabulaire peuvent différer d'un domaine de recherche à un autre, cette
analyse est transversale aux différents et nombreux domaines concernés à
l'INRA. Définition: Il s'agit d'une représentation "partisane" d'un processus, pour
un objectif donné. Objectifs : Il est fondamental de préciser l'objectif avant de construire
le modèle. Deux familles majeures d'objectifs: la connaissance (pour
représenter, tester une hypothèse, échanger, etc.) et l'action (prédire,
contrôler, décider, etc.). Conceptualisation : Il s'agit d'identifier tous les éléments composant le
système étudié : les objets et leur nature (contrôlables, mesurables, plus
ou moins complexes, etc.), les relations entre ces objets et les données
dont on pourra disposer, ainsi que leur nature (qualitative, quantitative,
dynamique, etc.). Le processus de modélisation : Le processus de modélisation parcourt, de
manière non linéaire, différentes phases : conception, formalisation,
implémentation, analyse des propriétés, planification des données
nécessaires, estimation des paramètres, validation, action. 1.3 Structuration de la réflexion La modélisation est présente dans presque la totalité des champs de
recherche de l'INRA. Il est alors difficile de prétendre décrire
exhaustivement les activités de l'INRA concernées par la modélisation. Nous
avons donc choisi de définir 7 champs qui couvrent une grande partie des
activités de l'INRA, et qui représentent d'une certaine façon une typologie
des types de processus rencontrés. En grande partie, mais pas
exclusivement, ces champs sont définis comme des échelles d'organisation du
vivant.
- 1 Du gène à la cellule
- 2 Physiologie, écophysiologie
- 3 Milieux physiques
- 4 Ecologie des populations et des communautés, épidémiologie
- 5 Gestion des agro-éco-systèmes
- 6 Agroalimentaire et génie des procédés
- 7 Sciences Sociales Pour chacun de ces thèmes, nous avons répondu aux 3 premières questions de
la lettre de mission. Cette typologie apparaît a posteriori efficace
puisqu'elle nous a permis d'identifier et de rassembler une grande majorité
des problèmes qui se posent à l'INRA. Ces analyses sont données en annexe
4. Elles ont été transmises aux chefs de département pour qu'ils en
valident le contenu. Elles ont conduit à rédiger les paragraphes 2, 3 et 4
qui suivent. Cette première partie a fait l'objet d'échanges lors du
conseil scientifique de l'INRA des 24 et 25 Juin, qui ont en particulier
conduit le groupe à rajouter le thème « Sciences Sociales » absent dans une
première version. Dans un deuxième temps le groupe de travail a rédigé les chapitres 5 et 6
qui répondent aux dernières questions de la lettre de mission. 2. Rôle de la modélisation et place de l'INRA Les questions 2 et 3 de la lettre de mission ont été analysées dans chacun
des 7 thèmes. Nous en donnons ici une synthèse. 2.1. Rôle de la modélisation dans la démarche de recherche Le rôle de la modélisation est croissant dans tous les domaines de l'INRA
et son utilisation tend à devenir incontournable dans un grand nombre de
thèmes. C'est un moyen effectivement très puissant pour intégrer et
formaliser les quantités croissantes de connaissances et de données sur les
processus biologiques ou socio-économiques. C'est aussi un outil
fondamental pour le transfert de la recherche vers le développement. 2.1.1 Différentes formes d'intervention On peut distinguer deux grandes formes d'intervention de la modélisation
dans la démarche de recherche - Le modèle sta