Défi modélisation écosystème

modélisation

défis

A Chlorophyll Experience

d'un écosystème et ses perturbations

M. Fenaert, professeure de SVT, Ac Versailles

D'après un scénario proposé par P. Cosentino

CC BY NC SA

TUTORIEL

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La forêt de Paimpont, un exemple de chênaie-hêtraie

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BIO

MY ADVENTURE

Dans un écosystème, il existe des interactions entre biocénose et biotope. Il existe aussi une grande diversité d’interactions biotiques (entre êtres vivants). Ces interactions influencent l’organisation, l’évolution et le fonctionnement de l’écosystème.

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LES DEFIS

Tutoriel

Défi Tranquille

Défi Epidémie

Défi Incendie

accès à la fiche technique :

TUTORIEL

EDUMODELE

Tutoriel de Jean Cazes, YT (5 min)

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le logiciel de modélisation :

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LE DEFI

“Sauras-tu modéliser l'évolution d'un écosystème non perturbé ?”

LOREM IPSUM

lis ces consignes avant de commencer...

Prêt ?

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Ton niveau...

La preuve

Sur un ordinateur de préférence (à tester peut-être sur tablette, mais pas sur un smartphone), ouvrir le logiciel Edumodèle :

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/edumodeles/algo/index.htm?modele=foret-mixte

Lien court : http://opn.to/a/OhnjN

Le carré central représente une forêt de chênes et hêtres (jeunes et adultes) : ce sont ici les agents du modèle. Seules des règles de germination et croissance ont été indiquées, ainsi qu’une durée de demi-vie (en nombre de « tours »).

Or dans la réalité, les deux espèces sont en compétition : ces deux espèces partagent à peu près les mêmes préférences écologiques en matière de sol et d’humidité, mais diffèrent beaucoup par leur héliophilie (le chêne préfère une forte luminosité, le hêtre est une espèce d’ombre).

Saurez-vous modéliser ces interactions grâce à Edumodèle ? Testez votre niveau...

Pour chaque niveau passé, faites une capture du graphique, titrez-le et décrivez-le en quelques phrases.

Défi tranquille

C'EST PARTI !

Teste un niveau après l'autre, sans réinitialiser ton modèle entre chaque niveau.

NIVEAU 1

NIVEAU 2

NIVEAU 3

NIVEAU 4

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Faire tourner le modèle tel quel sur une dizaine de milliers de tours.

Un jeune hêtre se développe mieux à proximité d’autres arbres (ombre), on rajoute une règle “hêtre isolé” : un jeune hêtre isolé a une certaine probabilité de disparaître de 25%.

Coup de pouce : dans le modèle, un hêtre isolé est entouré de plusieurs cases vides.

Un jeune chêne a besoin de lumière pour se développer, on rajoute une règle de “concurrence” : un jeune chêne situé immédiatement à côté d’un arbre (ayant atteint sa pleine croissance) a une certaine probabilité de disparaître : 25%.

Donner une probabilité plus importante à la concurrence exercée par le hêtre (son ombre est plus sombre que celle du chêne) et donner un temps plus long pour la croissance du chêne (le hêtre pousse plus rapidement).

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LE DEFI

“Comment un écosystème résiste-t-il à une perturbation de type incendie ?”

LOREM IPSUM

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La preuve

Sur un ordinateur de préférence (à tester peut-être sur tablette, mais pas sur un smartphone), ouvrir le logiciel Edumodèle :

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/edumodeles/algo/index.htm?modele=foret-mixte2

Note : Si tu as fait le "défi tranquille" et que ton modèle est validé par ton professeur, tu peux partir de ton modèle précédent.

Le carré central représente une forêt de chênes et hêtres (jeunes et adultes) : ce sont ici les agents du modèle. Seules des règles de germination et croissance ont été indiquées, ainsi qu’une durée de demi-vie (en nombre de « tours »).

Or dans la réalité, les deux espèces sont en compétition : ces deux espèces partagent à peu près les mêmes préférences écologiques en matière de sol et d’humidité, mais diffèrent beaucoup par leur héliophilie (le chêne préfère une forte luminosité, le hêtre est une espèce d’ombre).

Sauras-tu modéliser ces interactions grâce à Edumodèle ? Teste ton niveau...

Pour chaque niveau passé, fais une capture du graphique, titre-le et décris-le en quelques phrases.

The best

C'EST PARTI !

Teste un niveau après l'autre, sans réinitialiser ton modèle entre chaque niveau.

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Défi incendie

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Pour simuler des incendies réguliers, il faut ajouter un agent “Flamme”, ayant une demi-vie limitée (pour que le feu finisse par s’éteindre) : on choisit 50 tours. L’effectif initial sera nul.

C'est un agent mobile, avec une certaine probabilité de déplacement (disons 20%).

Il faut aussi ajouter des règles “Incendie” du type :

Flamme + Chêne ==> Flamme + Flamme (disparition du chêne et propagation de l'incendie).

Ceci est valable pour tous les agents de type arbre.

Le modèle peut être lancé !

Afin que des incendies se propagent spontanément, il faut ajouter une règle “Incendie spontané” de type “Génération spontanée”. Cette règle fera apparaître, avec une probabilité très faible (0,05%), une flamme.

Transformer les chênes en “chênes liège”, résistants aux incendies. Il faudra alors modifier légèrement les règles de propagation de l’incendie pour que les probabilités qu’un arbre brûle soit différentes (plus faibles pour le chêne liège).

Les paramètres

Les interactions

Ton niveau...

Le carré central représente une forêt de chênes et hêtres (jeunes et adultes) : ce sont ici les agents du modèle. Seules des règles de germination et croissance ont été indiquées, ainsi qu’une durée de demi-vie (en nombre de « tours »).

Or dans la réalité, les deux espèces sont en compétition : ces deux espèces partagent à peu près les mêmes préférences écologiques en matière de sol et d’humidité, mais diffèrent beaucoup par leur héliophilie (le chêne préfère une forte luminosité, le hêtre est une espèce d’ombre).

Sauras-tu modéliser ces interactions grâce à Edumodèle ? Teste ton niveau...

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LE DEFI

“Une biodiversité importante permet-elle à un écosystème de mieux résister à une épidémie ?”

LOREM IPSUM

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La preuve

Notre modélisation sera celle d'une épidémie de chancre sur des hêtres.

Sur un ordinateur de préférence (à tester peut-être sur tablette, mais pas sur un smartphone), ouvrir le logiciel Edumodèle :

https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/edumodeles/algo/index.htm?modele=foret-mixte

On repart ici du modèle initial de chênaie-hêtraie (sans les règles de compétition ou incendie pour ne tester qu'un facteur à la fois).

Le carré central représente une forêt de chênes et hêtres (jeunes et adultes) : ce sont ici les agents du modèle. Seules des règles de germination et croissance ont été indiquées, ainsi qu’une durée de demi-vie (en nombre de « tours »).

Or dans la réalité, les deux espèces sont en compétition : ces deux espèces partagent à peu près les mêmes préférences écologiques en matière de sol et d’humidité, mais diffèrent beaucoup par leur héliophilie (le chêne préfère une forte luminosité, le hêtre est une espèce d’ombre).

Sauras-tu modéliser ces interactions grâce à Edumodèle ? Teste ton niveau...

Pour chaque niveau passé, fais une capture du graphique, titre-le et décris-le en quelques phrases.

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Effectue un niveau après l'autre, sans réinitialiser ton modèle entre chaque niveau.

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Défi épidémie

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Créer un nouvel agent “Hêtre malade”, qui aura une demi-vie de seulement 200 tours.

Refaire la simulation dans le cas où la biodiversité est plus faible : hêtraie simple.

Coup de pouce : que faut-il éliminer du modèle avant de le relancer ?

On crée également deux nouvelles règles :

• une règle de contamination aléatoire (1% de chance qu’un hêtre sain au hasard développe la maladie),
• et une règle de contamination directe (hêtre malade + hêtre sain => 2 hêtres malades).

Lancer le modèle dans le cas de la forêt mixte (chênes et hêtres).