Bilan et perspectives des activités de modélisation

Depuis plus de 30 ans, la modelisation est utilisee pour traiter les questions scientifiques portees dans le departement PHASE. Le defi 2, dont l'objectif est une meilleure comprehension de la dynamique de reponse des systemes biologiques face aux perturbations et aux contraintes de l'environnement, mobilise des techniques de modelisation pour l'analyse des donnees experimentales, l'etude des interactions entre niveaux d'organisation biologique et entre fonctions, et implique le developpement d'outils pour l'elevage de precision. Afin de realiser un bilan des activites de modelisation au sein du departement, nous avons 1) analyse un corpus de 119 publications (periode janvier 2016 - Aout 2019) affiliees aux unites du departement PHASE et traitant de modelisation au sens large, et 2) mene une enquete en ligne aupres des chercheurs-ingenieurs du departement utilisant la modelisation dans leurs activites de recherche (59 modeles recenses). La majorite des travaux de modelisation a pour objet d'etudier l'animal dans son ensemble. Les approches utilisees restent centrees sur le developpement de modeles reposant sur des systemes d'equations, mais de nouvelles approches sont egalement mobilisees, qu'il s'agisse de la mise en œuvre de methodes statistiques telles que l'apprentissage automatique ou de l'implementation de simulateurs informatiques multi-echelle. Ces activites de modelisation sont menees dans le cadre de collaborations diversifiees, principalement a l'exterieur du departement. Il semble que ces collaborations interviennent surtout a la fin du processus de modelisation, pour les phases d'evaluation et utilisation du modele, le developpement initial du modele etant principalement realise en interne. Les reponses a l'enquete indiquent que les modeles developpes sont peu diffuses, ce qui peut s'expliquer par des objectifs centres sur la recherche plutot que sur le developpement. L'analyse semantique des titres et resumes des publications permet de mettre en evidence 7 clusters consacres respectivement a 1) les fonctions lactation et reproduction chez la vache laitiere, 2) la prediction des emissions de methane enterique chez les ruminants, 3) la qualite de la viande et des carcasses issues de bovins, 4) le fonctionnement de l'atelier d'engraissement et la robustesse chez le porc, 5) les impacts environnementaux des elevages, 6) l'empreinte carbone des elevages de ruminants, 7) le developpement folliculaire. Le panorama des modeles developpes dans le departement revele le dynamisme des activites de modelisation : certains modeles sont le resultat de plusieurs annees de developpement et atteignent aujourd'hui un niveau de maturite compatible avec une utilisation pour la simulation de scenarii ou l'integration dans des outils d'aide a la decision ; d'autres modeles sont des initiatives recentes developpees en reponse aux besoins de l'elevage de precision ; enfin, avec le developpement du phenotypage haut debit et d'une maniere generale avec l'entree dans l'ere du « big data », de plus en plus de collaborations avec des mathematiciens et/ou des informaticiens permettent d'initier des approches innovantes de traitement de l'information. En revanche, le passage des modeles aux outils reste un challenge, dont la reussite repose sur l'adequation des moyens informatiques (humains et materiels) avec les ambitions. La modelisation reste le fruit d'une petite communaute, elle-meme fragmentee en fonction des objets d'etude et des disciplines. Meme si les modeles ont elargi la gamme des sorties d'interet, des champs disciplinaires restent a explorer. Ainsi, un des enjeux est de favoriser le dialogue et l'echange entre la communaute des modelisateurs du departement et d'autres disciplines.