FA T.1. Analyse d’images tomographiques 3D d’échantillons de sols de la forêt camerounaise

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Résumé

Cette activité scientifique concerne les liens entre la géométrie des structures et la dynamique des phénomènes. On s’intéresse plus spécifiquement aux relations entre la géométrie tridimensionnelle des structures microscopiques et les dynamiques biologiques afférentes. Nos recherches sont validées par leur application à la décomposition microbienne dans le sol à partir d’une modélisation de la géométrie de l’espace poral. Leur originalité consiste à mettre en oeuvre une suite de modèles mathématiques et informatiques issus de la vision par ordinateur 3D, des équations aux dérivées partielles et de la théorie des graphes pour résoudre globalement un problème complexe de modélisation. Ces dernières années ont été consacrées à la mise au point des modèles géométriques et de simulation. Ces modèles ont pour le moment été validés par les biologistes du sol qualitativement. L’objectif du projet ANR MEPSOM (programme SYSCO) débuté en 2010 est la validation quantitative précise de ces modèles par la mise au point d’expérimentations appropriées. Ainsi, MEPSOM devrait apporter une contribution sensible pour la compréhension des relations entre la structure du sol et les dynamiques biologiques afférentes. Dans ce contexte, on a mis au point très récemment un système de simulation de la décomposition microbienne dans l’espace poral, à mi-chemin entre le modèle EDP et le modèle de graphe qui devrait faciliter sensiblement la confrontation avec les données expérimentales. L’impact de ces travaux résiderait dans la capacité de pouvoir évaluer à moindre coût, par simulation informatique, des scénarios correspondant à des expérimentations réelles longues et coûteuses. Par ailleurs, on devrait ainsi pouvoir définir plus formellement les liens existant entre la structure du sol et ses propriétés biologiques, par exemple en liant des statistiques sur les représentations géométriques et les courbes de dégagement du gaz carbonique.

Dans le cadre du PPR « Forêts tropicales humides », on utilisera les méthodes développées pour analyser des échantillons de sol venus des forêts camerounaises. La méthodologie mise en oeuvre permettra de mieux comprendre et modéliser les propriétés de ces sols en matière de dégagement du carbone.

 

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Références:

O. Monga, F. Ngom, J.F. Delerue. Representing geometric structures in 3D tomography soil images : application to pore space modeling. Computers & Geosciences ; Vol. 33, issue 9 (2007).

O. Monga, M. Bousso, V. Pot, P. Garnier "3D geometrical structures and biological activity: application to microbial soil organic matter decomposition in pore space" Ecological Modeling 216 (2008).

O. Monga, M. Bousso, V. Pot, P. Garnier“Using pore space 3D geometrical modelling to simulate biological activity: impact of soil structure”, Computers and Geosciences, 35 (2009).