SARAH : modele de simulation de la croissance, du developpement et de l'architecture des sytemes racinaires

A numerical computer model (SARAH) is presented which simulates three-dimensional root system architectures at discrete time steps. At each time step, the axes of the root system experience elongation and possibly branching. Growth and branching rules are based on current knowledge about root system morphogenesis. The elongation of each axis depends on its ramification order and on local growing conditions of the apex. Branches appear acropetally at a specified distance from the apex and from former branches, along ranks facing xylem poles, with a branching angle depending on their order. From the three-dimensional branching pattern, various outputs, such as growth and development kinetics, vertical root density distributions, or cross-section maps can be computed and compared to observed data. Some examples of such possible validations are presented. On présente, dans cet article, SARAH, un modèle mathématique de simulation de l’architecture tridimensionnelle des systèmes racinaires. Il s’agit d’un modèle numérique dans lequel le temps est discrétisé et déroulé par pas constants. A chaque pas de temps, les différents axes du système racinaire sont allongés et peuvent être ramifiés. Les hypothèses de base du modèle, pour la croissance et la ramification des axes, formalisent un ensemble de connaissances sur la morphogenèse des systèmes racinaires. L’allongement de chaque axe est fonction de son ordre et éventuellement des conditions locales de croissance de l’apex. Les ramifications sont émises de façon acropète, à une distance préalablement fixée de l’apex et des ramifications précédentes. Elles apparaissent le long des génératrices face aux pôles de xylème, avec un angle d’insertion caractéristique de leur ordre. A partir de la structure ramifiée qui est générée par le modèle, il est possible de calculer différentes « sorties », comme par exemple : des cinétiques de croissance et développement, des profils racinaires mono-dimensionnels, des cartes d’impacts racinaires... Les simulations peuvent ainsi être confrontées aux observations. Quelques exemples illustrent les possibilités de validation de ce type de modèle.