A Water Supply Optimization Problem for Plant Growth Based on GreenLab Model
Résumé
GreenLab is a structural-functional model for plant growth based on multidisciplinary knowledge. Its mathematical formalism allows dynamic simulation of plant growth and model analysis. A simplified soil water balance equation is introduced to illustrate the interactions and feedbacks between the plant functioning and water resources. A water supply optimization problem is then described and solved: the sunflower fruit weight is optimized with respect to different water supply strategies in a theoretical case. Intuitive searching method and genetic algorithms are used to solve this mixed integer nonlinear problem. The optimization results are analyzed and reveal possible agronomic applications.
GreenLab est un modèle structure-fonction de croissance des plantes. Son formalisme mathématique permet la simulation dynamique de la croissance et l'analyse du modèle. Dans cet article est introduit une équation bilan de l'eau dans le sol afin de décrire les interactions entre la croissance de la plante et les ressources en eau disponibles. Un problème d'optimisation des apports d'eau au cours de la croissance est présenté et résolu par la méthode de recherche intuitive et par les algorithmes génétiques: le poids du fruit de tournesol est maximisé en fonction de différentes stratégies d'apports d'eau, pour une quantité d'eau totale identique. Le formalisme présenté est intéressant en ce qu'il ouvre la voie à d'importantes applications en agronomie.