Sensitivity analysis of a crop simulation model, STICS, in order to choose the main parameters to be estimated

Abstract

Le present travail a pour but de mettre au point et d'utiliser une methode d'analyse de la sensibilite d'un modele de simulation de culture a ses parametres internes, dans le but de fournir des elements de choix des parametres a estimer. L'ensemble de l'etude est constitue par l'analyse des variabilites creees sur des variables internes ou les variables de sortie par des variations imposees aux parametres. Il s'agit donc en utilisant des outils simples d'analyse de variance de savoir quelle part de variabilite provient de chaque parametre. Nous avons groupe des conditions variees de simulation, de facon a degager, si possible, des effets independants des conditions de simulation. Nous avons partage le travail en deux etapes: dans une premiere etape, nous avons compare l'effet de parametres internes a chaque module sur une variable de sortie de ce module et analyse leur effet sur les variables de sortie externes, ensuite nous avons tente de voir quels modules sont importants pour chacune des variables de sortie. Du point de vue des methodes, on a montre que le fait de grouper des situations pour donner une estimation de la sensibilite dans des conditions multiples est correct tant que l'effet des conditions n'est pas preponderant. S'il l'est, le fait de grouper peut masquer des effets significatifs differents des parametres selon les conditions. L'analyse simultanee de l'effet de plusieurs parametres permet a la fois de montrer leurs eventuelles interactions (ou correlations) et les classer selon leur importance dans un module. Quelques parametres ont tres peu d'influence, dans toutes les circonstances, on peut donc leur porter moins d'attention. Les resultats principaux incitent a la prudence: beaucoup de parametres n'agissent que dans certaines conditions, on doit donc se placer dans ces conditions pour estimer le parametre correspondant; l'action d'un parametre depend aussi de la variable de sortie observee, on doit donc choisir les parametres a ajuster en fonction de la variable d'interet. L'etude intermodule montre que les parametres des modules de production potentielle agissent tous sur le rendement et sur la consommation d'eau, mais pas sur les quantites d'eau drainee et d'azote lessive. Au contraire, les parametres des modules d'effet des stress agissent sur toutes les variables de sortie, et particulierement sur l'eau drainee et l'azote lessive. Parmi les parametres etudies ceux qui ont une action tres systematique sont la capacite au champ et ceux du module d'enracinement.