Modéliser la variabilité biologique en réponse aux pratiques de conduite. Application au troupeau caprin laitier

Modelling the biological variability in response to management practices. Application to the dairy goat herd. Within the herd, the animal is the elementary unit at the interface between the biological processes and the management practices. The variability of individual responses is a key element of herd functioning, the role of which remains to be quantified. The objective of this thesis is to study how individual variability is built from the interaction between the biological responses of the females and management practices, and how this variability produces herd performance. With this objective, an individual-based model of dairy goat herd was developed. The model is based on the interaction between a decisional system and a biological system. The biological system is based on a set of individuals each consisting of an individual dairy goat model, simulating body weight and milk production in response to feeding and reproductive management throughout the productive life. Goat responses result from the relative priorities among physiological functions, the production potential and the diet energy changes. The decisional system is based on the technical operations of feeding, reproduction and replacement management. These operations are based on the functional group (group of females managed by the same set of decision rules), management entity which links the farmer‟s project and the technical operations. Three experimental plans were run to test the effects of the energy level of the diet, the number of steps within the feeding plan and the mean herd production potential. The results showed that individual variability within a management option was characterized by variables related to lifetime length and productivity. Individual variability between management options was characterized by variables related to feed efficiency. The level of diet energy and the mean herd production potential had the strongest effect on individual feed efficiency. Different combinations of management options can lead to the same level of efficiency. However, theses options did not rely on the same biological basis: they led to different proportions of individuals at biological equilibrium compared to their production potential. These differences could lead to different herd adaptive abilities in a fluctuating environment. The model can be used to investigate the role of individual variability on the resilience of herd system.

Dans le troupeau, l'animal est l'entité élémentaire à l'interface entre processus biologiques et pratiques de conduite. La variabilité des réponses individuelles constitue un processus central du fonctionnement du troupeau dont le rôle reste à quantifier. L'objectif de cette thèse est d'étudier comment la variabilité individuelle se construit à partir des interactions entre les réponses biologiques des femelles et les pratiques de conduite du troupeau et comment en retour, les performances globales du troupeau se construisent à partir de cette variabilité individuelle. Dans ce but, un modèle individu-centré de fonctionnement du troupeau caprin laitier a été développé. Le modèle est basé sur l’interaction entre un système décisionnel et un système biotechnique. Le système biotechnique repose sur la démultiplication d’un modèle individuel de chèvre laitière qui simule le poids vif et la production laitière en réponse aux pratiques d’alimentation et de reproduction au cours de la vie productive de la femelle. Ces réponses biologiques sont pilotées par la dynamique des priorités entre fonctions physiologiques, par le potentiel de production et par les variations d'apports alimentaires (exprimés en énergie). Le système décisionnel représente les opérations techniques d’alimentation, de reproduction et de renouvellement. Ces opérations sont raisonnées au niveau du lot fonctionnel, entité de gestion qui traduit le lien entre le projet de l'éleveur et la mise en œuvre des opérations techniques. Trois plans d'expériences ont été simulés pour tester les effets du niveau des apports alimentaires, du degré de segmentation du plan d'alimentation et du niveau moyen du potentiel de production du troupeau sur la variabilité individuelle. La variabilité individuelle intra-conduite est caractérisée par des variables de durée et de productivité de la carrière. La variabilité individuelle inter-conduites est caractérisée par les variables relatives à l’efficacité alimentaire. Le niveau des apports alimentaires et le potentiel de production moyen ont des effets combinés sur la construction de l'efficacité alimentaire. Des efficacités similaires peuvent être obtenues avec différentes combinaisons d’options de conduite. Cependant, ces combinaisons ne sollicitent pas les mêmes bases biologiques : elles génèrent des proportions contrastées d'individus à l'équilibre par rapport à leur potentiel de production. Ces différences dans l'élaboration de la performance pourraient conduire à des capacités d'adaptation du troupeau variables dans un environnement fluctuant. Le simulateur permettrait alors d'explorer le rôle de la variabilité individuelle dans la résilience du système troupeau