Sciences & Techniques
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Architecture des plantes et production végétale ; les apports de la modélisation mathématique
Collectif
Comment les plantes poussent-elles ? Le nombre d'or est-il omniprésent dans leur architecture ? Leurs structures sont-elles fractales ? Ont-elles un langage ? Une grammaire ? Il y a du vrai dans ces questions, mais il faut aller plus loin. Il faut identifier, modéliser et simuler le rôle des organes d'une plante dans sa croissance et leur fonctionnement. La modélisation des plantes fait l'objet de recherches à l'interface de disciplines biologiques (botanique, agronomie, génétique, écophysiologie) des mathématiques appliquées et de l'informatique. Elle permet de créer les modèles de développement de l'architecture des plantes, mais aussi les modèles de production végétale, expression de la croissance des organes. Les auteurs de cet ouvrage nous exposent les fondements biologiques, mathématiques et informatiques qui permettent d'exprimer le fonctionnement des bourgeons, la production photosynthétique de la biomasse et sa répartition dans les organes d'une plante. La simulation de la croissance des plantes devient alors possible sous la forme de modèles dynamiques et sa représentation, sous la forme d'images de synthèse. Ces modèles autorisent de multiples applications. De nombreuses plantes sont présentées (herbacées, arbustes et arbres) ; leur modélisation a une visée pratique en agriculture, en gestion des ressources naturelles et de l'environnement et en représentation des paysages. Rédigé par des botanistes, des agronomes, des mathématiciens et des informaticiens, cet ouvrage collectif est le fruit de quarante années de recherches conduites par Philippe de Reffye et ses collègues, avec des collaborations scientifiques en France, en Hollande, en Chine et en Afrique. Il s'adresse aux chercheurs, enseignants et étudiants en biologie, en agronomie et en sciences de la vie, aux architectes paysagistes, écologues, qui s'intéressent à la croissance des plantes, à leur modélisation et à leur représentation. Il s'adresse aussi à toutes les communautés des sciences exactes (mathématiciens, informaticiens, physiciens) intéressées par la simulation du vivant.
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Transformations agricoles et agroalimentaires ; entre écologie et capitalisme
Gilles Allaire, Benoît Daviron, Collectif
À l'heure des robots et du numérique, la terre (habitat, agriculture, paysage, planète) et la nourriture (du corps et de l'âme) sont parmi les préoccupations majeures dans les espaces médiatiques et politiques. Le pétrole et l'abondance qui l'a accompagné nous avaient fait oublier qu'elles sont au fondement des sociétés humaines. La « crise alimentaire » de 2008, qui a secoué plusieurs continents, a rappelé aux gouvernements l'enjeu de la sécurité alimentaire. Après des décennies d'excédents, de baisse du prix des produits agricoles de base, la question de la valeur de la terre et de l'agriculture est de retour. La question de la santé et celle des droits humains prennent une place élargie tant dans les politiques publiques et dans la production de normes alimentaires. Des mouvements sociaux transnationaux s'emparent de la question de l'avenir de l'agriculture et de l'alimentation, et de celle de la « bonne vie ». Pour contribuer à cette réflexion sur l'avenir de la terre et de la nourriture, cet ouvrage étudie la socialisation de l'agriculture, c'est-à-dire sa prise en charge tant par les politiques agricoles (essentiellement nationales) que par l'organisation des marchés dans un cadre national et international. Il le fait en prenant un large recul et mobilise trois temporalités. La première est celle de la planète. La seconde, celle des régimes métaboliques, façons dont l'humanité à différents stades de développement, mobilise matériaux et énergie. La troisième est celle du capitalisme, avec la succession de systèmes hégémoniques (ce qui n'exclue pas de multiples polarités). Cet ouvrage réunit des recherches récentes d'économistes, de sociologues, d'historiens et d'agronomes, de différents pays, recherches qui ont en commun de concerner la place de l'agriculture dans l'évolution des capitalismes.
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Comment et pourquoi en France au début du XXIe siècle, l´agriculture d´entreprise coexiste-t-elle avec une agriculture durable ? Estelle Deléage analyse les principales transformations de l'agriculture depuis la seconde guerre mondiale. Elle montre que certains agriculteurs continuent à inventer des formes productives singulières qui sont autant de résistances à l´extension continue de l´agriculture industrielle. L´ouvrage peut constituer un support pour l´enseignement en histoire de l´agriculture française.
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Les petites cellules font les grands arbres ! Le bois est à la fois un tissu cellulaire végétal aux fonctions multiples, et une ressource renouvelable permettant de répondre aux besoins humains en matériau et en énergie. L'anatomie se situe au carrefour de connaissances, ...
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Nombre de plantes vertes terrestres vivent en association intime et mutualiste avec des champignons liés aux racines sous la forme d´organes mixtes appelés mycorhizes. Première synthèse approfondie et exhaustive en français sur le sujet, cet ouvrage présente les découvertes fondamentales les plus récentes et leurs applications pratiques en agronomie, horticulture, sylviculture et conservation des espaces naturels.
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Le plancton vivant en milieu marin et les pesticides utilisés en milieu terrestre peuvent se rencontrer en eaux côtières. Même à dilutions élevées, les produits de traitement et leurs résidus, entraînés par les eaux de ruissellement, parviennent à plus ou moins long terme jusqu´aux eaux estuariennes, puis littorales. Sont apparues ainsi perturbations métaboliques, sélections d´espèces tolérantes, modification des équilibres naturels, allant jusqu´à l´altération des écosystèmes.
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Apprendre à innover dans un monde incertain ; concevoir les futurs de l'agriculture et de l'alimentation
Coudel/Devautou
L´agriculture est aujourd´hui interpellée par la société, qui exige bien plus qu´une simple production alimentaire : aliments de qualité, services environnementaux, insertion de populations marginalisées, revitalisation des territoires ruraux, habitabilité des milieux urbains, développement de productions énergétiques... Cette ouverture des futurs agricoles incite les acteurs ruraux à expérimenter de nouveaux systèmes de production et valorisation, faisant ainsi preuve de créativité et d´obstination pour exister face aux modèles de développement dominants. Parallèlement, ces modèles dominants fondés sur la production de masse à moindre coût continuent à s´étendre, avec les promesses d´un futur basé sur les technologies vertes. Ces évolutions posent des questions. Quel type de développement durable les sociétés veulent-elles ? Comment choisir les innovations qui leur permettront d´y parvenir ? Quels rôles peuvent jouer la recherche et les politiques publiques pour favoriser l´émergence de ces innovations ? Au-delà de l´analyse des options techniques, cet ouvrage s´intéresse aux innovations sociales et institutionnelles. Il démontre que l´innovation est le résultat d´une confrontation entre des visions portées par des acteurs aux intérêts parfois divergents. Il n´y a pas de chemin unique vers un développement durable, il faut à la fois encourager l´émergence et la coexistence de différents modes d´agriculture et de systèmes alimentaires. Le succès ne dépendra pas uniquement de notre capacité à repenser les modèles existants mais également de notre volonté à nous engager dans un processus d´apprentissage dont nous sortirons forcément transformés.
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Cet ouvrage présente un état de l´art sur l´influence des caractéristiques physiques et physicochimiques de la matrice alimentaire sur son devenir digestif et métabolique. Les auteurs y analysent les effets sur la santé des nutriments en considérant à la
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Les milieux rupicoles sont constitués entre autres de parois rocheuses, falaises littorales, éboulis, regs et carrières. En expliquant leur fonctionnement en tant qu´écosystèmes où les conditions de vie sont extrêmes pour la faune et la flore, cet ouvrage présente la richesse de leur biodiversité et expose leur intérêt comme conservatoire d´espèces. Public : étudiants en ingénierie, écologie, géographie, droit ou économie et gestion de l´environnement ; professionnels et collectivités, naturalistes.
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Première synthèse nationale sur le sol, composante essentielle de notre environnement, cet ouvrage présente l'ensemble des connaissances sur les principales ressources en sols de France métropolitaine.
Les données reprennent l'essentiel des travaux d'inventaire, de cartographie et de recherches associées sur les sols, notamment ceux réalisés dans le cadre du levé de la "Carte pédologique de France", coordonnée scientifiquement par l'Institut national de la recherche agronomique. La répartition, les propriétés et le fonctionnement des principaux sols de grands domaines physiographiques et pédologiques du territoire, bassins sédimentaires, massifs anciens, chaînes récentes et pays méditerranéens, ainsi que leur évolution pédogénétique sont décrits.
Différents types de séquences et de systèmes-sols distingués au sein de bassins versants d'amplitude variable ont de ce fait été inventoriés. Abondamment illustré par des schémas, des extraits de cartes explicatifs de la distribution des sols et de nombreuses photographies intégrées dans le cédérom associé, ce livre comporte par ailleurs la corrélation entre la taxonomie française utilisée (Référentiel pédologique) et le référentiel international World Reference Base for soit resources (WRB).
La présentation nouvelle, structurée et paysagique des sols dominants de France, indiquant les clés de compréhension de leur distribution, fait de cet ouvrage une référence indispensable à des niveaux très divers de la connaissance des sols : recherche, enseignement, gestion et conservation de l'espace naturel.
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éthologie appliquée ; comportements animaux et humains, questions de société
A. Boissy, M.-H. Pham-Delegue, C. Baudoin
L'éthologie appliquée s´intéresse au comportement des animaux dans leur milieu habituel et en interaction avec l´homme. Les modèles étudiés sont variés : animal de rente, de compagnie, de laboratoire, de sport ou encore animal sauvage, et même entomofaune. Depuis peu, l´approche s´est étendue aux comportements humains. L´éthologie appliquée répond à de multiples préoccupations sociétales, telles que le respect du bien-être animal, la préservation de l´environnement et de la biodiversité, la durabilité des systèmes de production, l´aménagement du territoire ou encore l´amélioration de la santé humaine.
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Le système alimentaire mondial ; concepts et méthodes, analyses et dynamiques
Gérard Ghersi, Jean-Louis Rastoin
Avec pour double objectif d'aider à la décision et de donner un éclairage pédagogique sur les multiples aspects du système alimentaire mondial, cet ouvrage présente les théories, les méthodes, les concepts fondateurs et les plus récents, ainsi que des analyses empiriques et historiques sur la question très actuelle de l'alimentation d'une population croissante, dans un contexte de crise technologique, économique et sociale. Une prospective des modes de consommation et de production alimentaire à l'horizon 2050 est proposée.
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Les maladies émergentes, épidémiologie chez le végétal, l'animal et l'homme
Jacques Barnouin, Ivan Sache
Les maladies émergentes, causes de crises sanitaires potentiellement dévastatrices, représentent un enjeu majeur pour la santé végétale, animale et humaine. Difficiles à anticiper en raison de leur caractère nouveau et imprévisible, elles suscitent une réflexion pluridisciplinaire et une analyse spécifique que propose cet ouvrage à travers des cas concrets de détection et d'analyse biologiques des émergences, de leur traitement statistique et des facteurs environnementaux qui les déterminent.
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Les recherches sur l´adaptation au changement climatique constituent une thématique émergente. Comment préserver la biodiversité et les écosystèmes ? Comment augmenter la production alimentaire tout en limitant les émissions de gaz à effet de serre ? Comment survivre dans les sociétés traditionnelles ? Quel avenir pour l´agriculture, la forêt et la pêche ? Quel devenir pour nos territoires ? Rédigé par un collectif d´experts scientifiques, cet ouvrage propose une première synthèse des recherches dans ce domaine.
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Synthèse pédagogique sur les structures des sols et leur rôle majeur dans les fonctionnements hydrique, physique et biologique des sols. L´ouvrage revient d´abord sur la définition du concept de structure et sur les difficultés de sa quantification. Il fait ensuite la synthèse entre des méthodes de laboratoire permettant d´accéder aux organisations microscopiques et des méthodes de terrain caractérisant la dynamique d´évolution des structures, notamment en fonction des systèmes agricoles.
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Les réactions redox, autrement dit de réduction-oxydation, sont des réactions chimiques au cours desquelles se transfèrent des électrons. Cet ouvrage explique les notions de base de la chimie redox et son intérêt en écologie microbienne. Ce champ de la biologie a connu, ces dernières années, un essor spectaculaire. Ses développements fondamentaux ou appliqués couvrent presque toutes les thématiques de l´étude du vivant : la durabilité des biosystèmes, la santé animale ou humaine ou la contamination de la biosphère soumise aux activités humaines.
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Comment le sexe est-il déterminé ? Comment se déclenche la puberté ? Quel dialogue l´embryon établit-il avec l´organisme maternel ? Comment le comportement maternel se met-il en place ? Par quels subterfuges le foetus échappe-t-il au système immunitaire de sa mère ? Quelles stratégies les oiseaux et les poissons utilisent-ils pour se reproduire ?
Ensemble des processus par lesquels les espèces se perpétuent et évoluent en fonction de leur environnement, la reproduction a fait l´objet de nombreuses recherches et s´est enrichie de nouveaux outils d´exploration du vivant qui ont bouleversé nos connaissances des mécanismes et renouvelé les concepts. La façon dont l´embryon puis le foetus intègrent leur environnement, l´influence du métabolisme sur la reproduction, sa régulation centrale, ont été, par exemple, largement revisitées. La maîtrise des cycles sexuels et les biotechnologies de la reproduction ont également bénéficié d´importants progrès, tant chez l´homme pour la contraception et l´assistance médicale à la procréation, que chez les animaux où elles facilitent l´élevage et permettent la sauvegarde d´espèces menacées et de génotypes d´intérêt.
Plus de cent spécialistes français et étrangers de renom ont contribué à cet ouvrage de référence qui synthétise les connaissances actuelles sur la reproduction et leurs applications chez l´animal et l´homme. Il s´adresse à un large public : étudiants, enseignants, chercheurs, ingénieurs et médecins au sein des universités, écoles agronomiques et vétérinaires, instituts de recherche et entreprises travaillant dans le domaine de la reproduction, et à toute personne souhaitant se familiariser avec les mécanismes passionnants qui sont à l´origine de la vie.
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Odorat et goût ; de la neurobiologie des sens chimiques aux applications
Roland Salesse, Rémi Gervais
Vingt ans après la découverte des récepteurs olfactifs, ce livre fait le point des apports de la biologie moléculaire et de la neurobiologie expérimentale aux sciences du goût et de l´odorat. Il offre un panorama des découvertes récentes sur la réception
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Cet ouvrage, richement illustré, offre un panorama représentatif des agents parasitaires rencontrés chez les poissons. S'appuyant sur les nouvelles conceptions de la classification phylogénétique, il met l'accent sur les propriétés biologiques, l'épidémiologie et les conséquences cliniques des groupes d'organismes en cause, à la lumière des avancées cognitives permises par les nouveaux outils de la biologie. Il est destiné à un large public, allant du monde de l'aquaculture à ceux de la santé animale et de l'enseignement, ainsi qu'aux chercheurs.
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Comprendre l'amélioration des plantes ; enjeux, méthodes, objectifs et critères de sélection
André Gallais
L'amélioration des plantes, en interaction avec l'agronomie, a déjà beaucoup apporté à la satisfaction des besoins alimentaires de l'homme. Cet ouvrage montre que des progrès importants sont encore possibles afin de nourrir les 9,6 milliards de personnes qui seront présentes sur Terre en 2050.
D'un point de vue génétique, le but de l'amélioration des plantes est de réunir dans un même ensemble de plantes, une variété, le maximum de gènes favorables pour les différents caractères à améliorer. La plupart des variétés modernes sont devenues génétiquement homogènes, mais sont-elles toujours préférables aux variétés hétérogènes ? Quels sont les outils du sélectionneur et comment les met-il en oeuvre ?
Pour que le progrès génétique obtenu par le sélectionneur parvienne jusqu'à l'agriculteur, différents acteurs interviennent. Pourquoi faut-il un catalogue des variétés, une certification des semences et une protection des variétés ? Quelle est la place de la sélection participative ?
Les caractères à améliorer sont nombreux. Comment sélectionne-t-on pour le rendement, la résistance aux maladies, la tolérance à la sécheresse, la valorisation de la fumure azotée et la qualité de différentes productions ? Quelles sont les possibilités d'action sur ces caractères pour répondre au triple défi : nourrir le monde, respecter l'environnement et adapter l'agriculture au changement climatique ?
L'ouvrage répond à toutes ces questions et montre les apports, réalisés ou possibles, de l'amélioration des plantes aux différentes attentes des agriculteurs, des consommateurs, des industriels de l'agroalimentaire et de la société.
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Quelles technologies influencent les qualités sanitaires, toxico-nutritionnelles et organoleptiques des viandes ? Comment prévenir les risques d'oxydation et le développement bactérien ? Quels sont les facteurs réels de risque de cancer ? Quels types de production sont développés en France ?
Quelles conditions d'élevage améliorent les qualités sensorielles et nutritionnelles des viandes ? Autant de questions auxquelles ce livre, fruit du travail de 39 auteurs, se propose de répondre en s'appuyant sur des articles référencés.
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La photosynthèse ; processus physiques, moléculaires et physiologiques
Jean-François Morot-Gaudry, Jack Farineau
Cet ouvrage présente la photosynthèse, phénomène complexe qui implique des mécanismes à la fois physiques et biochimiques.
Après une partie introductive (historique et généralités), le livre présente les deux grandes phases du processus : la phase lumineuse (mécanismes de capture et de transformation de l'énergie lumineuse en énergie électronique et chimique, transferts d´électrons dans et entre les photosystèmes) et la phase métabolique (fixation et réduction du carbone atmosphérique et synthèse des molécules organiques nécessaires au déroulement de la vie).
La dernière partie fait le point sur les relations plantes-atmosphère, l´influence des facteurs environnementaux sur la photosynthèse et l´impact écophysiologique de celle-ci.
Pédagogique, largement illustré et muni d´un index indispensable, ce livre s´adresse aux étudiants des premier et second cycles de l'Université, aux candidats aux concours du Capes et de l´agrégation, aux enseignants en agronomie, pharmacie et biologie.
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La biomasse lignocellulosique des plantes est une ressource renouvelable, peu onéreuse et très sous-employée. Composée surtout de parois cellulaires, elle constitue une importante ressource de fibres pour l'énergie, les biomatériaux et la chimie verte.
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Lointaine cousine de notre truite sauvage européenne, la truite arc-en-ciel est le principal poisson élevé en France et appartient à l'espèce la plus étudiée par les biologistes. Ce livre constitue une synthèse inédite des connaissances sur la biologie de la truite arc-en-ciel et les applications aquacoles : génétique, alimentation, croissance, reproduction, gestion, amélioration génétique de l'espèce.
