Présentation générale
Description résumée :
STICS (Simulateur Multidisciplinaire pour les Cultures Standard) modélise, à l’échelle de la parcelle, le développement d’une culture, voire de cultures associées (c’est-à-dire plusieurs espèces cultivées en même temps) ou encore d’une succession culturale, en fonction de tous les paramètres agronomiques : climat, sol, pratiques agricoles et caractéristiques des plantes. Il permet de calculer les caractéristiques de la production agricole telles que le rendement ou la qualité des organes récoltés (teneur en sucre, en huile,…) et des sorties propres à fournir un bilan environnemental de la culture (consommation d'eau par la plante, quantité de nitrates lixiviés, émission de N2O).
Mots clés : modélisation des cultures, bilan d'eau, bilan carbone, bilan azoté
Laboratoires de développement :
- Département AgroEcosystèmes, INRAE (développement informatique et scientifique, et l’animation du réseau).
- Départements INRAE PHASE et SPE, CIRAD, AgroParisTech, Université de Reims, Agriculture et agroalimentaire Canada, Université de Gembloux (développement scientifique, animation du réseau).
Site internet : https://stics.inrae.fr/
Contact : https://stics.inrae.fr/contact
Usages et accessibilité
| Caractéristiques | Détails |
|---|---|
| Types d’usages | STICS est utilisé pour la recherche, le développement (instituts techniques et interprofession), le conseil (chambres d’agriculture, coopératives), l’appui aux politiques publiques (ministères, agences nationales et régionales) ainsi que dans le secteur privé pour divers types d’applications (agrivoltaïsme, assurance, aide à la décision, …). |
| Niveau d'adaptation requis pour un usage type "Aide à la décision" (OAD) | STICS a déjà contribué à des exercices prospectifs de référence et de planification. Pour obtenir un outil de type OAD, il pourrait le devenir sous réserve de développements conséquents |
| Conditions d’accès des usagers | Logiciel open-source, libre et collaboratif, avec création d'un compte utilisateur |
| Existence d'un manuel d'utilisation | Oui, voir ici |
| Si accessibilité externe possible, niveau d’expertise ou de formation requis | Formation à STICS nécessaire (5 jours, organisée tous les 6 mois) |
Description détaillée du modèle
| Caractéristiques | Détails |
|---|---|
| Langage informatique | Fortran 90, interface graphique Java et interface langage R, plus d'informations ici |
| Couplages historiques avec d’autres modèles | ORCHIDEE, MAELIA, AROPAj, plus d'informations ici |
| Modèle intégré à une plateforme | RECORD, voir ici |
| Périmètre spatial possible | Jusque France entière selon données disponibles |
| Granularité spatiale de résolution | La parcelle (unité d’itinéraire technique) |
| Horizons temporels possibles | Pluri-décennal, rotation, année |
| Granularité temporelle de résolution | La journée |
Variables d’entrée :
-
Le climat : température minimale et maximale journalière, rayonnement, cumul des précipitations journalières, etc. Ces données sont à renseigner pour chaque jour de la simulation.
-
Le sol : réserve d’eau utile, teneur en matières organiques (qui détermine la quantité d'azote qui pourra être minéralisée), état initial (en début de simulation) des teneurs en eau et en azote minéral des différentes couches de sol...
-
Les pratiques culturales : dates et densités de semis, variété, dates et quantités de fertilisation, dates et quantités d’irrigation, rotations, modes de récolte (moisson, cueillette, fauche,…).
-
Les caractéristiques des plantes : précocité variétale, températures minimales, optimales et maximales relatives à différents processus, vitesses de croissance racinaire ou foliaire, etc.
Variables de sortie :
STICS simule le fonctionnement d'un système comprenant le couvert végétal (une espèce cultivée, ou deux espèces en association) et le sol (la partie de sol colonisée par les racines). L'atmosphère au voisinage du système est représenté par un ensemble de variables climatiques issues de mesures standard (en général celles de stations météorologiques) ayant une fonction de forçage. STICS est également capable de simuler des rotations culturales, avec les périodes de culture et d’interculture (sol nu). STICS permet de calculer les caractéristiques de la production agricole telles que le rendement ou la qualité des organes récoltés (teneur en sucre, en huile,…) et des sorties propres à fournir un bilan environnemental de la culture (consommation d'eau par la plante, quantité de nitrates lixiviés, émission de N2O entre autres).
Représentation schématique du modèle Stics, qui présente les principaux composant et modules du modèle, d'après Beaudoin et al. (2022) & Artru (2017), issue de Lenoir (2024) © EPS, 2025 pour la traduction française
Références
Beaudoin, N., Lecharpentier, P., Ripoche-Wachter, D., Strullu, L., Mary, B., Léonard, J., ... & Justes, É. (2023). STICS soil-crop model: conceptual framework, equations and uses (p. 519). éditions Quae.
Brisson, N., Mary, B., Ripoche, D., Jeuffroy, M. H., Ruget, F., Nicoullaud, B., ... & Delécolle, R. (1998). STICS: a generic model for the simulation of crops and their water and nitrogen balances. I. Theory and parameterization applied to wheat and corn. Agronomie, 18(5-6), 311-346.
Brisson, N., Ruget, F., Gate, P., Lorgeou, J., Nicoullaud, B., Tayot, X., ... & Justes, E. (2002). STICS: a generic model for simulating crops and their water and nitrogen balances. II. Model validation for wheat and maize. Agronomie, 22(1), 69-92.
Brisson, N., Gary, C., Justes, E., Roche, R., Mary, B., Ripoche, D., ... & Sinoquet, H. (2003). An overview of the crop model STICS. European Journal of agronomy, 18(3-4), 309-332. https://doi.org/10.1016/S1161-0301(02)00110-7
Coucheney, E., Buis, S., Launay, M., Constantin, J., Mary, B., de Cortazar-Atauri, I. G., . . . Leonard, J. (2015). Accuracy, robustness and behavior of the STICS soil-crop model for plant, water and nitrogen outputs: Evaluation over a wide range of agro-environmental conditions in France. Environmental Modelling & Software, 64, 177-190. doi:10.1016/j.envsoft.2014.11.024
Dumont, B. et al. 2025. The STICS soil-crop model: A generic model to simulate the functioning of agroecosystems. In Current crop models (pp. 329-372). Burleigh Dodds Science Publishing, Cambridge, UK.
Vezy, R., Munz, S., Gaudio, N., Launay, M., Lecharpentier, P., Ripoche, D., & Justes, E. (2023). Modeling soil-plant functioning of intercrops using comprehensive and generic formalisms implemented in the STICS model. Agronomy for Sustainable Development, 43(5), 61. doi:10.1007/s13593-023-00917-5
Seghouani, M., Bravin, M. N., Lecharpentier, P., & Mollier, A. (2025). Simulating phosphorus dynamics between the soil and the crop with the STICS model: Formalization and multi-site evaluation on maize in temperate area. European Journal of Agronomy, 164, 127475.
Liste de diffusion interne : https://groupes.renater.fr/sympa/info/stics
Autorités publiques et agences nationales :
- Etude 4pour100 (Launay et al., 2021 et 2023)
- Plateforme ISOP (Ministère de l’Agriculture en collaboration avec Météo-France et l’INRAE)
- A venir : Etude ARBC2050 pour une Agriculture résiliente et bas-carbone à l’horizon 2050 (Ministère de l’Agriculture)
Organisations interprofessionnelles et instituts techniques, organisations agricoles locales
- Projet CA2-AgriGE (2021-2024)
- ARVALIS
- CNIEL (interprofession laitière)
- Planification écologique en Bourgogne Franche-Comté
- Chambre régionale de Poitou-Charentes
- Groupements d’irrigants