Basés sur nos résultats mais également sur la littérature et nos « dires d’experts », nous avons construit, après de nombreuses réunions de réflexions, le modèle CAMMISOL (Couplage spatialisé, à base d’Agents, de Modèles Mathématiques et Informatiques de SOL). 

Le point d’entrée principal du modèle est la matière organique, puisqu’il visera à simuler le fonctionnement du sol après un amendement aux champs. Prenons le cas d’un résidu de culture, le compartiment amendé sera la MO végétale non assimilable. Cette MO va être attaquée par les enzymes des microorganismes pour libérer des petites molécules directement assimilables. Ces microorganismes vont être consommés par leurs prédateurs directs, les nématodes microbivores qui vont excréter de l’azote et du phosphore assimilable par les plantes et les microorganismes vivants. Les événements de prédation génèrent également de la nécromasse microbienne qui pourra à son tour subir l’attaque enzymatique microbienne alimentant le compartiment assimilable. Une partie de cette nécromasse peut également se fixer sur les minéraux fixateurs (argiles, limons, oxydes de fer et d’aluminium) et échapper ainsi à la décomposition (carbone stocké à long terme). Les minéraux fixateurs ont également la capacité de fixer les Phosphates. Dans le modèle tous les compartiments sont caractérisés par un contenu en C, N et P. Le modèle calculant les flux de ces éléments entre les différents compartiments morts ou vivant. Les 4 compartiments de MO sont également caractérisés par un ratio de récalcitrance biochimique.

Les microorganismes sont également considéré comme des agents et ont été divisés en trois groupes fonctionnels sur la base de nos études : les copiotrophes r (ou opportunistes) qui consomment beaucoup de MO labile et ont une croissance rapide, les copiotrophes K (ou décomposeurs) qui consomment aussi beaucoup de MO mais qui allouent plus d’énergie à la synthèse d’exoenzymes qu’à la croissance, et les oligotrophes K (ou mineurs) qui se sont adaptées aux faibles quantités de MO labile et allouent leur énergie à la lutte pour le substrat. Tous les microorganismes libèrent des enzymes qui décomposent la MO labile mais seules les copiotrophes K libèrent des enzymes qui coupent la MO récalcitrante. Suivant le comportement décrit précédemment, chaque groupe fonctionnel est également caractérisé par une efficience d’utilisation du C, c’est à dire la proportion de C assimilé qui va être respiré vs intégré dans la biomasse vs libéré comme enzyme. 

Grâce à l’utilisation de la plateforme APSF (arborescent porous solid fractal), le modèle se décline en trois dimensions et à travers une succession d’échelle spatiale. Le sol est donc représenté par un cube composé de sous-cubes minéraux, organiques, vides et décomposables. Les décomposables peuvent, comme leur nom l’indique, se redécomposer dans les mêmes éléments. A chaque échelles les éléments solides ont des propriétés différentes. Pour les minéraux, il s’agira de leur capacité d’adsorption de la MO et du Phosphore. Pour les cases organiques, ça dépendra de leur origine. La MO d’origine végétale augmentera son niveau de récalcitrance en diminuant de taille, tandis que celle d’origine microbienne sera toujours labile. Le contenu en C, N ou P de tous les compartiments peut être suivis en dynamique au cours de la simulation. Ce modèle représente un formidable outil pour tester des hypothèses de recherche, et comprendre certains processus. Il permet d’avoir accès à des variables non mesurables sur un plan expérimental, comme par exemple la mesure du CO2 issus de la respiration de chacun des trois groupes fonctionnels de microorganismes. Le modèle a été codé en langage Gama, qui est un langage plutôt simple, permettant d’être facilement évolutif. Toutefois une interface conviviale dédiée aux écologues du sol ne maitrisant pas le codage pourra être développée, afin que ceux-ci puissent faire varier tous les paramètres et visualisent la dynamique de chacun des compartiments en conséquence.