Aide la dcision pour la gestion durable des agrosystmes

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Aide à la décision pour lagestion durable des
agrosystèmes

• Une collaboration avec lINRA à travers deux
  (nouveaux) projets  ADD 
• Olivier Naud, Serge Guillaume

Journées Cemagref Modélisation 3-4/10/2005
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CASYS technologies pour la CAractérisation des
éco et agroSYStèmes

• 4 axes du TR
• Vision numérique pour la caractérisation des
  végétaux
• Spectrométrie et chimiométrie pour la
  caractérisation des végétaux
• Caractérisation du sol par des capteurs physiques
• Outils de modélisation pour la caractérisation
  des agrosystèmes

Décision pour laction
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Agriculture et Développement Durable UMR ITAP

• Projet GeDuQuE
• Innovations agro-écologiques et
  organisationnelles pour une Gestion Durable de la
  Qualité de lEau (GeDuQuE) dans des régions de
  monoculture à forts niveaux dintrants
  phytosanitaires
• ?U(M)Rs INRA APC, Innovation, LAMETA, LISAH,
  LISTO, SYSTEM CIRAD Horticulture, Sys
  Bananes-Ananas, TETIS
• Projet Vin et Environnement
• Quelles interventions publiques et privées pour
  réduire lutilisation des traitements
  phytosanitaires dans le secteur du vin ?
• ?U(M)Rs INRA LORIA, Santé Végétale,
  Oenologie-Ampélologie ENITAB EGERIE

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Échelles de gestion

• 3 piliers du développement durable
• durabilité environnementale
• équité sociale
• viabilité économique
• Principales échelles considérées dans les travaux
  ITAP sur ces projets
• Parcelle
• Exploitation
• Bassin Versant
• Interprétabilité nécessaire à chaque échelle

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Réduire impact environnemental

• Des  Bonnes pratiques  à la gestion du risque
• Améliorer les procédés de pulvérisation
• Stratégies prophylactiques
• Adapter les doses à la végétation
• Réduire le nombre de traitements
• Par une meilleure connaissance-évaluation du
  risque
• Travaux  Protection Intégrée de la vigne  et
  analyse des processus observation-décision
• Cultures intercalaires  de service  en approche
  multi-objectifs

Vigne consomme 30 des fongicides pour 3,7 de
la SAU
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Règles théoriques à la parcelle

• Capitalisation recherche académique et
  expérimentale
• Formalisation des savoir-faire
• État parcelle défini / maladie
• incertain raisonnement approximatif/qualitatif
• Mathématiques appliquées candidates
• Logique floue

Formaliser effet transfert, et effet miroir
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règle théorique ? règle opérationnelle

• Échelle de décision sanitaire
• Ceps, Parcelle, Groupe de parcelles ?
• Échelle de mise en uvre?contraintes
  technico-économiques
• Parcelles voisines et distantes, portance
• Ressources humaines et matérielles
• météo
• Temporel calendrier, durées
• Mathématiques appliquées candidates
• Systèmes à Événements Discrets (SED)

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Problématique 1

• Niveaux, strates de Décision,
• ou Processus de décision ?

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De la stratégie à la règle de décision

• Une stratégie (ex. mildiou de la vigne)
• Retarder le premier traitement
• Raisonner les renouvellements sur facteurs
  climatiques
• Choix dindicateurs pertinents
• Foyers infectieux ou modèle dalerte (EPI)
• Pluie, température, évolution foyers, phénologie
• Variables en temps continu ou événements
• Formalisation de règles
• Écriture informelle puis mathématique
• logique floue

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règle théorique ? règle opérationnelle

• Échelles
• décision sanitaire
• mise en oeuvre
• Méthodologies pour les combiner
•  Inférence  floue (application des règles)
• Propagation de contraintes (sélection des
  possibles)
• Simulation système dynamique (SED)
• Ces 3 méthodos sont complémentaires et utilisées
  par léquipe

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Simulation dynamique

• Logique (floue ou binaire) sanitaire
• Ressources, dates, durées
• Cadres formels des SED
• Réseaux de Petri
• Statecharts combinaison dautomates

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Exemple dautomates
Automate  Ressources 
Automate  Raisonnerle 1er traitement  (mildiou)
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Exemple dautomate (ici mildiou)
EPI Etat Potentiel-Infectieux
2
Traitements
EPIgt-12
foyers_primaires
Temperaturegt10
risque
EPIlt-12
pluie_annoncee
traiter_si_pluie
developpement
Temperaturelt10
grave du mildiou
EPIlt-12
(ressources disponibles ?)
/r1r2r3
r1libre r2pret r3dispo
/p1p2p3
(rendre les ressources)
Traitement
Exemple de raisonnement pour un premier traitement
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Problématique 2

• Spatial
• changement déchelle et décision

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Changement déchelle spatiale

• Aggrégation
• Choix ou conception dopérateurs pour réaliser
  abstraction nécessaire au niveau supérieur
• Moyenne, min, max, intégrale floue,
• Interpolation (dans domaine apprentissage)
• Extrapolation (en dehors du domaine appris)
• Interprétabilité
• Extension de la logique floue au spatial
• Voir exposé JN Paoli L Lardon

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Projets complémentaires pour ITAP/CASYS

• GeDuQuE
• Analyse spatiale des impacts par raisonnement
  hydrologique approché (règles et zones floues)
• Analyse et modélisation par règles floues de
  lordonnancement flexible des opérations de
  protection des cultures
• Vin et Environnement
• Analyse et conception des processus dobservation
  et de décision à différentes échelles
• Règles floues par maladie et leur couplage
• Modélisation et simulation par Système à
  Événements Discrets (SED) des processus et des
  ressources

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Évolution des objets de recherche

• Logique floue
• De lagro-alimentaire aux procédés culturaux et
  la caractérisation spatiale
• Systèmes dynamiques (SED,)
• De la simulation et la supervision de systèmes
  mécatroniques à laide à la décision pour les
  systèmes de culture en passant par la logistique
  dexploitation forestière

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Modèles et stratégie déquipe

• Un double objectif
• Production de connaissances, mathématiques
  appliquées outil de dialogue
  transdisciplinaire

Eco-physiologie Pathologistes Agro. sys.
Culture Agro. Socio-technique Économie Hydrologie
Partenaires INRA

• Identification de stratégies capteur avec
  scientifiques  optique  et  champs
  électromagnétiques  du TR

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Liens sur la toile

• APChttp//www.antilles.inra.fr/apc/presentation.ht
  ml
• Horticulturehttp//www.cirad.fr/fr/pg_recherche/ur
  .php?id49
• Innovationhttp//www.montpellier.inra.fr/internet/
  recherche/unites/unites/innovation.html
• LAMETA http//www.montpellier.inra.fr/lameta
• LISAHhttp//sol.ensam.inra.fr/lisah/
• LISTO http//www.dijon.inra.fr/units/listo.htm
• Sys Bananes
• http//www.cirad.fr/fr/pg_recherche/ur.php?id48
• SYSTEMhttp//www.montpellier.inra.fr/internet/rech
  erche/unites/unites/system.html
• TETIS http//www.teledetection.fr
• INRA-SAD http//www.inra.fr/sad/
• INRA-SAE2 et INRA-EA

• UMR SV http//www.bordeaux.inra.fr/umrsv/
• OetAECAVhttp//www.bordeaux.inra.fr/ecav/
• LORIAhttp//www.ivry.inra.fr/loria/
• EGERIEhttp//www.enitab.fr/recherche/egerie.asp
• INRA-EAhttp//www.inra.fr/ea/
• INRA-SPEhttp//www.inra.fr/spe/
• INRA-SAE2http//www.inra.fr/esr/