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UMR ITAP
TR CASYS
Clermont-Fd 4/10/05 1
Dept EA
Aide à la décision pour lagestion durable des agrosystèmes
Une collaboration avec l’INRA à travers deux (nouveaux) projets « ADD »…
Olivier Naud, Serge Guillaume
Journées Cemagref Modélisation3-4/10/2005
2Clermont-Fd 4/10/05
CASYS: technologies pour la CAractérisation des éco et agroSYStèmes
4 axes du TR:
1. Vision numérique pour la caractérisation des végétaux
2. Spectrométrie et chimiométrie pour la caractérisation des végétaux
3. Caractérisation du sol par des capteurs physiques
4. Outils de modélisation pour la caractérisation des agrosystèmes
Décision pour l’action
3Clermont-Fd 4/10/05
Agriculture et Développement Durable UMR ITAP
Projet GeDuQuE:Innovations agro-écologiques et organisationnelles pour une Gestion Durable de la Qualité de l’Eau (GeDuQuE) dans des régions de monoculture à forts niveaux d’intrants phytosanitaires
U(M)Rs INRA APC, Innovation, LAMETA, LISAH, LISTO, SYSTEM + CIRAD Horticulture, Sys Bananes-Ananas, + TETIS
Projet Vin et EnvironnementQuelles interventions publiques et privées pour réduire l’utilisation des traitements phytosanitaires dans le secteur du vin ?
U(M)Rs INRA LORIA, Santé Végétale, Oenologie-Ampélologie + ENITAB EGERIE
4Clermont-Fd 4/10/05
Échelles de gestion
3 piliers du développement durabledurabilité environnementaleéquité socialeviabilité économique
Principales échelles considérées dans les travaux ITAP sur ces projets:ParcelleExploitationBassin Versant
Interprétabilité nécessaire à chaque échelle
5Clermont-Fd 4/10/05
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 fongicidespour 3,7% de la SAU
6Clermont-Fd 4/10/05
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 floueFormaliser: effet transfert, et effet miroir
7Clermont-Fd 4/10/05
règle théorique règle opérationnelle
1. Échelle de décision sanitaire Ceps, Parcelle, Groupe de parcelles ?
2. Échelle de mise en œuvrecontraintes technico-économiques
Parcelles voisines et distantes, portance Ressources humaines et matérielles météo… Temporel: calendrier, durées
Mathématiques appliquées candidates:Systèmes à Événements Discrets (SED)
8Clermont-Fd 4/10/05
Problématique 1
Niveaux, strates Niveaux, strates de Décision,de Décision,ou ou Processus Processus de décision ?de décision ?
9Clermont-Fd 4/10/05
De la stratégie à la règle de décision
Une stratégie (ex. mildiou de la vigne) :Retarder le premier traitementRaisonner les renouvellements sur facteurs
climatiques
Choix d’indicateurs pertinentsFoyers infectieux ou modèle d’alerte (EPI)Pluie, température, évolution foyers, phénologieVariables en temps continu ou événements
Formalisation de règlesÉcriture informelle puis mathématique
logique floue
10Clermont-Fd 4/10/05
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 l’équipe
11Clermont-Fd 4/10/05
Simulation dynamique
Logique (floue ou binaire) sanitaire
Ressources, dates, durées
Cadres formels des SEDRéseaux de Petri
Statecharts = combinaison d’automates
12Clermont-Fd 4/10/05
Exemple d’automates
Traitements 2
Ressources 1
operateur 3pulverisateur 2
Traitement
parcelle 1
developpementgrave du mildiou
traiter_si_pluie
foyers_primaires
risque
occupee
disponiblepret
occupeoccupe
libre
occupee
p1/r1libre=0;
p2/r2pret=0;
r1/r1libre=1;
p3/r3dispo=0;
r2/r2pret=1;
r2/r3dispo=1;
[EPI>-12] [Temperature>10]
/r1;r2;r3
[EPI<-12]
[EPI<-12]
[Temperature<10]
pluie_annoncee
[r1libre && r2pret && r3dispo]/p1;p2;p3
Automate« Ressources »
Automate« Raisonner
le 1er traitement »(mildiou)
13Clermont-Fd 4/10/05
Exemple d’automate (ici : mildiou)
Traitements 2
Traitement
developpementgrave du mildiou
traiter_si_pluie
foyers_primaires
risque
[EPI>-12] [Temperature>10]
/r1;r2;r3
[EPI<-12]
[EPI<-12]
[Temperature<10]
pluie_annoncee
[r1libre && r2pret && r3dispo]/p1;p2;p3
(rendre les ressources)
(ressources disponibles ?)
Exemple de raisonnement pour un premier traitement
EPI = Etat Potentiel-Infectieux
14Clermont-Fd 4/10/05
Problématique 2
Spatial:Spatial:
changement d’échelle et décisionchangement d’échelle et décision
15Clermont-Fd 4/10/05
Changement d’échelle spatiale
AggrégationChoix ou conception d’opérateurs pour réaliser
abstraction nécessaire au niveau supérieurMoyenne, 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
16Clermont-Fd 4/10/05
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
l’ordonnancement flexible des opérations de protection des cultures
Vin et Environnement: Analyse et conception des processus d’observation 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
17Clermont-Fd 4/10/05
Évolution des objets de recherche
Logique floue:De l’agro-alimentaire aux procédés culturaux
et la caractérisation spatiale
Systèmes dynamiques (SED,…)De la simulation et la supervision de
systèmes mécatroniques à l’aide à la décision pour les systèmes de culture en passant par la logistique d’exploitation forestière
18Clermont-Fd 4/10/05
Modèles et stratégie d’équipe
Un double objectif: Production de connaissances, mathématiques
appliquées = outil de dialogue transdisciplinaire
Identification de stratégies capteur avec scientifiques « optique » et « champs électromagnétiques » du TR
Partenaires INRA
Eco-physiologiePathologistesAgro. sys. CultureAgro. Socio-techniqueÉconomieHydrologie
19Clermont-Fd 4/10/05
Liens sur la toile
UMR SV http://www.bordeaux.inra.fr/umrsv/
OetA:ECAVhttp://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/
APChttp://www.antilles.inra.fr/apc/presentation.html Horticulturehttp://www.cirad.fr/fr/pg_recherche/ur.php?id=49
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.htmSys Bananeshttp://www.cirad.fr/fr/pg_recherche/ur.php?id=48SYSTEMhttp://www.montpellier.inra.fr/internet/recherche/unites/unites/system.html
TETIS http://www.teledetection.frINRA-SAD http://www.inra.fr/sad/ INRA-SAE2 et INRA-EA
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