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Soutenance de thèse - Bertrand Léger 1 Recueil et Formalisation de procédés experts pour conduire une protection intégrée du vignoble Soutenance de Thèse.

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1 Soutenance de thèse - Bertrand Léger 1 Recueil et Formalisation de procédés experts pour conduire une protection intégrée du vignoble Soutenance de Thèse Bertrand Léger 18 décembre 2008

2 Soutenance de thèse - Bertrand Léger 2 Les enjeux de la Protection Intégrée du Vignoble

3 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger3 La problématique Viticole Trop de traitements inutiles Promouvoir le raisonnement Aubertot, J.N., J.M. Barbier, A. Carpentier, J.J. Gril, L. Guichard, P. Lucas, S. Savary, I. Savini, and M.e. Voltz, (eds.) Pesticides, agriculture et environnement : réduire l'utilisation des pesticides et en limiter les impacts environnementaux. INRA et Cemagref (France). Elaborer des Solutions Innovantes Des maladies potentiellement destructrices Risque de pertes financières surévalué La Protection Intégrée des Cultures : Lutte biologique Ou seuils de nuisibilité

4 Soutenance de thèse - Bertrand Léger 4 Elaborer des Solutions PIC Expertes

5 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger5 Règles de décision pour la protection du vignoble Formalisation explicite (argumentée) d’une démarche et de choix s’appuyant sur des indicateurs précis conduisant à une décision de traitement dans le but d’atteindre un objectif fixé Processus Opérationnel de Décision : - Travaille la séquence de décisions du débourrement jusqu’au produit récolté - Utilise les interactions entre décisions

6 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger6 Concevoir un Processus Opérationnel de Décision POD Savoirs Scientifiques Expertise Technique Cahier des Charges Principes Stratégiques Outils Méthodes Architecture Variables & Seuils + Objectifs

7 Soutenance de thèse - Bertrand Léger 7 Le POD « Mildium » : un système de décision Objectifs Assister et former les viticulteurs au raisonnement de la décision en prenant en compte, simultanément, l’objectif environnemental et les contraintes liées à la conduite des processus de production au sein de l’exploitation Contrôle combiné Oïdium et Mildiou 70% des fongicides sur vignes causent des pertes de récoltes quantitatives et qualitatives.

8 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger8 Le POD « Mildium » Principes •Maîtrise des épidémies « faibles » par un nombre restreint de traitements obligatoires •Identification des épidémies « sévères » afin d’appliquer des traitements complémentaires Moyens •Raisonner à la parcelle •Adapter le nombre et le positionnement des traitements en fonction du contexte Contraintes opérationnelles •Combiner les applications mildiou et oïdium •Observations : nombre limité mais plus précises

9 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger9 Description Etape 0Etape 1Etape 23Etape 4Etape 56 O1O2O3 Mi-floraisonDébut à mi-véraison 5 à 7 feuilles étalées Evaluation 1 8 à 10 feuilles étalées Evaluation 2 Début fermeture de la grappe Evaluation 3 MMMMMMM OOOOO OptionnelObligatoire M = MildiouO = Oïdium 7 étapes décisions 3 Indicateurs ou variables de décision : {‘O’, ‘M’, ‘ILM’} E2 M++M+M- ILM+ILM-ILM+ILM-ILM+ILM- O -M 18/20M si PA/ O +MO 18/20O 18/20 Étape 2

10 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger10 Besoin de formalisme mathématique? •Trois demandes justifient la formalisation mathématique du POD : Pouvoir communiquer Rendre opérationnel Fiabiliser le système

11 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger11 Problématique scientifique Comment le formalisme graphique Statechart peut-il contribuer à la conception d’un procédé de décision innovant issu d’une expertise collective et visant à gérer un ou plusieurs phénomènes mal connus, dans le cadre d’une activité de production complexe, soumise aux influences d’un environnement non contrôlé et dans laquelle les séquences et les moments de décision jouent un rôle déterminant.

12 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger12 Comment s’y prendre? (plan de la présentation) (Introduction) 1.Identifier les outils formels pertinents 2.Recueil de connaissances Pour expliciter et modéliser le processus 3.Evaluation du modèle Mildium Formel 4.Conclusion et perspectives

13 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger13 (Introduction) 1.Identifier les outils formels pertinents 2.Recueil de connaissances Pour expliciter et modéliser le processus 3.Evaluation du modèle Mildium Formel 4.Conclusion et perspectives

14 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger14 Le choix du paradigme SED •Le pathosystème est un système hybride –L’oïdium dépend de l’humidité relative –Le Mildiou dépend d’évènements pluvieux •Observations et discrétisations expertes des variables continues de l’état du pathosystème. •Prendre une décision est un événement Événements Décision État Observations

15 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger15 Le Langage Statechart •Créé par David Harel en 1987 pour modéliser les systèmes réactifs. •Représentations graphiques faciles à comprendre •Automate « enrichi » é

16 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger16 Strategie_Phytosanitaire_Courante TraitementsMixte FaireTraitementMildiouOidium [IS_IN(Pas_bien_protégée) ET(M='++'OU O= '++'OU Bulletin= '+' ))] evPluieAnnoncée [IS_IN(Pas_bien_protégé)] [IS_IN(FinRémanence)] MildiouArriereSaison FaireTraitementBouillieBord… MildiouCuprique FaireTraitementBouillieBord… evMAJPhénologie[Véraison] [IS_IN(Fin_Rémanence) ET(M='++' OU Bulletin='+')] evFortePluie Debourrement evMAJPhénologie[≥UneFeuille] Fin_Rémanence Protégé Pas_bien_protégé bien_protégé [délai(duréeBienProtégée)] evFinTraiter/enregi... evFinTraiter/enregistrerInfosTraitement(produits,date); [délai(duréeRemanence)] evMAJPhénologie Une Stratégie Phytosanitaire Courante

17 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger17 Strategie_Phytosanitaire_Courante TraitementsMixte FaireTraitementMildiouOidium [IS_IN(Pas_bien_protégé) ET(M='++'OU O= '++'OU Bulletin= '+' ))] evPluieAnnoncée [IS_IN(Pas_bien_protégé)] [IS_IN(FinRémanence)] MildiouArriereSaison FaireTraitementBouillieBord… MildiouCuprique FaireTraitementBouillieBord… evMAJPhénologie[Véraison] [IS_IN(Fin_Rémanence) ET(M='++' OU Bulletin='+')] evFortePluie Debourrement evMAJPhénologie[ ≥ UneFeuille] Fin_Rémanence Protégé Pas_bien_protégé bien_protégé [délai(duréeBienProtégé)] evFinTraiter/enregi... evFinTraiter/enregistrerInfosTraitement(produits,date); [délai(duréeRemanence)] FaireTraitementMildiouOidium evFinTraiter

18 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger18

19 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger19 Strategie_Phytosanitaire_Courrante TraitementsMixte FaireTraitementMildiouOidium [IS_IN(Pas_bien_protégé) ET(M='++'OU O= '++'OU Bulletin= '+' ))] evPluieAnnoncée [IS_IN(Pas_bien_protégé)] [IS_IN(FinRémanence)] MildiouArriereSaison FaireTraitementBouillieBord… MildiouCuprique FaireTraitementBouillieBord… evMAJPhénologie[Véraison] [IS_IN(Fin_Rémanence) ET(M='++' OU Bulletin='+')] evFortePluie Debourrement evMAJPhénologie[UneFeuille] Fin_Rémanence Protégé Pas_bien_protégé bien_protégé [délai(duréeBienProtégé)] evFinTraiter/enregi... evFinTraiter/enregistrerInfosTraitement(produits,date); [délai(duréeRemanence)] FaireTraitementMildiouOidium evFinTraiter

20 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger20 (Introduction) 1.Identifier les outils formels pertinents 2.Recueil de connaissances Pour expliciter et modéliser le processus 3.Evaluation du modèle Mildium Formel 4.Conclusion et perspectives

21 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger21 Recueil de connaissances  Sur base du POD mildium expert  Procéder au recueil de connaissances directement dans le formalisme du modèle final Hypothèse du Recueil de connaissances: Les propriétés graphiques des Statecharts produisent des modèles aisément compréhensibles

22 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger22 Matériel et Méthodes •Une équipe de pathologistes –experts considérés équivalents (même pondération) •Technique principale de recueil : statecharts •Technique secondaire de recueil : les sessions de groupe •Synthèse par « consensus » majoritaire

23 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger23 Analyse de la méthode de recueil •Les Plus : –16 entretiens seulement –Implémentation rapide en C++ •Points de méthode: –Objectifs d’un entretien : limités et restreints  En validation (ex. étapes 0 et 1)  En approfondissement (ex. étapes 4 et 5) –Notations compréhensibles  Il n’est pas possible d’expliciter l’ensemble des détails d’implémentation (C++) pendant le recueil. –Savoir écouter les avis minoritaires.  Les experts ont tendance à sur-rationaliser

24 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger24 Résultat du Recueil : Le POD Mildium Formel

25 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger25 Du recueil à la co-conception 1.Recueil : Mildium pré-existe dans l’esprit des experts concepteurs  2.Co-conception : Améliorer le raisonnement  Objectiver la connaissance Rendre le système exhaustif

26 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger26 Les Statechart un meilleur formalisme E2 (O/M) M++M+M- ILM+ILM-ILM+ILM-ILM+ILM- O -M 18/20M si PA/ O +MO 18/20O 18/20 Exemple : Etape 2 INITIALE Oïdium : traitement optionnel Mildiou : traitement optionnel E2 : stade 8/10 feuilles étalées (E1 + 2 semaines) Info M+ : taches observées dans la zone PA: Pluie Annoncée Les Statecharts représentent mieux •Le temps •La multiplication des variables •Et la logique de décision Rémanence?

27 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger27 E2 (O/M) M++M+M- ILM+ ILM- ILM+ ILM- ILM+ ILM- O - M 18/20 M si PA / O +MO 18/20 O 18/20

28 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger28

29 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger29 (Introduction) 1.Identifier les outils formels pertinents 2.Recueil de connaissances Pour expliciter et modéliser le processus 3.Evaluation du modèle Mildium Formel 4.Conclusion et perspectives

30 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger30 Comment valider un modèle? •Traditionnellement un modèle est validé sur la qualité de ses sorties. –Rendement + Qualité + Niveau d’attaque + Nombre de traitements. Chroniques Climatiques Système Opérant Modules Pilotes Mildium  Requêtes Traitements  Traitements Fait Environnement Système Piloté PlantesMaladies •Pas de modèle biotechnique pertinent •Ne discerne pas les apports: des pathologistes et de la formalisation

31 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger31 Valider la formalisation ? Etablir que le modèle formel issu du recueil de connaissances est LA version de référence 1.Au terme du recueil, les experts ont admis que le modèle est la meilleure représentation de leur conception. 2.Le modèle correspond à l’expertise mise en œuvre pendant les expérimentations c-à-d : Mildium peut-il simuler les séquences de décisions/actions expérimentées?

32 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger32 Simulation et comparaison à la mise en œuvre in vivo du processus 1.Construction, à partir des traces de mise en œuvre, de scénarios d’évolution des variables de décision 2.Simulation du procédé 3.Analyse de la concordance des décisions entre les sorties du modèle et les traces de mise en oeuvre. Traces Expe. Scénarios. Sorties Sim Sorties Expe Comparaison Traite nt données

33 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger33 Comment comparer simulations et expérimentation ? Comparer des séquences temporisées –Existence d’un fait ? –Date d’apparition du fait •L’ordre des faits est connu par avance •Deux matrices M e et M s de forme : –Décision (D) et action (E,T) en colonne –Instance d’expérimentation en ligne –Date ou ‘0’ dans les cellules T0T1 T2T2 T3 T4T4 T5T5 T6 E1E2E3 T1 T3 T4T4 T5T5 T6 E1 E2E3 E1D1T1… Ex1jE1 ex1 jD1 ex1 jT1 ex1 … Ex2jE1 ex2 jD1 ex2 jT1 ex2 … … t S E

34 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger34 Comment comparer simulations et expérimentation ? •La matrice des différences: M (e-s) = M e - M s •On classifie les cellules de M (e-s) –trois classes de similitude

35 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger35 simulateur v.s. expérimentations consolidées au total: décisions identiques 40,3% ; divergences temporelles 44,8% ; décisions opposées 14,9% % 10%20% 30% 40%50% 60% 70%80%90% 100% décisions opposéesdivergences temporellesdécisions identiques

36 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger36 Bilan de la comparaison •85% décisions/actions similaires •73% des décisions/actions optionnelles sont des décisions similaires •15% de décisions/actions opposées: –Biais 3% expérimental (demi parcelles : tester les seuils) –Effet mise au point en 2005 –Effet données manquantes Les 12% d’erreur résiduelle sont-ils dues à la formalisation ou aux expérimentations ?

37 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger37 Analyse de la pratique expérimentale Le Modèle Mildium précise les conditions requises d’exécution du POD •Deux Approches : Scénarios. Séquences rejeu des traces dans le modèle analyse des distances relatives

38 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger38 Analyse des distances relatives •Deux matrices définissent les écarts temporels –M s relative la norme –M e relative le test •Il est ainsi possible de vérifier les conditions d’exécution du processus –Ex. Respect de la durée de l’étape 1: E1-E2 –Délai entre la décision et l’exécution –Combinaison ou dissociation de traitement Oïdium, Mildiou T0T1 T2T2 T3 T4T4 T5T5 T6 E1E2E3 T1 T3 T4T4 T5T5 T6 E1 E2E3 S E

39 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger39 Analyse des distances relatives •Deux matrices définissent les distributions d’écarts temporels entre deux faits (décision/action)* –M s relative la norme –M e relative le test •Il est ainsi possible de vérifier les conditions d’exécution du processus –Ex. Respect de la durée de l’étape 1: E1-E2 –Délai entre la décision et l’exécution –Combinaison ou dissociation de traitement Oïdium, Mildiou S E … … D1M-E1T2M-T1ME2-E1 *(colonnes des précédentes matrices Ms et Me)

40 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger40 Ecarts décision/action Anticipation SIMULATION EXPERIMENTATIONS 15

41 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger41 Ecarts décision/action (2) Traiter en Lots SIMULATIONEXPERIMENTATIONS

42 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger42 Bilan analyse des distances relatives •Divergences dûes au simulateur: –On a mis en évidence quelques « erreurs du simulateur » liées aux scénarios en entrée •Divergences dûes aux expérimentateurs: –Gestion des décisions en « lots » : •Toutes les décisions sont prises au même moment –Anticipation : •Les experts anticipent certaines décisions •Le modèle Mildium est purement réactif

43 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger43 Bilan des techniques développées •Etudier les relations modèle et instances •Deux techniques complémentaires : –Une vue macro (distances) permet de montrer que la décision à la parcelle est conditionnée par des considérations à une échelle plus large –La vue micro (rejeu) permet d’expliquer les écarts entre modèle et mise en œuvre : traitements T injustifiés, traitements trop précoces dûs à la peur… Ces techniques serviront à analyser la qualité d’expérimentation dans le projet Sydéret (27 parcelles 2008)

44 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger44 (Introduction) 1.Identifier les outils formels pertinents 2.Recueil de connaissances Pour expliciter et modéliser le processus 3.Evaluation du modèle Mildium Formel 4.Conclusion et perspectives

45 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger45 Pour résumer mon travail Principes de la PIC Enrichir le POD grâce à une conception itérative. Conception à base d’expertise Expliciter une Spécification Formaliser un Procédé POD Mildium formalisé Conformité du modèle recueilli v.à.v. design initial? POD Mildium Simulation  An. Quantitatif Rejeu  An. Qualitatif Modèle formel conforme Explication des divergences •Pas d’analyse de Sensibilité •Pas d’estimation Qlté Agro du POD •Sim&Rejeu sur scenarios décision expe. *Base d’exigence PIC

46 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger46 Répondre à trois besoins •Communication : –Production d’un modèle complet du POD Mildium (recueil et formalisation) •Formalisme graphique accessible (Statechart) •Opérationnalité : –Implémentation d’un simulateur –Vérifier que le modèle recueilli reproduit les décisions des experts •Fiabilité : –Amélioration de la conception pendant le recueil de connaissances –Analyses qui permettent d’identifier certains problèmes de conception –Mise en œuvre du POD plus fiable grâce à l’emploi d’un formalisme adapté au type de problème traité

47 Soutenance de thèse - Bertrand Léger 47 Mise en perspective

48 Soutenance de thèse - Bertrand Léger 48 Au delà du vignoble L’approche Processus pour la Protection des Cultures

49 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger49 Mettre l’accent sur la mise en oeuvre •Généralement la protection des cultures se concentre sur –La biologie du végétal –Les populations pathogènes –Les risques épidémiques –L’efficacité des méthodes de lutte (efficacité des pesticides) L’action des opérateurs est mal prise en compte

50 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger50 Mettre l’accent sur la mise en oeuvre •La modélisation des « processus métier » (workflows, les plans) –Faciliter la conception et gestion de la production intégrée –Modéliser les interactions entre : •Processus naturels •Interventions directes de l’agriculteur

51 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger51 Mesurer la contribution des itinéraires techniques TraitementSéquence Epidémie Qualité sanitaire

52 Soutenance de thèse - Bertrand Léger 52 Changer les pratiques Système de décision vs Outils d’aide à la décision

53 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger53 Système de décision et changement de pratiques •Nombre d’outils d’aide à la décision –Des sources d’information –Sources de prévision –Au mieux prospectifs •Concevoir et expérimenter une solution prescriptive pour atteindre les objectifs de production avec peu de traitements •Recherche et montre un « chemin sûr » dans l’espace du problème de protection

54 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger54 Système de décision et changement de pratique •Nombre d’outils d’aide à la décision –Des sources d’information –Descriptif des possibles –Au mieux prospectifs •Concevoir et expérimenter une solution prescriptive pour atteindre les objectifs de productions avec peu de traitements •Recherche et montre un « chemin sûr » dans l’espace du problème de protection Dans un contexte de changement de paradigme, l’expertise des agriculteurs n’est plus valable. Il nous faut leur proposer des solutions explicites en plus de l’information.

55 Soutenance de thèse - Bertrand Léger 55 Merci de votre attention Je remercie Laurent Delière Philippe Cartolaro Lionel Delbac Serge Guillaume Agnes Calonnec Florent Hernandez Séverine Dupin Jean marc Barbier Roger Martin Clouaire Christian Gary Serge Savary Arnaud Helias Michel Clerjeau Véronique Bellon Maurel Olivier Naud ET BIEN ENTENDU Mes Rapporteurs Françoise Lescourret Michel Combacau AINSI QUE Cesare Gessler....

56 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger56 La problématique Viticole •Constat : Des maladies potentiellement destructrices Le coût de la protection n’a que peu d’impact sur la marge •Implique: Un risque de perte financière est surévalué –De nombreux traitements d’assurance •Pourtant : Nécessité de limiter les intrants chimiques –Moins 50% d’ici à 2018 •Que peut la Protection Intégrée des Cultures (PIC) ?? –Des solutions trouvées contre les acariens, les ravageurs et le phylloxera –Mais contre les maladies les plus fortement nuisibles • peu de solutions alternatives • efficacité partielle

57 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger57 Se concentrer sur deux bio-agresseurs •Le Mildiou :Plasmospara viticola. •L’Oïdium : Erysiphe necator. •causent des pertes de récoltes quantitatives et qualitatives. •Prévention Oïdium et Mildiou –70% de fongicide sur vignes •En commun : –Parasites Stricts de la vigne. –Polycycliques. –apparus au XIX ème siècle : pas de résistance de la vigne

58 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger58 L’oïdium

59 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger59 Facteurs climatiques OÏDIUMMILDIOU TEMPERATURE +++ optimum : 20-27°C ++ optimum : 18-25°C PLUIES +/- éjection ascosp. - dispersion +++ germ. Oospores – pénétration zoospores HUMIDITE (HR) ++ croissance - sporulation +++ pénétration - sporulation VENT ++/- disp. /  HR LUMIERE --- inhib. germination - croissance ??? (sporulation nocturne)

60 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger60 Processus de recueil Construire un diagramme initial Entretien individuel (1h) [répéter pour chaque expert ] Synthesizer "Diagramme admis" [jusqu’à ce qu’il n’y ait plus de progrès] Si concepts vagues implémentation du modèle formel [Non] Session de groupe [jusqu’à clarification] 16 entretiens 4 Diagrammes admis Un Simulateur C++ avec Rhapsody

61 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger61 Valider la formalisation Mildium Formel rend-il compte des idées des Experts? Les expérimentations sont-elles conformes à Mildium Formel ?  modélisateur  modèle  simulateur  Expérimentation  traces experimentales Expertise

62 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger62 Mildium un système de contrôle?

63 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger63 Description du POD

64 Soutenance de thèse - Bertrand Léger 64 Que capture le modèle ?

65 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger65 Un espace fini dénombrable Hypothèses •La saison viticole a une durée finie dénombrable en jour •L’ensemble des pratiques possibles est fini et dénombrable •Les variables de décisions peuvent être discrétisées  espace de décision fini *discrétisation schématique 15/0416/0417/04 … 29/1030/1031/10

66 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger66 L’ensemble des séquences •Il existe un ensemble de séquences de décision et d’action qui peut être considéré fini et dénombrable Ensemble de tous les ITK possible contre Mildiou et Oïdium Définition de l’Itinéraire Technique (ITK) : La séquence d’opérations techniques mises en œuvre pendant une saison

67 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger67 C.P. Mildium Expert1 C.P. Mildium Expert2 C.P. MildiumExpert4 Concevoir Mildium •Se doter d’une grammaire qui structure les comportements possibles Ensemble des ITK possible du modèle Mildium C.P.Mildium Expert3

68 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger68 ITK Observersés 2005 et 2006 Mildium Experimenté Conception experte itérative Mildium Expérimenté = ∩ C.P.M.E i C.P.M.E 1 C.P.M.E 4 C.P.M.E 3 C.P.M.E 2

69 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger69 Quel problème a été traité par la formalisation? C.P.M.E 1 C.P.M.E 4 C.P.M.E 3 C.P.M.E 2 ITK possible de Mildium Expert ITK possible du modèle Mildium

70 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger70 simulateur v.s. expérimentations consolidées % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% EvaluationsDemandes Oïdium Traitements Oïdium Demandes Mildiou Traitements Mildiou % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Mandatory Actions Optional Actions décisions opposéesdivergences temporellesdécisions identiques

71 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger71 Comparaison des décisions du Simulateur v.s Experts Parcelle/MillesimeNombre de traitements SimuMiniMaxi 2005 Lat. CS Lat. M V.O. CS76/ 2005 V.O. M Lat. CS Lat. M V.O. CS V.O. M767 Moyennes: sim= 6.6 Minima Expe=6.4 Maxima Expe=7.4

72 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger72 Analyse des distance relatives T0T1 T2T2 T3 T4T4 T5T5 T6 E1E2E3 T1 T3 T4T4 T5T5 T6 E1 E2E3 S E T0T1 T2T2 T3 T4T4 T5T5 T6 E1E2E3 T1 T3 T4T4 T5T5 T6 E1 E2E3 S E T0T1 T2T2 T3 T4T4 T5T5 T6 E1E2E3 T1 T3 T4T4 T5T5 T6 E1 E2E3 S E T0T1 T2T2 T3 T4T4 T5T5 T6 E1E2E3 T1 T3 T4T4 T5T5 T6 E1 E2E3 S E T0T1 T2T2 T3 T4T4 T5T5 T6 E1E2E3 T1 T3 T4T4 T5T5 T6 E1 E2E3 S E •Deux matrices définissent les distributions d’écarts temporels entre deux faits (décision/action)* –M s relative la norme –M e relative le test •Il est ainsi possible de vérifier les conditions d’exécution du processus –Ex. Respect de la durée de l’étape 1: E1-E2 –Délai entre la décision et l’exécution –Combinaison ou dissociation de traitement Oïdium, Mildiou

73 Soutenance de thèse - Bertrand Léger 73 Quelques résultats agronomiques

74 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger74 Résultats Réseau d’expérimentation A partir de 2008 : CA 33, CA 11, CA 66, IFV

75 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger75 Evaluation des performances du POD : caractéristiques sanitaires des différentes années Mildiou Oïdium Sévérité sur feuilles et grappes au stade fermeture de la grappes (%) parcelles 27 parcelles36 parcelles Réseau d'observation et d'acquisition de références biologiques développé par l'IFV dans le cadre du projet Outils de diagnostics et d'aide à la décision Caractéristiques des différentes années: distribution des sévérités d’attaque sur feuilles et grappes (stade fermeture) sur un réseau de parcelles non traitées en Gironde

76 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger76 Résultats Sévérité maladies sur grappes (véraison) et feuilles (récolte) FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes parcelles parcelles parcelles 2008 Aquitaine 13 parcelles Sévérité sur grappes au stade début véraison et sur feuilles à la récolte (%) Mildiou Oïdium 2008 Languedoc-Roussillon 10 parcelles FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes FeuillesGrappes parcelles parcelles parcelles parcelles parcelles parcelles 2008 Aquitaine 13 parcelles 2008 Aquitaine 13 parcelles Sévérité sur grappes au stade début véraison et sur feuilles à la récolte (%) Mildiou Oïdium 2008 Languedoc-Roussillon 10 parcelles 2008 Languedoc-Roussillon 10 parcelles FeuillesGrappes FeuillesGrappes

77 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger77 Résultats Nombre de traitements ConventionnelMildium ConventionnelMildium ConventionnelMildium ConventionnelMildium ConventionnelMildium ConventionnelMildium Aquitaine Nombre de traitements contre le mildiou et l’oïdium Mildiou Oïdium ConventionnelMildium Non renseigné ConventionnelMildium Non renseigné ConventionnelMildium Non renseigné ConventionnelMildium Non renseigné 2008 Languedoc Roussillon ConventionnelMildium ConventionnelMildium ConventionnelMildium ConventionnelMildium ConventionnelMildium ConventionnelMildium ConventionnelMildium ConventionnelMildium ConventionnelMildium ConventionnelMildium ConventionnelMildium ConventionnelMildium Aquitaine 2008 Aquitaine Nombre de traitements contre le mildiou et l’oïdium Mildiou Oïdium ConventionnelMildium Non renseigné ConventionnelMildium Non renseigné ConventionnelMildium Non renseigné ConventionnelMildium Non renseigné ConventionnelMildium Non renseigné ConventionnelMildium Non renseigné 2008 Languedoc Roussillon

78 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger78 Résultats de l’enquête Bordeaux 2007 Moyenne Traitements Mildiou 12,00 4,67 6,87 7,00 12,00 4,67 6,65 6,67 11,00 4,67 7,43 7,33 prestigegénériquetotal Moyenne Traitements Oïdium 11,00 3,33 5,86 5,83 11,00 3,33 5,58 5,67 9,33 4,00 6,58 6,42 prestigegénériquetotal

79 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger79 Résultats Agronomiques Rendement agronomique vs sévérité sur grappes Degré potentiel vs sévérité mildiou sur feuilles 15% 30% 55% 28% 57%

80 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger80 Processus Opérationnel de Décision •Les entreprises industrielles formalisent depuis longtemps la manière dont le travail doit etre effectué. •En médecine, la notion de guideline décrit l’agencement des meilleurs pratiques •En agriculture de nombreux outils de plans exécutable ont été développés. van der Aalst, W.M.P., A.H.M. ter Hofstede, and M. Weske Business Process Management: A Survey ed. ten Teije, A., M. Marcos, M. Balser, J. van Croonenborg, C. Duelli, F. van Harmelen, P. Lucas, S. Miksch, W. Reif, K. Rosenbrand, and A. Seyfang Improving medical protocols by formal methods. Artificial Intelligence in Medicine 36: Martin Clouaire, R., and J. Rellier. Modélisation et simulation de la conduite d'un système de production agricole, pp actes de MOSIM'03. Coléno, F., and M. Duru L’apport de la gestion de production aux sciences agronomiques. Le cas des ressources fourragères. Natures Sciences Sociétés 13:

81 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger81 Contribution des méthodes formelles à la conception de stratégies innovantes? •Garantir que la conception vérifie les propriétés désirées : « Model Checking » •Le model checking permet de vérifier de manière exhaustive que le comportement d’un système satisfait des propriétés temporelles requises. « Existe-t’il une situation où une pluie ne déclencherait pas une application alors que la parcelle le nécessite » « Serais je toujours capable de traiter l’ensemble de mes parcelles avant la pluie si la prévision devient certaine deux jours seulement avant l’évènement » Naud, O., T. Tuitete, B. Léger, A. Hélias, and R. Giroudeau Systèmes à événements discrets : de la simulation à l'analyse temporelle de la décision en agriculture. e-STA-Spécial STIC&Environnement'07 5. Naud, O., T. Tuitete, B. Léger, A. Hélias, F. Hernandez, and R. Giroudeau Systèmes réactifs pour modéliser la décision en production agricole: Exemples à propos des traitements phytosanitaires, pp MSR' Modélisation des Systèmes Réactifs,. Lavoisier, Lyon, France.

82 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger82 Modèle d’action pour l’innovation •Le modèle d’action (théorie de la décision de l’agriculteur) –Base de Règles –Etapes de décision –Rendez vous –Indicateurs •Les experts pathologistes l’ont spontanément utilisé pour concevoir un système innovant Etape 0Etape 1Etape 23Etape 4Etape 56 O1O2O3 Mi-floraisonDébut à mi-véraison 5 à 7 feuilles étalées Evaluation 1 8 à 10 feuilles étalées Evaluation 2 Début fermeture de la grappe Evaluation 3 MMMMMMM OOOOO OptionnelObligatoire M = MildiouO = Oïdium

83 18 décembre 2008Soutenance de thèse - Bertrand Léger83 SED et systèmes de culture •Le paradigme SED n’est utilisé en agronomie que pour son utilité calculatoire. L’expressivité des formalismes n’est pas exploitée pour la co-conception… …(à de rares exceptions près)


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