Catégorie:Membres non-permanents

De MIAT INRA
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Thèses en cours

Optimisation en haute dimension pour l'aéodynamique interne et externe de véhicules

par David Gaudrie

  • Directeurs de thèse : Rodolphe Le Riche (LIMOS, Mines Saint Etienne)
  • Co-directeur : Victor Picheny
  • Début de thèse : 7 novembre 2016
  • Ecole doctorale : Saint Etienne
  • Etablissement : Mines Saint Etienne
  • Financement : CIFRE PSA

Métamodélisation et optimisation robuste : application à la recherche d'idéotypes de plantes sous incertitude climatique

par Léonard Torossian

  • Directeurs de thèse : Aurélien Garivier (IMT) et Robert Faivre
  • Co-directeur : Victor Picheny
  • Début de thèse : 1 novembre 2016
  • Ecole doctorale : MITT
  • Etablissement : UPS
  • Financement : 50% région Midi-Pyrénées, 50% INRA
  • Labellisation : #DigitAg

Un modèle de Markov caché pour la dynamique des adventices dans un agrosystème

par Sebastian Le Coz

  • Directrice de thèse : Nathalie Peyrard
  • Co-directeur : Pierre-Olivier Cheptou (CEFE Montpellier)
  • Début de thèse : 1 novembre 2015
  • Ecole doctorale : MITT
  • Etablissement : UPS
  • Financement : 50% région Midi-Pyrénées, 50% projet Agrobiose

Methods for optimally managing ecosystem services within a complex system of uncertain structure

par Etienne Auclair

  • Directeur de thèse : Régis Sabbadin
  • Co-directrice : Nathalie Peyrard
  • Début de thèse : 1 novembre 2015
  • Ecole doctorale : MITT
  • Etablissement : UPS
  • Financement : MITT

Conservation based on ecosystem complexity using network theory

par Hui xiao

  • Directrice de thèse : Eve MacDonald-Madden (Univ. of Queensland)
  • Co-directeurs : Iadine Chadès (CSIRO) et Régis Sabbadin.
  • Début de thèse : 10 avril 2015
  • Ecole doctorale : School of Geography,  Planning and Environmental Management
  • Etablissement : University of Queensland
  • Financement : UQ

Modeling the process of operational decision-making in agriculture: a bounded rationality approach

par Charlotte DAYDE

  • Directeur de thèse : Roger Martin-Clouaire
  • Co-directeur : Stéphane Couture
  • Début de thèse : 1 Décembre 2013
  • Ecole doctorale : SEVAB
  • Etablissement : INPT
  • Financement : 50% MIA, 50% SAE2

Post-doc

Alexandre ALBORE

Design of mathematics and artificial intelligence tools for the mapping and sustainable management of crops pests using autonomous UAVs.

Responsables: Nathalie Peyrard,  Régis Sabbadin et Florent Teichtel

Période : 11/13 à 11/15

Laboratoires : Collaboration entre MIAT et ONERA-DCSD
Echantillonnage et cartographie d'adventices, mise en oeuvre sur drônes autonomes.

Will Probert

Période(s) : 6 mois en 2012, 3 mois en 2013

Laboratoires : Collaboration entre MIAT et CSIRO/Univ. of Queensland

Optimal management of food-webs.

Alana Moore

Période : 5 mois en 2010.

Laboratoires : Collaboration entre MIAT et University of Melbourne, Australian Centre of Excellence for Risk Analysis.

Control of competitive contact processes on graphs : application to the control of interacting invasive species on a network of sites.

Visiteurs étrangers

  • Sam Nicol, CSIRO-Ecosystem Science, Brisbane, Australie, 2 semaines en 2014.
  • Hugh Possingham, University of Queensland, Brisbane, Australie, invité en mars 2013.
  • Eve Mac Donald-Madden, University of Queensland, Brisbane, Australie, 2 semaines en 2009, 2 semaines en 2012, 1 semaine en 2015.
  • Eddie Game, The Nature Conservancy, Victoria, Melbourne, Australie, 2 semaines en 2012.

Thèses soutenues

Résolution de processu décisionnels de Markov à espace d'état et d'action factorisés. Application en agroécologie

par Julia RADOSZYCKI

  • Directrice de thèse : Nathalie Peyrard
  • Co-directeurs : Régis Sabbadin, Sabrina Gaba (UMR Agroécologie, INRA Dijon)
  • Début de thèse : Octobre 2012
  • Soutenue le : 9 octobre 2015
  • Ecole doctorale : MITT
  • Etablissement : INSA
  • Financement : MITT
  • Mots-clefs : processus décisionnel de Markov, optimisation continue, méthodes de gradient, inférence dans les modèles graphiques, écoinformatique, modélisation mathématique, paysage, services écosystémiques, pollinisation, adventices
  • Manuscrit : Manuscrit (français), transparents de la soutenance

Outiller l'adaptation des élevages fourragers au changement climatique: de l'analyse de la vulnérabilité à la conception participative de systèmes d'élevage

par Marion SAUTIER

  • Directeur de thèse : Roger Martin-Clouaire
  • Co-directeur : Michel Duru (UMR AGIR, INRA Toulouse)
  • Début de thèse : 1 Décembre 2010
  • Soutenue le : 12 Décembre 2013
  • Ecole doctorale : SEVAB
  • Etablissement : Université Paul Sabatier (Toulouse III)
  • Financement : 100% INRA (ASC)
  • Résumé : Les systèmes de production agricole sont exposés au changement climatique dès lors qu’ils mobilisent des ressources dépendantes du climat. L’enjeu pour la communauté scientifique est de produire des connaissances permettant aux praticiens d’anticiper les effets du changement climatique sur leur système, et d’élaborer des méthodes et outils pour s’y adapter. Les systèmes d’élevage herbagers sont particulièrement concernés par le changement climatique étant donné qu’ils dépendent de la ressource fourragère, dont la saisonnalité et la productivité sont fortement liées au climat. Leur adaptation au changement climatique nécessite d’anticiper les tendances et la variabilité interannuelle. L'objectif de la thèse est de proposer une analyse de la vulnérabilité des systèmes d’élevage herbagers au changement et à la variabilité climatiques, ainsi qu’une méthode de conception de ces systèmes. La thèse repose sur la spécification et l’application du cadre de la vulnérabilité à l’échelle de l’exploitation d’élevage, et la mise en oeuvre d’une méthode de conception participative. La démarche d’ensemble articule la représentation de l’exposition au climat en lien avec les contraintes de gestion des élevages, l’analyse rétrospective des dynamiques des élevages et la construction participative de systèmes d’élevage moins vulnérables au changement et à la variabilité climatiques. Nous avons mis en oeuvre cette démarche sur les élevages du Sud-Ouest de la France. Nous avons mis en évidence que ces élevages, bien qu’exposés à l’évolution de la saisonnalité de la production herbagère et des types d’années fourragères les plus fréquents, disposent de capacités d’adaptation structurelles et organisationnelles suffisantes pour faire face au changement climatique à horizon 2085. Nous avons également identifié les caractéristiques des exploitations les plus sensibles et les adaptations les plus efficaces face à la variabilité climatique. Outre son intérêt pour comprendre et réduire la vulnérabilité des élevages herbagers à la variabilité et au changement climatiques, cette méthodologie à la fois réflexive et interactive pourrait être utilisée pour communiquer auprès des éleveurs et des organismes de développement agricole sur le changement climatique, ses effets et les adaptations possibles des élevages.


Approche modulaire pour la planification continue. Application à la conduite des systèmes de cultures

par Mahuna AKPLOGAN

  • Directeur de thèse : Frédérick Garcia
  • Co-directeurs : Alexandre Joannon (INRA, SAD Rennes), Gauthier Quesnel
  • Soutenue le : 15 Mai 2013
  • Ecole doctorale : Mathématiques Informatique Télécommunications de Toulouse (Toulouse III)
  • Résumé : Au cours des dernières années, dans l'optique de faire face aux changements environnementaux et économiques, les chercheurs en agronomie ont développé de nombreux modèles conceptuels relatifs à la conduite des systèmes de production agricoles. La simulation et le contrôle de ces systèmes permettent de reproduire les dynamiques d'interaction entre des entités autonomes et hétérogènes comprenant un agent (agriculteur). Ces travaux sont essentiels aujourd'hui où l'utilisation de la simulation devient de plus en plus prépondérante dans la conception des systèmes complexes tels que sont les systèmes de production agricole. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la conception des systèmes complexes autonomes opérant dans un environnement dynamique et incertain. Nous expliquons que la conduite des systèmes de culture d'une exploitation agricole est un problème multi-échelles spatiales et temporelles. La structure de l'exploitation étant fixée, elle intègre trois types de décision qui sont : l'allocation des cultures (à long terme), choix du mode de conduite des cultures, les itinéraires technique (à moyen terme) et l'ordonnancement des opérations agricoles journalières (à court terme). Ces problèmes de décision étant de nature différente, nous avons développé pour chacun d'eux des méthodes de planification spécifiques. Nous proposons d'aborder l'allocation des cultures comme un problème de satisfaction de contraintes pondérées (WCSP) où l'utilité de l'allocation est évaluée par une fonction de coût globale. Les modes de conduite des cultures étant prédéfinis, nous utilisons une approche de planification temporelle et hiérarchique (HTN et STN) dans laquelle l'heuristique de décomposition est une fonction globale permettant ainsi, de prendre en compte les inter-dépendances entre les effets de chaque mode de conduite. Enfin, l'approche que nous proposons pour l'ordonnancement des opérations agricoles est basée sur un modèle de programmation linéaire. Pour appréhender ces différents problèmes de décision, nous proposons une architecture systémique nommée « Safihr ». Celle-ci est capable de prendre en compte l'entrelacement en ligne de plusieurs planificateurs spécifiques. Cette architecture repose sur le cadre des systèmes à événements discrets (DEVS). L'agent agriculteur est vu comme un système hiérarchique, dynamique et distribué en interaction avec son environnement physique. Chacun des planificateurs est vu comme un système de contrôle indépendant. Safihr intègre les mécanismes permettant de faire coopérer différents planificateurs spécifiques au sein d'un même système. Cette architecture a été testée sur une exploitation virtuelle de 180 ha, cultivant 4 cultures annuelles, chacune pouvant être cultivée selon 3 itinéraires techniques différents.

Mots-clés : Agent orienté simulation, Systèmes à événement discrets, CSP pondérés, Planification hiérarchique temporelle, Allocation de culture, Conduite des systèmes de culture


Développement d'une méthode adaptative d'échantillonnage spatialisé pour caractériser la composition du stock semencier des espèces adventices à l'échelle de la mosaïque paysagère

par Mathieu BONNEAU

  • Directeur de thèse : Régis Sabbadin
  • Co-directrices : Sabrina Gaba (UMR BGA, INRA Dijon), Nathalie Peyrard
  • Soutenue le : 30 Novembre 2012
  • Ecole doctorale : Mathématiques Informatique Télécommunications de Toulouse (Toulouse III)
  • Résumé : Ce travail de thèse propose deux contributions: (i) la formalisation et la résolution approchée du problème d'échantillonnage adaptatif optimal dans les champs de Markov et (ii) la modélisation du problème d’échantillonnage d’une espèce adventice au sein d’une parcelle cultivée et la conception de stratégies d’échantillonnage adaptatives de cette espèce.
  • Pour le premier point, nous avons d’abord formulé le problème du choix d’une stratégie d’échantillonnage adaptative optimale comme un Processus Décisionnel de Markov (PDM) à horizon fini. Nous avons ensuite proposé un algorithme de résolution approchée de tout PDM à horizon fini dont le modèle est connu. Cet algorithme, nommé Least Square Dynamic Programming (LSDP), combine les concepts de programmation dynamique et d’apprentissage par renforcement. Il a ensuite été adapté pour la conception de stratégies d’échantillonnage adaptatives pour tout type de champ de Markov et tout type de coût d’observation. En pratique, l'algorithme LSDP permet une résolution approchée de problèmes d'échantillonnage de plus grande taille qu'avec la plupart des algorithmes classiques d’apprentissage par renforcement.
  • Pour le deuxième point, nous avons d’abord modélisé la répartition spatiale d’une espèce adventice à l’aide des champs de Markov. Un modèle de coût d’échantillonnage d’une espèce adventice a également été proposé. Ces deux modèles ont ensuite été utilisés pour concevoir de nouvelles stratégies d’échantillonnage adaptatives d’une espèce. Une étude sur données réelles a démontré la supériorité des stratégies adaptatives sur des stratégies statiques, classiquement utilisées en échantillonnage adventice.

Mots-clés : échantillonnage adaptatif, champ de Markov, processus décisionnel de Markov, apprentissage par renforcement, programmation dynamique, batch, adventice, coût d'échantillonnage


Analyse des interactions dynamiques entre le développement de la plante hôte, l’architecture du couvert et le développement d’une épidémie de maladie fongique aérienne : cas du pathosystème pois/ascochytose

par Benjamin RICHARD

  • Directeur de thèse : Bernard Tivoli  (UMR BiO3P, INRA Rennes)
  • Co-directeur : Robert Faivre
  • Soutenue le : 19 Novembre 2012
  • Ecole doctorale : Vie Agro Santé (Agrocampus Ouest)
  • Résumé : L’architecture du couvert constitue un levier susceptible de limiter le développement épidémique des mycoses aériennes des plantes. La grande variabilité des caractéristiques architecturales du pois fait du pathosystème Mycosphaerella pinodes/pois un candidat idéal pour une telle étude. Deux hypothèses sont testées pour expliquer la montée de la maladie de la base vers le haut du couvert en cours de culture : i) la présence d’un gradient de réceptivité des organes du pois liée à leur niveau de sénescence, et ii) la présence d’un gradient d’humectation avec une durée d’humectation plus longue à la base des couverts. Au champ, trois cultivars ont été semés à plusieurs densités afin d’obtenir divers scénarios architecturaux. Les couverts les plus denses présentent des niveaux de sénescence plus élevés générés par les indices de surface foliaire des étages supérieurs ainsi qu’un niveau de maladie plus sévère. Une étude analytique complémentaire, réalisée en conditions contrôlées, a montré la plus grande réceptivité à l'ascochytose des organes sénescents. Les mesures microclimatiques montrent une augmentation générale de la durée d’humectation au sein des couverts par rapport à l’extérieur durant les périodes pluvieuses, seules périodes favorables à l’infection d’après notre modélisation adaptée du modèle de Magarey et al. Nos résultats montrent ainsi que l’architecture impacte directement et indirectement le développement épidémique, mais ne peut fournir seule un échappement total à la maladie ; elle doit donc être combinée à d’autres méthodes de lutte.

Mots-clés : Archidemio – architecture des couverts – durée d'humectation – indice de surface foliaire – microclimat – modèle de Magarey – Mycosphaerella pinodes – Pisum sativum – réceptivité – sénescence


Les décisions d'assolement : une approche par modélisation et simulation a l'échelle de l'exploitation agricole

The cropping-plan decision-making : a farm level modelling and simulation approach

par Jérôme DURY

  • Directeur de thèse : Jacques-Eric Bergez (UMR AGIR, INRA Toulouse)
  • Co-directeurs : Arnaud Reynaud (LERNA, INRA Toulouse), Frédérick Garcia
  • Soutenue le : 9 Décembre 2011
  • Ecole doctorale : Sciences Ecologiques Vétérinaires Agronomiques Bioingénieries (Toulouse III)
  • Résumé : L'assolement, c'est à dire l'attribution des cultures sur les différentes parcelles de l'exploitation agricole, est un élément fondamental de la stratégie de l'agriculteur. Il provient d'un équilibre entre des contraintes et objectifs multiples alliant les dimensions sociale' économique' agronomique et environnementale (utilisation des ressources). Il reflète deux dimensions: une dimension stratégique (lié aux orientations de l'exploitation) et une dimension tactique plus lié à l'adaptation des attributions suite à des contextes changeant (climatique' prix). Afin représenter ces deux niveaux et ainsi structurer les enjeux relatifs aux choix d'assolement à l'échelle de l'exploitation nous proposons une approche basées sur : i) une analyse du processus décisionnel par le biais d'enquêtes en exploitation; ii) une modélisation dynamique aussi bien sur des processus biophysiques (modèles de culture) que sur des processus de gestion (modèle de décision) pour comprendre et simuler.

Mots-clés : assolement, processus de décision, modèle agent couplé, simulation, RECORD, incertitude, exploitation agricole, risque


Analyse et conception de systèmes fourragers flexibles par modélisation systémique et simulation dynamique Analysis and design of flexible grassland-based livestock systems by systemic modeling and dynamic simulatio'n

par Guillaume MARTIN

  • Directeur de thèse : Roger Martin-Clouaire
  • Co-directeur : Michel Duru (UMR AGIR, INRA Toulouse)
  • Soutenue le : 9 Novembre 2009
  • Ecole doctorale : Sciences Ecologiques Vétérinaires Agronomiques Bioingénieries (Toulouse III)
  • Résumé :

Mots-clés : système fourrager, modélisation, simulation, diversité, flexibilité, comportement gestionnaire

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