Domaines Applicatifs

Phénotypage des plantes

Nous développons des systèmes d’information pour gérer les données et des méthodes pour valider et analyser ces données. La suite logicielle OpenSILEX a permis la réalisation du Système d’Information PHIS qui s’est imposé comme une référence internationale pour la structuration et l’exploitation des données à large échelle dans le domaine du phénotypage végétal à haut débit avec les plateformes nationale Phénome et l'infrastructure européenne EMPHASIS.

Dans le cas de la communauté du phénotypage PHENOME-EMPHASIS, le centre
de ressources a par exemple permis de lever un verrou lié à l’identification des ressources génétiques. Il n’est en effet pas possible de garantir qu’une ressource génétique (variété, accession) possède un identifiant unique : une espèce est notamment déclarée sous plusieurs identifiants dans des ressources différentes (thésaurus, Agrovoc, taxonomie du NCBI, thésaurus NALT, etc.). L’instance ressource a permis de pouvoir recenser et réconcilier les différents identifiants d’une ressource génétique (catalogues officiels ou des ressources génétiques, accessions...) à l’aide d’une méthodologie de description des identifiants issue d’une réflexion alliant plusieurs groupes d’utilisateurs.

Vigne et vin

Les filières agricoles ont un besoin d’approches intégrées pour répondre aux grands enjeux : réduction des intrants, adaptation au changement climatique, utilisation d’outils numériques pour le pilotage de la production et de la transformation qui puissent répondre aux attentes des consommateurs. La filière vigne et vin est représentative de ces enjeux :

• Nous avons proposé un outil de structuration, de liage des données et d’exploration de données intégrant les étapes de caractérisation des sols, du climat, de gestion de la vigne jusqu’à la dégustation du vin, nommé vine2wine, pour l’Unité Expérimentale (UE) Pech Rouge. Suite à ce projet, les procédures de saisie sont devenues numériques via une application mobile IADO basée sur OpenSILEX

• Nous avons participé au projet NV2 (FUI, mêlant entreprises et académiques) sur l’étude de la croissance de la vigne et du stockage d’azote à partir de mesures pluriannuelles. Les données mesurées sont pour certaines temporelles issues de processus simultanés (croissance des différents organes, stockage par exemple) dépendent du climat, sont complexes et parfois destructives (mesures de biomasse carbonée). Un modèle bayésien a permis d’estimer simultanément les paramètres de ce modèle.
• En collaboration avec l’UMR SPO,  nous travaillons également sur la modélisation et le contrôle de la fermentation alcoolique. 

Agriculture numérique et élevage de précision

L’agriculture numérique et l'élevage de précision visent la conception et le développement de nouveaux outils et services numériques pour l’agriculture et l'élevage. Cela requiert la mise en œuvre de connaissances en sciences agricoles, technologiques et numériques ou encore de sciences humaines. 

• Les données de l’agriculture, fortement interdisciplinaires, doivent respecter les principes FAIR (Facile à trouver, Accessible, Interopérable et Réutilisable). Les méthodes implémentées dans OpenSILEX visent à rendre les données FAIR et à gérer la complexité (pertinence, validité, multi-échelles, etc), l’hétérogénéité sémantique des sources et la reproductibilité.

• Face à l’explosion du nombre d’ontologies et de ressources sémantiques produites dans les
  sciences, il devient essentiel de disposer de plateformes communes permettant de les recevoir,
  les héberger, les aligner et en favoriser la réutilisation. AgroPortal est une plateforme de référence pour l’hébergement et la gestion de ressources sémantiques (vocabulaires, thésaurus,
  terminologies, ontologies, etc.) dans le domaine de l’agriculture et l’alimentation. 
• Pour garantir le bien-être et la bonne santé des animaux, nous utilisons des méthodes d'apprentissages et des modèles probabilistes pour analyser le comportement des animaux à partir de divers capteurs.

Agro-écologie

Nos recherches contribuent à la transition agro-écologique, comme le montrent notamment quelques résultats de l'unité:

• Nous avons utilisé la programmation par contraintes pour modéliser et résoudre le
  problème d’allocation des cultures dans des petites exploitations agricoles diversifiées. L’objectif est de fournir des alternatives pour une planification des cultures maraîchères intégrant des contraintes agroécologiques, afin de promouvoir une agriculture durable.
• À travers la modélisation, l’intégration et l’exploitation sémantique de variables issues de domaines multidisciplinaires tels que le phénotypage végétal ou l’agroécologie, nous avons construit un graphe de connaissances unifié, interopérable et exploitable à grande échelle. 
• Nous nous sommes intéressés à la modélisation des systèmes agro-sylvo-pastoraux, pour étudier l’impact du transfert de fertilité par le bétail, via les fèces et l’urine, sur la production agricole. Nous avons travaillé sur la modélisation et sur l’analyse et l’optimisation de ce modèle d’une part sans plantes fixatrices d’azote dans les pâturages.
• Nous développons des résultats théoriques sur les algorithmes utilisés en recherches participatives en écologie tel que eBird ou Pl@ntNet.

Eau et environnement

Les travaux de l'unité MISTEA contribuent également à des objectifs de préservation et de gestion des ressources naturelles (eau, sol) :

• Des modèles d’écosystèmes lacustres sont étudiés pour simuler la dynamique de population des micro-algues (cyanobactéries) dans les lacs, l’enjeu étant à terme de contrôler les épisodes de prolifération.
• Nous travaillons sur la modélisation de l’irrigation des cultures à l’aide de modèles réduits adaptés aux outils de l’automatique (contrôle, observateur, commande optimale), sur la prise en compte des spécificités de la réutilisation des eaux traitées (REUT) pour la ferti-irrigation par des eaux de composition non conventionnelle (notamment chargées en nitrate), et sur la méthodologie par "double modélisation".