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MOTIVE

© M. Carrouée

Modèles, systèmes d'information et gestion viable de l'environnement

Au sommaire

En bref

Le thème de recherche rassemble  : 

  • 16 personnes dont 15 chercheurs, ingénieurs et techniciens
  • 20 publications de rang A en moyenne/an
 

Axes stratégiques

  • Optimiser le fonctionnement de réseaux de capteurs communicants pour des applications agri-environnementales
  • Concevoir et développer des systèmes d’information pour l’agri-environnement
  • Modéliser des dynamiques spatiales écologiques ou sociales
  • Calculer des politiques d’actions viables ou résilientes

Édito : le pari des mathématiques pour une gestion durable des territoires

Et si les mathématiques et l’informatique permettaient de mieux comprendre et préserverles écosystèmes ? La généralisation des capteurs communicants et l’essor du "web des données" produisent en effet des données massives et facilement accessibles sur l’environnement (exploitations agricoles, forêts, rivières…). Une véritable mine d’or pour les chercheurs !
L’exploitation de ces données soulève toutefois de nombreuses questions. Comment tenir compte de leur hétérogénéité et de leur caractère spatialisé ? Comment gérer leur incertitude, notamment lorsqu’elles sont recueillies par des non-spécialistes ? Comment faciliter le partage et l’exploitation de tels volumes d’informations ? De même, les méthodes de modélisation présentent des évolutions majeures qui, conjuguées à l’accroissement constant de la puissance de calcul, ouvrent de nouveaux horizons. Elles permettent en effet de construire des modèles, qui alimentés par des sources de données multiples, sont, au plus proche de l’expertise et du terrain.

Ces modèles représentent les individus du système, par exemple les arbres d’une forêt, les acteurs d’un territoire..., et les règles de leurs changements. Ensuite, les ordinateurs calculent l’évolution de ces populations. Ces simulations permettent d’observer l’émergence de régularités comme la distribution des arbres de deux espèces différentes dont il faut comprendre les mécanismes.

Enfin, de nouvelles méthodes mathématiques permettent de piloter un système pour qu’il conserve certaines propriétés, par exemple un niveau de biodiversité dans une forêt et un niveau de revenu pour l’exploitant. Ces méthodes, issues de la théorie de la viabilité, paraissent bien adaptées aux enjeux du développement durable. Elles permettent aussi de clarifier le concept de résilience. Ce contexte scientifique très stimulant, mobilise les chercheurs du thème de recherche MOTIVE (Modèles, systèmes d’information et gestion viable de l’environnement). Leurs projets sont menés en partenariat avec des spécialistes des méthodes (CNRS, INRA et universités) et des spécialistes thématiques ou des utilisateurs. Dans le futur, les équipes vont étendre leurs recherches sur les liens entre données et modèles. Une collaboration plus approfondie avec le Laboratoire de psychologie sociale et cognitive (LAPSCO) de Clermont-Ferrand, sur les modèles de dynamiques sociales comme la diffusion de l’agriculture biologique, doit y contribuer..

Quelques exemples de recherches 

Des panneaux isolants en tournesol

 
 

Le projet EDEN : du capteurs à l'indicateur

 

Appui aux politiques publiques

Un wiki pour l'agroécologie

Dans le cadre du plan Ecophyto 2, Irstea développe avec ses partenaires un outil de gestion des connaissances visant à promouvoir une agriculture plus durable.

Diminuer de 50 % l’usage des produits phytosanitaires tout en maintenant une agriculture économiquement performante : c’est l’objectif du plan Ecophyto 2 piloté par le ministère de l’Agriculture, de l’agroalimentaire et de la forêt. Mais les solutions permettant d’y parvenir (rotation des cultures, travail du sol…) sont souvent méconnues, non formalisées ou insuffisamment partagées. C’est là qu’intervient l’outil collaboratif GECO, conçu par Irstea en partenariat avec l’ACTA (le réseau des instituts des filières animales et végétales), l’Inra et la Chambre régionale d’agriculture de Bourgogne.

Son principe : capitaliser et partager les connaissances techniques liées à l’agroécologie pour encourager leur utilisation. Il se composera
d’un espace de type "wiki" réunissant des fiches techniques sur les différentes pratiques agricoles et d’un espace d’échanges permettant le partage d’expériences entre les acteurs de la filière (agriculteurs, conseillers, formateurs, chercheurs…). Un prototype baptisé Agro-PEPS, réalisé par un chercheur d’Irstea dans le cadre de sa thèse, est en cours de test depuis 2011. Plus de 150 fiches ont été rédigées et sont accessibles grâce à un moteur de recherche sémantique multicritères. La version finale de GECO sera mise en ligne en 2017 et s’intégrera dans le portail EcophytoPIC, autre outil d’information issu du plan Ecophyto2.

Équipements scientifiques

Une plateforme de recherche sur l'agriculture numérique
À Montoldre, non loin du site Irstea de Clermont-Ferrand, se trouve une plateforme de recherche sur l’agriculture numérique unique en son genre..
 
Produire plus et mieux tout en respectant l’environnement : à Montoldre, ce défi s’incarne sur le terrain grâce à une exploitation agricole équipée de capteurs permettant l’acquisition et la gestion de données agri-environnementales : conditions météorologiques, précipitations, température et humidité du sol, poids et alimentation des animaux en stabulation, consommation de carburant des machines agricoles, etc.
Ces données alimentent des travaux sur l’optimisation des agro-équipements, comme au sein du projet EDEN  visant à maîtriser la consommation énergétique des exploitations agricoles et des recherches plus fondamentales sur le fonctionnement des réseaux de capteurs.
La plateforme conçue en partenariat avec le Laboratoire d’informatique, de modélisation et d’optimisation des systèmes (LIMOS) a vocation à faire partie du futur agrotechnopôle de Montoldre proposant aux acteurs agricoles une offre de recherche, d’innovation, d’essais et de formation sur les agroéquipements intelligents et l’agriculture numérique.