Academic literature on the topic 'Agriculture numérique'

Face au défi alimentaire et aux instabilités climatiques, l’agriculture du Bénin doit accroître ses performances économiques, sociales et environnementales, en particulier par le développement de l’agroécologie. Le numérique est souvent cité comme un levier majeur de la transition agroécologique, mais les innovations numériques en agriculture au Bénin restent peu visibles. En mobilisant et en adaptant au numérique la méthodologie de la traque aux innovations des systèmes de culture hors normes, cet article explore certaines innovations numériques dans le secteur agricole au Bénin et s’interroge sur leur capacité à jouer un rôle dans la transition agroécologique. Nos travaux apportent deux contributions principales : la première est méthodologique et montre qu’il est possible de tirer des enseignements de l’application de la traque aux innovations à un autre objet et d’élargir le domaine d’application de la méthode. La seconde est analytique. Partant de la définition d’une situation de référence, nous avons repéré, décrit, analysé et évalué 21 solutions numériques utilisées en agriculture au Bénin, ainsi que les contraintes auxquelles les porteurs sont confrontés. Ces solutions ont été regroupées en deux types : les solutions de collecte de données pour l’aide à la décision et le pilotage, et les plateformes d’échanges et de partage d’informations et de connaissances. Les innovations les plus originales dans le contexte béninois consistent en la combinaison de solutions d’échange d’information et d’utilisation de moteurs d’intelligence artificielle. Les principales contraintes au développement de ces innovations sont relatives au manque de matériel, d’infrastructures et de compétences.

Cet article étudie la production de fautes professionnelles au travers des usages d’outils numériques de gestion sur des exploitations agricoles. L’accroissement des réglementations environnementales entourant les pratiques agricoles a encouragé le développement commercial d’outils informatiques censés accompagner le travail bureaucratique des agriculteurs et agricultrices. Par une enquête qualitative et une approche au croisement entre sociologie du travail bureaucratique, sociologie des mondes agricoles et sociologie du numérique, l’article montre que si cette informatisation des pratiques de traçabilité administrative est censée diminuer les fautes et erreurs chez les administrés et administrées, elle ouvre également de nouvelles pratiques de détournement des normes environnementales. Ces pratiques révèlent une gestion stratégique du rapport aux normes et mettent en évidence le rôle des outils numériques dans la production de fautes « réglementairement conformes ». Enfin, l’article propose une analyse de ces usages et de ces fautes individuelles en lien avec l’identité professionnelle des agriculteurs enquêtés, afin de montrer le caractère organisationnel de ces processus de redéfinition de la faute. Cette articulation entre la dimension individuelle et organisationnelle de ces pratiques ainsi que l’inégale diffusion de ces outils appelle à s’interroger quant à l’appropriation contrastée au sein des mondes agricoles de ces possibilités de produire des fautes conformes.

Nous présentons une synthèse des discussions tenues lors du 2e Symposium international sur le travail en agriculture (29 mars–1er avril 2021). L’objectif est de rendre compte des thématiques et des idées échangées, dans un cadre pluridisciplinaire, et de construire une vision commune du futur du travail agricole à l’échelle mondiale. Les grandes dynamiques de changement structurel opposent, sur le plan du travail, les pays du Nord et du Sud, faisant émerger des questionnements différents (par exemple une agriculture sans agriculteurs dans les pays du Nord, versus un travail décent pour un population active agricole nombreuse dans les pays du Sud). Mais certaines questions sont transversales : la transition agroécologique, le genre, la révolution numérique, les migrations, changent le travail agricole en profondeur. Nous proposons quelques perspectives pour un agenda de recherche pour traiter le futur du travail agricole.

L’imagerie spectrale est un concept d’acquisition optique combinant l’imagerie numérique et la spectroscopie. En constante évolution, cette technique peut être basée sur différentes solutions instrumentales et apporte des solutions à de multiples problématiques, notamment en sciences végétales ou en agriculture de précision.

La durabilité de l'agriculture irriguée est menacée par une tension croissante sur la ressource en eau, dont la surexploitation conduit à une dégradation des écosystèmes, en particulier dans le bassin méditerranéen. En dépit d'investissements dans des équipements modernes coûteux, les performances des systèmes irrigués demeurent en dessous des attentes, notamment en raison d'effets induits à plus large échelle. Les technologies numériques de l'information offrent de nouvelles opportunités pour mieux comprendre et mieux gérer la ressource en eau, mais elles restent peu accessibles et peu adaptées aux contextes agraires, en particulier pour les systèmes irrigués gravitaires et dans le Sud global. Dès lors, dans quelle mesure le développement participatif de technologies numériques pour l'information peut-il aboutir à de nouveaux outils utiles et accessibles pour améliorer les performances des systèmes irrigués et contribuer à une meilleure durabilité des territoires ? Les résultats de nos travaux de thèse montrent que l'innovation numérique pour la gestion de l'irrigation n'a pas nécessairement besoin d'être complexe, onéreuse et intensive en énergie. Nous avons développé de nouveaux systèmes de mesure en temps réel et d'automatisation simples, open source, auto-constructibles et à bas coût pour accompagner la gestion de l'eau avec des agriculteurs pratiquant l'irrigation gravitaire en France et l'irrigation localisée en Tunisie. Nous avons proposé une méthode de modélisation multi-critère et multi-échelle pour simuler les effets de l'adoption de ces nouveaux outils sur les performances des systèmes irrigués. Nos résultats mettent en perspective les bénéfices des changements de pratiques liés à l'adoption des innovations, et illustrent les compromis émergeant à plus large échelle. Nous estimons que ces travaux contribueront à la démocratisation des low-tech numériques pour des systèmes irrigués plus autonomes et plus économes. Les outils et méthodes proposés sont hautement reproductibles et ouvrent la voie à de futures recherches pour la compréhension et la gestion des flux d'eau dans des contextes agro-hydrologiques variés
The sustainability of irrigated agriculture is threatened by growing pressure on water resources, whose over-exploitation is leading to the degradation of ecosystems, especially in the Mediterranean basin. Despite investment in costly modern equipment, the performance of irrigation systems remains below expectations, notably due to induced effects on a wider scale. Digital information technologies offer new opportunities for better understanding and management of water resources, but they remain relatively inaccessible and poorly adapted to agrarian contexts, particularly for surface irrigation systems and in the global South. Therefore, to what extent can the participatory design of digital information technologies result in new tools that are useful and accessible to improve the performance of irrigation systems and contribute to greater territorial sustainability? The results of our PhD thesis show that digital innovation for irrigation management does not necessarily have to be complex, expensive and energy-intensive. We developed new simple, open source, do-it-yourself and low-cost measurement and automation systems to support real-time water management with farmers practising surface irrigation in France and drip irrigation in Tunisia. We proposed a multi-criteria and multi-scale modeling method to simulate the effects of the adoption of such new tools on the performance of irrigation systems. Our results put into perspective the benefits of changes in practices resulting from the adoption of innovations, and illustrate the trade-offs emerging on a larger scale. We believe that this work will contribute to the democratisation of digital low-tech for more autonomous, energy and water-saving irrigation systems. The designed tools and methods are highly reproducible and open the way to future research on the understanding and management of water flows in various agro-hydrological contexts

L'agriculture 4.0 se développe actuellement rapidement en termes de recherche, de développement et d'applications commerciales. L'objectif de l'agriculture 4.0 est d'utiliser la technologie pour améliorer tous les domaines de l'agriculture. L'agriculture 4.0 est tellement vaste que si l'on veut y contribuer, il faut choisir un domaine spécifique. Le domaine choisi pour l'étude de ce doctorat est la production de fibres de lin. Les fibres de lin sont des fibres naturellement solides qui peuvent être extraites des tiges de lin. Les tiges de lin ont évolué pour avoir des fibres robustes d'un diamètre de l'ordre du micromètre qui courent le long de l'extérieur de la tige et sont maintenues en place dans le tissu externe de la tige. Une fois extraites et isolées, les fibres de lin ont de nombreuses applications, allant des textiles aux matériaux composites. Afin de faciliter l'extraction mécanique des fibres de lin de leurs tiges mères, les tiges subissent un processus connu sous le nom de « rouissage ». Le rouissage entraîne la décomposition du tissu externe (appelé lamelle moyenne) entre les fibres. Une forme courante de rouissage est connue sous le nom de « rouissage de rosée ». Dans le rouissage de la rosée, des processus naturels tels que les bactéries et les champignons produisent des enzymes qui décomposent la lamelle centrale et séparent progressivement les grappes de fibres et les fibres des grappes. La durée du rouissage dépend fortement des conditions météorologiques. Un rouissage insuffisant entraîne une extraction difficile des fibres dans l'usine, tandis qu'un rouissage excessif peut compromettre la qualité des fibres. On sait depuis longtemps qu'il existe un point de rouissage optimal - même les anciens le savaient. Certains agriculteurs artisans qualifiés sont capables de juger ce point par une combinaison de manipulation manuelle des tiges, d'observation des dommages causés aux tissus externes par cette manœuvre, et aussi d'observation de la couleur et de l'odeur des tiges au cours de ce test très habile, mais artisanal. Il est clair que l'artisan effectue des tests de laboratoire rudimentaires littéralement « sur le terrain ». Il semblerait donc logique d'essayer de quantifier ces tests et de voir si un outil fiable peut être mis au point pour aider l'artisan. Et c'est exactement ce que d'autres ont tenté de faire. L'introduction de la thèse donne des exemples de tentatives de fabrication d'outils de rouissage optimal dans les années 1980 et suivantes. Inspirés par ces premiers travaux, les travaux de cette thèse tentent une caractérisation mécanique multi-échelle complète des tiges et des fibres de lin pendant un cycle de rouissage (été 2022) et, de manière quelque peu ambitieuse, réalisée en temps réel - à notre connaissance pour la première fois. La caractérisation mécanique comprend des essais mécaniques macroscopiques (flexion, écrasement et torsion de la tige), ainsi que des essais mécaniques microscopiques inédits sur des fibres de lin individuelles à l'aide de nouvelles méthodes inspirées des MEMS. En outre, les propriétés mécaniques nanoscopiques de la paroi cellulaire primaire des fibres de lin en cours de rouissage ont été caractérisées à l'aide de l'AFM par nanoindentation. Au fur et à mesure que le travail expérimental, l'analyse via la modélisation analytique et l'interprétation descendent en échelle, de la macro au nano en passant par le micro, nous en apprenons un peu plus sur la manière dont le rouissage affecte les tiges, leurs propriétés et leurs fibres. En plus de l'apprentissage, un résultat très positif du doctorat est que l'on est capable de suggérer un mécanisme de dommage induit mécaniquement dans les tiges, qui pourrait être la base d'un outil. On peut cependant noter que la nature multiparamétrique incontrôlable du sujet, par exemple le temps, signifie que plusieurs études seraient nécessaires pour confirmer sans aucun doute les observations d'un seul cycle de rouissage
Agriculture 4.0, also known under several aliases such as ‘digital agriculture', ‘smart farming', and ‘e-farming' is currently developing rapidly in terms of research, development, and commercial applications. As with Agriculture 1.0, 2.0, and 3.0, the objective of Agriculture 4.0 is the use of technology to improve all areas of agriculture. In Agriculture 4.0 it is the application of microelectronics and microtechnologies. Unlike before, these technologies bring things such as the internet-of-things, big data, telecommunications, novel sensing, rapid feedback, data analysis, connectivity, artificial intelligence etc. In principle, all these areas should result in a massive modernization of farming in terms of organisation, yield, efficiency, and quality of produce. However, Agriculture 4.0 is so vast that if one is to contribute to it, even in a minor way, one has to choose a specific area to contribute. The area chosen for the study in this PhD was flax fibre production. Flax fibres are naturally strong fibres which can be extracted from flax stems. The flax stems have evolved to have robust micrometre-diameter fibres running the length of the outside of the stem, and held in place in the external tissue of the stem. Once extracted and isolated, flax fibres have numerous applications ranging from textiles to composite materials. In order to facilitate the mechanical extraction of flax fibres from their parent stems, the stems undergo a process known as ‘retting'. Retting leads to the breakdown of the external tissue between the fibres. A common form of retting is known as ‘dew retting'. In dew retting, natural processes such as bacteria and fungi result in enzymes which break down the middle lamella and gradually separate fibre bunches and fibres from bunches. The length of dew retting depends heavily on the weather. Too little retting results in difficult fibre extraction in the factory, too much retting can result in a compromise in fibre quality. It has long been known that there is an optimum retting point-even the ancients knew this. Certain skilled artisan farmers are able to judge this point via a combination of manual manipulation of the stems, observation of damage caused to the external tissue via this manoeuvre, and also observing the colour and the smell of the stems during this very skilled, but artisanal, testing. It is clear that the artisan is performing rudimentary laboratory tests quite literally ‘in-the-field'. It would seem logical therefore to try to quantify such tests and see if a reliable tool can be made to help the artisan. And indeed, this is exactly what others have attempted. The introduction of the PhD gives examples of attempts to make optimal-retting tools in the 1980s and after. Inspired by this early work, the work of this PhD attempts a full multiscale mechanical characterization of flax stems and fibres during a retting cycle (summer 2022) and, somewhat ambitiously, performed in real time-to our knowledge for the first time. The mechanical characterization involved macroscopic mechanical tests (bending, crushing, and twisting), as well as novel microscopic mechanical testing of single flax fibres using novel methods inspired by MEMS. In addition, the nanoscopic mechanical properties of the primary cell wall of retting flax fibres was characterised using nanoindentation AFM. As the experimental work, analysis via analytical modelling, and interpretation descends in scale from macro, through micro, to nano, we learn a little more of how the retting affects the stems, their properties, and their fibres. In addition to simply learning, a very positive outcome of the PhD is that one is able to suggest a mechanically-induced damage mechanism in stems which could be the basis for a tool. One can note however, that the uncontrollable multiparameter nature of the subject, e.g. the weather, means that several studies would be needed to confirm beyond doubt observations from a single retting cycle

Le travail présenté dans cette thèse a été motivé par un problème de contrôle qualité dans l'agriculture. Si la technique de la vision artificielle commence a être relativement bien maîtrisée pour le contrôle d'aspect en production industrielle, on peut remarquer que peu de réalisations sont actuellement opérationnelles en production agricole. Sur le plan technique, la grande diversité des produits végétaux entre espèces et variétés constitue un facteur peu favorable à l'automatisation des tâches d'inspection. Cependant, dans le secteur de l'horticulture, l'extrême rationalisation du processus de production des plants, leur dispositions en lignes et rangées espacées a permis de proposer une approche nouvelle en contrôle de la qualité. C'est dans le cadre de cette automatisation que se situent les travaux présentés dans ce mémoire
Les principales difficultés pour extraire des images l'information utile ont été rencontrées au niveau de la segmentation des images, ce qui explique que les principaux apports méthodologiques de ce travail se situent au niveau des premiers traitements réalisés sur l'image. Nous proposons une technique de transformation non linéaire de l'histogramme des niveaux de gris qui permet d'optimiser la recherche automatique d'un seuil et ainsi fiabiliser les procédures classiques de segmentation par seuillage d'histogramme. D'autre part, les propriétés de luminance des points ne permettant pas toujours, à elles seules, de trouver un seuil approprié, nous proposons une nouvelle approche de la segmentation pour laquelle les propriétés de connexité et de luminance des points sont prises en compte conjointement pour segmenter de manière automatique l'image en autant de régions que nécessaire. Ce travail de recherche a finalement abouti par la réalisation d'une machine prototype qui intègre un système de vision artificielle pour l'examen du degré de croissance et de conformité des produits avant leur expédition chez les clients

Dans une étude statistique de la production agricole grecque durant la période 1970-1981, on fait une correspondance ternaire entre trois ensembles de données: les 53 départements grecs, 56 productions différentes et l'ensemble des dix années. Il ressort que l'agriculture grecque a un caractère traditionnel ou le facteur temps n'a pas d'influence significative. On peut distinguer deux zones agraires: productions subméditerranéennes au nord, produits typiquement méditerranéens au sud et dans les iles.

Face à l’explosion démographique des pays à faible revenu en Afrique sub-saharienne, l’agriculture joue un rôle primordial pour garantir la sécurité alimentaire. Le secteur agricole est de plus la principale source d'emploi dans cette région. Les femmes constituent la principale main-d'œuvre agricole de ces pays. En raison de leur rôle clé dans le secteur agricole, les agricultrices sont prioritaires dans les interventions politiques. Par ailleurs, dans ces pays, le conseil agricole et le partage des connaissances sont nécessaires pour s’adapter à de nouvelles contraintes. Depuis quelques années, les technologies de l’information et de la communication (TIC) ont permis le développement de nouveaux outils visant à améliorer la portée et l’efficacité du conseil. Les gouvernements de ces pays sont cependant confrontés à des critiques concernant l'impact de ces outils, qui peuvent également contribuer à une fracture numérique touchant plus particulièrement les femmes qui travaillent dans les exploitations agricoles familiales.La thèse de doctorat analyse comment les outils TIC tiennent compte des rapports de genre, et de la situation des femmes qui travaillent sur l’exploitation agricole familiale. La thèse est fondée sur le cas du Kenya. Elle est focalisée sur le développement des plateformes de connaissances, un instrument TIC utilisé par le Gouvernement kenyan pour atteindre les objectifs de politiques publiques. Ce pays est emblématique car il fait l'hypothèse que les plateformes peuvent être inclusives des agricultrices.Pour cette recherche, le travail s'appuie sur trois approches d’économie institutionnelle : l’économie féministe, la théorie de la régulation, et l'économie des services. Il présente un cadre méthodologique et conceptuel, développé pour analyser l'intégration des rapports de genre dans les plateformes aux échelles macro, méso et micro.Les résultats montrent que les rapports de genre sont présentés associés à un objectif d'équité pour le Gouvernement Kenyan. L'analyse confirme que les plateformes sont considérées comme de nouveaux outils d'inclusion du système de vulgarisation du gouvernement. La typologie de plateformes développée dans ce travail montre cependant que ces instruments peuvent être une source d'inégalité. Il s'agit en particulier de l'inégalité d'accès pour les agricultrices et de services standardisés qui ne correspondent pas aux attentes de ces femmes. La conjugaison de différentes approches économiques institutionnelles a permis d'analyser comment les évolutions institutionnelles affectent l'inclusion des objectifs d’égalité des sexes dans l’intervention publique et dans le fonctionnement effectif des plateformes. Les résultats présentent des leviers d’action pouvant être pris en considération par les politiques et les concepteurs des plateformes, pour une tenir compte des rapports de genre dans ce système de vulgarisation agricole et éviter d’engendrer de nouvelles discrimination. L'analyse révèle l'importance de disposer d'un espace d'intervention publique et de coordination dans ce nouveau système de conseil agricole basé sur les TICs
Low-income sub-Saharan African countries are confronted with demographic explosion since the last 60 years. Consequently, agriculture plays a key role in ensuring food security. The agricultural sector is also the main source of employment in this region. Women are the major contributing labour force in agriculture in these sub-Saharan African countries. Connected to their key role in the agricultural sector, women farmers are prioritised in policy intervention. Moreover, agricultural extension services are necessary to adapt to different constraints in these countries. Transfer of knowledge is also required to guarantee farm yields and consequently improve small-scale farmers’ livelihoods. Lately, information and communication technologies (ICTs) have enabled the development of new tools, aimed at improving the scope and the effectiveness of advisory services. Policy makers in sub-Saharan African countries are nonetheless confronted with critical questions regarding the impact of these tools, which can also contribute to a ‘digital gender gap’. These issues particularly concern women farmers.This PhD research analyses how ICT tools take into account gender relations, and the situation of women farmers. The thesis is based on the case of Kenya. The dissertation particularly focuses on the development of knowledge-based platforms in agriculture, an ICT policy instrument used by the Kenyan Government to achieve public policy objectives. This country is emblematic because it believes in the assumption that platforms can be inclusive of women farmers’. To answer to this research question, the work is based on three different institutional economic research approaches: feminist economics, the French regulation theory, and economics of services. A conceptual and methodological framework is presented to analyse the inclusion of gender equality in knowledge-based platforms at macro-, meso-, and micro- level.The results provide evidence that gender equality objectives is a fundamental guiding principle to the Government of Kenya. The analysis show that platforms are considered as new tools of inclusiveness in farm advisory services innovation. Observations from a developed platform typology framework show however that platforms can be source of gender inequality. It especially concerns women farmers unequal access to these instruments and the standardised services that they offer. This is essentially related to the institutional nature of the platform. Indeed, as it turns out, a high number of these instruments are based upon complex partnerships, and financed by multi-national corporations and/or foundations from the agrifood industry based in the Northern hemisphere. Combining institutional economic approaches allowed to bring out critical points of inclusion to be considered by policy makers and platform developers. Disregarding these specificities may make these platforms into new vectors of exclusion. Recognising and taking into account the conditions for inclusion can bring to light powerful levers for improving the efficiency of platforms

La détection des adventices (mauvaises herbes) est un des enjeux clefs d'une agriculture propre et productive. Nous proposons dans ce mémoire une nouvelle méthode de détection basée sur des images aériennes acquises à l'aide d'un avion radiocommandé. Nous utilisons un capteur d'images multispectrales basé sur une caméra CCD et une roue de filtres. Ce capteur est suffisamment compact pour être embarqué dans un avion radiocommandé. Des images aériennes sont ainsi obtenues pour un coût trés bas. Un recalage géométrique des images est effectué afin de pouvoir utiliser les informations spectrométriques. Les informations spectrales obtenues sont ensuite utilisées pour créer trois classes dans ces images : le sol, les cultures et les adventices. La classification est décomposée en deux étapes. Dans un premier temps, un algorithme non supervisé permet de séparer la végétation du sol. Puis, des algorithmes supervisés sont mis en oeuvre pour séparer les cultures des adventices. Nous proposons une comparaison de différents algorithmes entre eux. Une méthode de détection des lignes de semis basée sur le filtre de Gabor est ensuite présentée. Cette information permet de séparer les cultures des adventices indépendamment de leurs caractéristiquesspectrales. Une méthode originale d'accélération des temps de calcul basée sur les paquets d'ondelettes est exposée. Les deux approches ayant des sources d'erreur différentes, nous proposons de les fusionner à l'aide d'une approximation de la théorie bayesienne. Enfin, un algorithme de croissance de région permet de lever les dernières incertitudes. La méthode est testée sur des parcelles d'essais
Weed detection is one of the most important issues for a non-polluting and productive agriculture. In this PhD we present a new method based on aerial images acquired with a remote controlled aircraft. We use a multispectral image sensor based on a CCD camera and a wheel of filters. This sensor is compact enough to be shipped in a remote controlled aircraft. An image mosaicing is done in order to be able to use spectrometric information. Later, spectral information is used to establish three classes : soil, crops and weeds. Classification is split in two steps. First, a non-supervised algorithm allows the separation between soil and plants. Second, supervised methods are used to distinguish crops and weeds. These various algorithms are compared to each other. A crop row detection method based on Gabor filter is developed. This information allows weeds/crop separation regardless of their spectral characteristics. An original method for computing time acceleration based on wavelet packets is detailed. These two methods having different error sources, we suggest to merge them using a Bayesian approach. Finally, a region growing algorithm achieves the classification. Experimental results obtained in test fields are provided to assess the quality of the classification

Les nouvelles réglementations concernant les usages de produits phytosanitaires en agriculture ont conduit à la mise au point de méthodes d'identification de plantes (culture et adventices) par une gestion des adventices par imagerie. Afin de disposer d'un outil performant permettant l'évaluation de ces méthodes d’identification reposant sur une analyse spatiale de la scène photographiée, un modèle de simulation de scènes agronomiques a été mis au point. Prenant en considération les caractéristiques agronomiques d'une parcelle, ce modèle permet de simuler une vérité terrain dont les paramètres sont contrôlés. La scène agronomique ainsi créée subit ensuite une transformation projective afin de simuler la prise de photographie. Ce modèle a ensuite été validé à l'aide de comparaison statistique avec des données réelles. De nouveaux algorithmes spatiaux basés sur la Transformée de Hough et utilisant l'alignement en rang de la culture ont été développés. Trois méthodes basées sur une analyse en composante connexe, une estimation de contours et une méthode probabiliste ont été mises en oeuvre et évaluées à l'aide du modèle. Les résultats obtenus sont très bons avec une classification correcte culture/adventices supérieure à 90% et pouvant atteindre 98%. Enfin, pour ce modèle, une approche spectrale a été explorée afin de dépasser les limitations des méthodes spatiales. Une extension 3D a été apportée à ce modèle afin de permettre la simulation de la réflectance bidirectionnelle (BRDF) des plantes et du sol. La transformation d'une information spectrale en une information RGB, la prise en compte de filtres optiques ou la création de données multispectrales sont discutées
Plant (crop and weed) identification is a very active field of research in agriculture since the reinforcement of European laws about pesticide applications for a site-specific management of spraying practices. A new crop/weed simulation model was developed to allow the evaluation of crop/weed spatial identification methods from imaging. Considering multiples agronomic parameters – crop location, weed infestation rate, weed spatial distribution – the first step of this model allows the simulation of an infested crop field. Then, in a second step, a world to camera transformation is applied to allow every kind of picture (with or without perspective effect). The validation of this model was performed using statistical tests comparing a real image to its homologous virtual one. New crop/weed discrimination algorithms based on the Hough Transform to detect crop rows were also developed. Three methods, using the crop row information and based on a blob-coloring, an edge estimation or a probabilistic classification were exhaustively tested using this model. Results show very good performance of these methods with correct average classification rate of 90% and up to 98% under special conditions. A spectral approach was also explored for the model in order to overcome the limitations imposed by spatial algorithms. Crop and weed plant patterns are now in 3D to allow the calculation of the bidirectional reflectance (BRDF) of plants and soil based on PROSPECT and SOILSPECT models. We also discussed the transformation of a reflectance spectrum into a RGB color, the simulation of optical filter effects and the creation of multispectral images

Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre du développement des mannequins numériques pourl'évaluation ergonomique de la conception de véhicule, plus particulièrement des commandesautomobiles. Il vise à développer des modèles biomécaniques permettant la prise en comptede la dynamique du mouvement et de la force exercée lors d'une tâche pour prédire lemouvement et l'inconfort associé. Ce travail s'est focalisé sur la pédale d'embrayage.Concernant le développement des critères d'inconfort, le concept du mouvement neutre estexploré. Une méthode, basée sur la comparaison entre des mouvements avec desconfigurations imposées et ceux moins contraintes, est proposée. Elle a permis l'identificationde paramètres biomécaniques pertinents et de proposer des indicateurs d'inconfort pour laconception de la pédale d'embrayage.Les relations entre la posture et la force d'appui ont été étudiées expérimentalement en faisantvarier le niveau d'effort exercé sur une pédale statique. Nos résultats montrent que la directiond'effort et l'ajustement postural suivent le principe de minimisation des couples articulaires.Par ailleurs l'utilisation d'un critère de minimisation de l'activité musculaire a montré uneamélioration de la prédiction de la direction d'effort pour les efforts peu élevés.Les indicateurs d'inconfort proposés dans cette étude fournissent des informations objectivespermettant aux ingénieurs de conception de comparer des solutions alternatives de design. Letravail sur les mécanismes de contrôle de l'effort et de la posture constitue, quant à lui, unepremière étape dans l'optique de prendre en compte la force exercée dans la simulation deposture.

Avec les lois sur l'eau de 1964 et 1992, la France s'est dotée d'une gestion intégrée et décentralisée de la ressource en eau, organisée autour de six bassins hydrographiques. Sans remettre en cause les fondements de cette organisation, la Directive Cadre sur l'Eau (DCE), adoptée le 22 décembre 2000, renforce cette gestion en fixant des objectifs environnementaux planifiés, en l'organisant au sein de sous entités hydrographiques, les masses d'eau, et en prônant l'utilisation de l'analyse économique. Dès 2009, les Agences de l'Eau doivent définir un plan de gestion fixant les objectifs à atteindre en 2015, première échéance de la DCE, et un programme de mesures nécessaires à leur réalisation. Parmi les objectifs de reconquête de la qualité des eaux, la réduction des contaminations nitriques des ressources en eau souterraine du bassin de la Seine constitue un des grands enjeux auxquels doivent faire face les gestionnaires. La principale source de cette contamination est une pollution diffuse d'origine agricole étendue à l'ensemble du bassin. Depuis plusieurs années, des efforts ont déjà été initiés en instaurant la mise en place de mesures agro-environnementales. Mais en raison de l'efficacité partielle de ce type de mesure et des temps de réponse souvent longs des aquifères, on est en droit de se demander si ce type de mesures suffira à remplir l'objectif de bon état chimique des eaux souterraines à l'horizon 2015. La première étape de notre travail a donc consisté en une exploitation prospective du modèle agro-hydrologique MODSUR-STICS-NEWSAM, développé dans le cadre du programme PIREN-Seine pour simuler l'impact des pollutions diffuses azotées d'origine agricole sur les trois principaux aquifères du bassin de la Seine. Sur la base d'un recensement des pratiques agricoles observées à l'échelle de grandes régions agricoles sur la période 1992-1998, deux scénarios ont été élaborés: continuité de ces pratiques en "laisser-faire" et application de mesures agro-environnementales. L'évolution de la médiane de la distribution des concentrations mesurées en nitrates, indice statistique caractérisant chaque aquifère, permet d'estimer l'impact des mesures à diverses échéances. Par confrontation entre données simulées avec données observées sur une période de 30 ans, le risque de dépassement d'une valeur seuil est évalué pour chaque cellule du modèle et agrégé à l'échelle des masses d'eau souterraines du bassin. Chaque masse d'eau peut alors être caractérisée par sa probabilité de franchissement des seuils de concentration de 25, 40, 50 et 100 mgNO3/l. La seconde partie de ce mémoire a pour objectif de mettre en œuvre l'exploitation socio-économique des résultats du modèle en déterminant les coûts et les bénéfices attendus des mesures agricoles préventives. Les surcoûts supportés par les agriculteurs tiennent compte des variations de rendements simulés par STICS et des coûts imputables à la mise en place des mesures. L'évaluation des bénéfices se limite à l'estimation des dommages évités pour la production domestique d'eau potable depuis les ressources en eau souterraine. Deux méthodes ont été employées. La première est basée sur l'approche de R.L. Raucher appliquée à l'ensemble du bassin en supposant qu'un traitement curatif systématique des eaux brutes est mis en œuvre dès que la probabilité de dépassement du seuil de 50 mgNO3/l devient trop grande. La seconde approche simule à l'aide s'un système multi-agents (SMA), le comportement des unités de gestion et d'exploitation (UGE) face à une pollution avérée de leur ressource. Ce modèle, baptisé WATER-RUSH, est appliqué sur plusieurs décennies au territoire de trois masses d'eau du bassin de la Seine couvrant 612 UGE, soit 1 027 communes. Cet outil permet de tester les différentes solutions pouvant être adoptées par les UGE suivant un critère de moindre coût et la prise en compte des conditions locales d'exploitation: mélange au sein du réseau, approfondissement des captages, traitement des eaux brutes, abandon et recherche de nouvelle ressource intra ou extra UGE. Sur cette base, le surcoût de chaque solution est calculé annuellement sur toute la période simulée et rapporté au mètre cube produit.