Développement d’une méthode de comparaison de données asynchrones en vue de la formalisation d’un raisonnement par analogies. Application à l’aide à la décision en viticulture - Agropolis Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2012

Development of a method for comparing asynchronous data, in order to formalize a case based reasoning. Application to decision support in viticulture.

Développement d’une méthode de comparaison de données asynchrones en vue de la formalisation d’un raisonnement par analogies. Application à l’aide à la décision en viticulture

Résumé

(trad auto)The initial objective of this thesis work is to enhance the information relating to the temporal monitoring of the vine, the grape and the plant environment and recorded in traceability databases (BD) to allow comparison between parcels and vintages, with a view to decisions by analogy. The work carried out during this thesis made it possible to propose a method of transformation that makes it possible to represent asynchronous data sets in a common space in order to compare them. This method is based on the expertise of the production system. In this thesis work, this method has been applied to the comparison of plot × vintage couples. The expertise of the viticultural production system makes it possible, in a first phase, to define (i) the general form of the kinetics of evolution of the quantities of measurements evaluated on the vine, the grape or the plant environment and (ii) the effect of the climate on the plant. This expertise is used, in a second phase, to propose parametric models of the evolution of each quantity. The monitoring data for each plot × year pair allow the model parameters to be adjusted. A vector of parameters is defined per plot × year pair. This vector represents the common space that makes plot × vintage couples comparable. Two comparison strategies are then possible: (i) comparisons are made on the basis of parameters (intensive method), or (ii) comparisons are made on the basis of the estimated value of the size for each plot × vintage pair and each time unit, common to all pairs (extensive method). This method was applied to three different examples. In a first application, the climates of different vintages on different grape varieties, between flowering and veraison, were compared with each other after modelling the climatic measurement quantities, using very simple models. In a second and third application, the kinetics of pH increase and sugar accumulation in grape berries during maturation was modelled as a sigmoid. The comparisons were then made by working on (i) the representative curve of each kinetic (pH), (ii) the model parameters (sugars) and (iii) a daily estimate of the sugar concentration in the berries. The databases used in these applications come from two very different regions. Data from the monitoring of the INRA Pech Rouge experimental station in Languedoc-Roussillon, in the south of France, were used for application 1 and part of application 3. Monitoring data from different domains in Napa Valley, California were used for application 2 and part of application 3. The change in data representation space brings new knowledge to describe individuals and temporal phenomena in the vine. This knowledge could make it possible to formalize a reasoning by analogies using and valuing past experience for the management of the current vintage.
L’objectif initial de ce travail de thèse est de valoriser les informations relatives au suivi temporel de la vigne, du raisin et de l’environnement de la plante et enregistrées dans des bases de données (BD) de traçabilité pour permettre la comparaison entre parcelles et millésimes, en vue de décisions par analogies. Les travaux réalisés durant cette thèse ont permis de proposer une méthode de trans-formation qui permet de représenter des ensembles de données asynchrones dans un espace commun afin de les comparer. Cette méthode s’appuie sur l’expertise du système de production. Dans ce travail de thèse, cette méthode a été appliquée à la comparaison de couples parcelle × millésime. L’expertise du système de production viticole permet, dans une première phase, de définir (i) la forme générale de la cinétique d’évolution de grandeurs de mesures évaluées sur la vigne, le raisin ou l’environnement de la plante et (ii) l’effet du climat sur la plante. Cette expertise est utilisée, dans une seconde phase, pour proposer des modèles paramé-triques de l’évolution de chaque grandeur. Les données de suivi de chaque couple parcelle × millésime permettent d’ajuster les paramètres du modèle. Un vecteur de paramètres est défini par couple parcelle × millésime. Ce vecteur représente l’espace commun qui rend les couples parcelle × millésime comparables. Deux stratégies de comparaison sont alors possibles : (i) les comparaisons sont réalisées à partir des paramètres (méthode intensive), ou (ii) les comparaisons sont réalisées à partir de l’estimation de la valeur de la grandeur pour chaque couple parcelle × millésime et chaque unité de temps, commune à tous les couples (méthode extensive). Cette méthode a été appliquée à trois exemples différents. Dans une première application, les climats de différents millésimes intervenus sur différents cépages, entre la floraison et la véraison, ont été comparés entre eux après modélisation des grandeurs de mesure climatiques, à l’aide de modèles très simples. Dans une seconde puis une troisième application, la cinétique d’augmentation du pH et d’accumulation des sucres dans les baies de raisin pendant la maturation a été modélisée sous la forme d’une sigmoïde. Les comparaisons ont ensuite été réalisées en travaillant sur (i) la courbe représentative de chaque cinétique (pH), (ii) les paramètres du modèle (sucres) et (iii) une estimation journalière de la concentration en sucres dans les baies. Les bases de données utilisées dans ces applications proviennent de deux régions très différentes. Des données issues du suivi de la station expérimentale INRA Pech Rouge en Languedoc-Roussillon, dans le sud de la France, ont été utilisées pour l’application 1 et une partie de l’application 3. Des données de suivi de différents domaines de la Napa Valley en Californie ont servi pour l’application 2 et une partie de l’application 3. Le changement d’espace de représentation des données apporte une connaissance nouvelle pour décrire les individus et les phénomènes temporels de la vigne. Cette connais- sance pourrait permettre de formaliser un raisonnement par analogies utilisant et valorisant l’expérience passée pour la gestion du millésime en cours.

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S. Dupin. Développement d’une méthode de comparaison de données asynchrones en vue de la formalisation d’un raisonnement par analogies. Application à l’aide à la décision en viticulture. Sciences de l'environnement. Doctorat Sciences Agronomiques, Ecole Doctorale : Sciences des Procédés Sciences des Aliments, Montpellier, 2012. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-02598393⟩
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