Soutenance de thèse - Bertrand Léger 1 Recueil et Formalisation de procédés experts pour...

Soutenance de thèse - Bertrand Léger

1

Recueil et Formalisation de procédés experts pour conduire une protection

intégrée du vignobleSoutenance de Thèse

Bertrand Léger 18 décembre 2008


2

Les enjeux de la Protection Intégrée du Vignoble

18 décembre 2008 Soutenance de thèse - Bertrand Léger 3

La problématique Viticole

Trop de traitements inutiles Promouvoir le

raisonnementAubertot, J.N., J.M. Barbier, A. Carpentier , J.J. Gril , L. Guichard, P. Lucas, S. Savary, I. Savini, and M.e. Voltz, (eds.) 2005. Pesticides, agriculture et environnement : réduire l'utilisation des pesticides et en limiter les impacts environnementaux. INRA et Cemagref (France).

Elaborer des Solutions

Innovantes

Des maladies potentiellement destructrices

Risque de pertes financières surévalué

La Protection Intégrée des Cultures :

Lutte biologique

Ou seuils de nuisibilité


4

Elaborer des Solutions PIC Expertes


Règles de décision pour la protection du vignoble

Formalisation explicite (argumentée) d’une démarche et de choix s’appuyant sur des indicateurs précis conduisant à une décision de traitement dans le but d’atteindre un objectif fixé

Processus Opérationnel de Décision :- Travaille la séquence de décisions du débourrement jusqu’au produit récolté- Utilise les interactions entre décisions


Concevoir un Processus Opérationnel de Décision

PO

DSavoirs Scientifiques

Expertise Technique

Cahier des C

harges

PrincipesStratégiques

OutilsMéthodes

Architecture Variables& Seuils+

Objectifs


7

Le POD « Mildium » : un système de décision

ObjectifsAssister et former les viticulteurs au raisonnement de la décision en prenant en compte, simultanément, l’objectif environnemental et les contraintes liées à la conduite des processus de production au sein de l’exploitation

Contrôle combiné Oïdium et Mildiou 70% des fongicides sur vignes causent des pertes de récoltes quantitatives et qualitatives.


Le POD « Mildium »

Principes•Maîtrise des épidémies « faibles » par un nombre restreint de

traitements obligatoires•Identification des épidémies « sévères » afin d’appliquer des

traitements complémentaires

Moyens•Raisonner à la parcelle•Adapter le nombre et le positionnement des traitements en

fonction du contexte

Contraintes opérationnelles•Combiner les applications mildiou et oïdium•Observations : nombre limité mais plus précises


Description

Etape 0 Etape 1 Etape 2 3 Etape 4 Etape 5 6O1 O2 O3

Mi-floraison Début à mi-véraison

5 à 7feuilles étalées

Evaluation 1

8 à 10feuilles étalées

Evaluation 2

Début fermeture de la grappe

Evaluation 3

M MM M MM MO OO OO

Optionnel Obligatoire M = Mildiou O = Oïdium

7 étapes décisions

3 Indicateurs ou variables de décision : {‘O’, ‘M’, ‘ILM’}

E2

M++ M+ M-

ILM+ ILM- ILM+ ILM- ILM+ ILM-

O - M 18/20 M si PA /

O + MO 18/20 O 18/20

Étape 2


Besoin de formalisme mathématique?

• Trois demandes justifient la formalisation mathématique du POD :

Pouvoir communiquer

Rendre opérationnel

Fiabiliser le système


Problématique scientifique

Comment le formalisme graphique Statechart peut-il contribuer à la conception d’un procédé de décision innovant issu d’une expertise collective et visant à gérer un ou plusieurs phénomènes mal connus, dans le cadre d’une activité de production complexe, soumise aux influences d’un environnement non contrôlé et dans laquelle les séquences et les moments de décision jouent un rôle déterminant.


Comment s’y prendre? (plan de la présentation)

(Introduction)1. Identifier les outils formels

pertinents2. Recueil de connaissances Pour expliciter et modéliser le processus

3. Evaluation du modèle Mildium Formel

4. Conclusion et perspectives


Le choix du paradigme SED

• Le pathosystème est un système hybride– L’oïdium dépend de l’humidité relative– Le Mildiou dépend d’évènements pluvieux

• Observations et discrétisations expertes des variables continues de l’état du pathosystème.

• Prendre une décision est un événement

Événements

DécisionÉtatObservations


Le Langage Statechart

• Créé par David Harel en 1987 pour modéliser les systèmes réactifs.

• Représentations graphiques faciles à comprendre

• Automate « enrichi »

é


Strategie_Phytosanitaire_Courante

TraitementsMixte

FaireTraitementMildiouOidium

[IS_IN(Pas_bien_protégée)ET(M='++'OU O= '++'OU Bulletin= '+' ))]

evPluieAnnoncée[IS_IN(Pas_bien_protégé)]

[IS_IN(FinRémanence)]

MildiouArriereSaison

FaireTraitementBouillieBord…

MildiouCuprique


evMAJPhénologie[Véraison]

[IS_IN(Fin_Rémanence)ET(M='++' OU Bulletin='+')]evFortePluie

Debourrement

evMAJPhénologie[≥UneFeuille]Fin_Rémanence

Protégé

Pas_bien_protégé

bien_protégé

[délai(duréeBienProtégée)]

evFinTraiter/enregi...

evFinTraiter/enregistrerInfosTraitement(produits,date);

[délai(duréeRemanence)]

evMAJPhénologie

Une Stratégie Phytosanitaire Courante


Strategie_Phytosanitaire_Courante

TraitementsMixte


[IS_IN(Pas_bien_protégé)ET(M='++'OU O= '++'OU Bulletin= '+' ))]





MildiouCuprique




Debourrement

evMAJPhénologie[≥UneFeuille]Fin_Rémanence

Protégé

Pas_bien_protégé

bien_protégé

[délai(duréeBienProtégé)]



[délai(duréeRemanence)]FaireTraitementMildiouOidium

evFinTraiter


Strategie_Phytosanitaire_Courrante

TraitementsMixte







MildiouCuprique




Debourrement

evMAJPhénologie[UneFeuille]Fin_Rémanence

Protégée

Pas_bien_protégé

bien_protégée




[délai(duréeRemanence)]


Strategie_Phytosanitaire_Courrante

TraitementsMixte







MildiouCuprique




Debourrement

evMAJPhénologie[UneFeuille]Fin_Rémanence

Protégé

Pas_bien_protégé

bien_protégé




[délai(duréeRemanence)]FaireTraitementMildiouOidium

evFinTraiter


Recueil de connaissances

Sur base du POD mildium expert

Procéder au recueil de connaissances directement dans le formalisme du modèle final

Hypothèse du Recueil de connaissances: Les propriétés graphiques des Statecharts produisent des modèles aisément compréhensibles


Matériel et Méthodes

• Une équipe de pathologistes – experts considérés équivalents (même pondération)

• Technique principale de recueil : statecharts• Technique secondaire de recueil : les sessions

de groupe• Synthèse par « consensus » majoritaire

MildiumR4Season_startStage_0[isBudbreak()==true && BBCH_PhenologicalState>10]Stage_4Stage_5Stage_6[rippening]evUpdatePhenState[grapeIsRipe()]Wait_until_mid_floweringPost_treatmentWait_and_watch_ILMStage_3...doMixedTreatment;enterexit_342[mid flowering]enterexit_340[flowering]/ cancelUndoneTreatment()[T3 active period is finished]Pre_harvest_EvaluationEvaluation_1evaluate([M,O]);...saveLandmark(O,'OE1');[5 Leaves and T0 restricted entry interval passed]/if(!existsT0()){cancelUndoneTreatment()}Evaluation_2...evaluate([M,O]);saveLandmark(M,'ME2');evNotifyEvaluationDoneEvaluation_3[T4 active period is finished or (date is T3 + 28 and T4 restricted entry interval is passed)]evNotifyEvaluationDoneevNotifyEvaluationDoneStage_2enterexit_337enterexit_334enterexit_331enterexit_328enterexit_326evILMChange[ILM=='+']Stage_1evUpdatePhenState[ Date E1+15 and T1 restricted Entry interval passed]evNotifyEvaluationDoneDowny_Mildew_Treatment_Product_ManagementDowny_Mildew_Treatment_Product_Management[isBudbreak()==true && BBCH_PhenologicalState>10][rippening][T3 active period is finished][mid flowering]evUpdatePhenState[grapeIsRipe()][5 Leaves and T0 restricted entry interval passed]/if(!existsT0()){cancelUndoneTreatment()}[T4 active period is finished or (date is T3 + 28 and T4 restricted entry interval is passed)]evNotifyEvaluationDoneevNotifyEvaluationDone[flowering]/ cancelUndoneTreatment()evILMChange[ILM=='+']evNotifyEvaluationDoneevUpdatePhenState[ Date E1+15 and T1 restricted Entry interval passed]evNotifyEvaluationDone

MildiumR4

Season_start

Stage_0

[isBudbreak()==true && BBCH_PhenologicalState>10]

Stage_4

Stage_5

Stage_6

[rippening]

evUpdatePhenState[grapeIsRipe()]

Wait_until_mid_flowering

Post_treatment Wait_and_watch_ILM

Stage_3

...doMixedTreatment;

enterexit_342

[mid flowering]

enterexit_340

[flowering]/ cancelUndoneTreatment()

[T3 active period is finished]

Pre_harvest_Evaluation

Evaluation_1

evaluate([M,O]);...saveLandmark(O,'OE1');

[5 Leaves and T0 restricted entry interval passed]/if(!existsT0()){cancelUndoneTreatment()}

Evaluation_2

...evaluate([M,O]);saveLandmark(M,'ME2');

evNotifyEvaluationDone

Evaluation_3

[T4 active period is finished or (date is T3 + 28 and T4 restricted entry interval is passed)]



Stage_2

enterexit_337 enterexit_334 enterexit_331enterexit_328enterexit_326evILMChange[ILM=='+']

Stage_1

evUpdatePhenState[ Date E1+15 and T1 restricted Entry interval passed]


Downy_Mildew_Treatment_Product_Management

Downy_Mildew_Treatment_Product_Management[isBudbreak()==true && BBCH_PhenologicalState>10]

[rippening]

[T3 active period is finished][mid flowering]







evILMChange[ILM=='+']





Analyse de la méthode de recueil• Les Plus :

– 16 entretiens seulement – Implémentation rapide en C++

• Points de méthode:– Objectifs d’un entretien : limités et restreints

En validation (ex. étapes 0 et 1) En approfondissement (ex. étapes 4 et 5)

– Notations compréhensibles Il n’est pas possible d’expliciter l’ensemble des détails

d’implémentation (C++) pendant le recueil.

– Savoir écouter les avis minoritaires. Les experts ont tendance à sur-rationaliser


Résultat du Recueil : Le POD Mildium FormelGrapeMilDeWS

Season_start

Stage_0

Dmildew_AND_dmildew_risk

Wait_for_next_rain

watchWeatherForecasts();

Rain_forecasted

evRainForecastedevNotifyTreatment

Wait_and_watch_ILM

DMildew_in_the_area

evaluate([M]);


[M>'0'][M=='0']


[ILM=='+']

[ILM=='0']

[isBudbreak() AND BBCH_PhenologicalState>10]

Stage_1

NO_rain_forecasted_AND_NO_high_dmildew_AND_pmildew_is_low_OR_null

doPMildewTreatment();

High_dmildew_in_the_vineyard

doMixedTreatment(ASAP);

Dmildew_risk_in_the_area_OR_dmildew_in_the_vineyard

Wait_for_next_rain


Rain_forecasted

doMixedTreatment(ASAP);...//has Subchart

evRainForecasted

Wait_and_watch_ILM


High_pmildew_NO_dmildew

Pmildew_treatment_ASAP

doPMildewTreatment(ASAP);

Wait_for_next_rain


Rain_forecasted

doDMildewTreatment(ASAP);...//has Subc...

evRainForecasted

Wait_watch_ILM

evNotifyTreatment


[ILM=='+'][ILM==0]

[M==0] [M=='++']

[M=='+']

[M==0 AND ILM==0][O=='++']

[O<'++'] [else]

High_PMildew_AND_T0_exists_AND_dmildew

Pmildew_treatment_ASAP

doPMildewTreatment(17);

Wait_for_next_rain


evNotifyTreatment

Rain_forecasted

doDMildewTreatment(ASAP);...//has S...

evRainForecasted[cropWillSoonBeUnprotected(dm). AND canLegallyEnter()]

evNotifyTreatment

TO_SINK1

High_pmildew_AND_ANY_dmildew

doMixedTreatment(ASAP);...//has Subc...

[NOT existT0()]

TO_SINK1

evNotifyTreatment

[soon(dateE1()+15)]

evNotifyTreatment

evNotifyTreatment

evNotifyTreatment

[M<'++']

[M=='++']

[existT0()]

Stage_4

M=DMildew Evaluation 2;...if(Oïdium Evaluation 1=="0" && Oïdium Evaluation 2=="++") then O=="++" else O=Oïdium Evaluation 1;

[O=='0']

[O<>'0']

PMildew

doPMildewTreatment;

[M=='0' && ILM=='0']

evNotifyTreatment

High_pmildew_AND_ANY_dmildew

doMixedTreatment;

[M>'0' || ILM=='+']

evNotifyTreatment

Wait_and_watch_ILM [M=='0' && ILM=='0']

High_dmildew

doDMildewTreatment(A...

[M=='++']

evNotifyTreatment

if OE1=='0' AND OE2=='++'then O=OE2 else O=OE1 this in case Evaluation_1 is done too early before the prime infections.

Dmildew_risk_OR_dmildew

Wait_for_next_rain

Rain_forecasted

evRainForecasted

[M=='+' || ILM=='+']

evILMChange

evNotifyTreatment

Stage_5

[Og<='+']

[Og=='+']

High_pmildew_AND_dmildew

Rain_forecasted

Pmildew_treatment

doPMildewTreatment(ASAP);.....

Wait_for_next_rain


evRainForecasted[cropIsUnprotected(dm). AND canLegallyEnter()]

evNotifyTreatment

[M=='+']

DMildew

Rain_forecasted

doDMildewTreatment(ASAP);

Wait_for_next_rain


evRainForecasted[cropIsUnprotected(dm)]

evNotifyPhenStageUpdate[StadePhenonlogique>=85]

[M=='+']

evNotifyTreatment

High_dmildew

doDMildewTreatment(AS...

[M=='++']

High_pmildew_AND_high_dmildew

Crop_is_protected_against_dmildew

doPMildewTreatment(ASAP);...[else]

Rain_forecasted

High_pmildew_AND_high_dmildew

[NOT cropIsSafelyProtected(dm)]

Wait_for_next_rain

evNotifyTreatment

evRainForecasted[cropWillSoonBeUnprotected(dm). ANd canLegallyEnter()]

[M=='++']

TO_SINK5

[M=='0']

TO_SINK5

evNotifyPhenStageUpdate[BBCH_PhenologicalState>=85]

Pmildew

doPMildewTreatment(AS...[M=='0']

TO_SINK5evNotifyTreatment

evNotifyTreatment

Goto_Stage_6

evRainForecasted[cropIsUnprotected() AND BBCH_PhenologicalStage>=81]

Goto_Stage_6

evRainForecasted[cropIsUnprotected(dm)&&BBCH_PhenologicalStage>=81]

evNotifyTreatment

Stage_3

Correction_needed

doCurativeMixedTreatment();

Wait_for_treatment

evContaminatingRain/cancelTreatmentOrders();

evNotifyTreatment

[cropIsUnprotected()]

/doMixedTreatment(ASAP);

tm(INTERVENTION_DELAY24_48H)/cancelTreatmentOrders();

Evaluation_1

evaluate([M,O]);save(O,'OE1');

evNotifyPhenStageUpdate[BBCH_PhenologicalState>=15 AND canLegallyEnter()]/if(!existsT0()){cancelTreatmentOrders();}


Evaluation_2

...evaluate([M,O]);save(M,'ME2');...save(O,'OE2');

[ existT1() AND date()>=dateE1()+15 AND canLegallyEnter() ]

Evaluation_3[date()>=(treatmentDate("T3")+28) AND canLegallyEnter()]


PreHarvest_EvaluationStage_6

evNotifyPhenStageUpdate[grappeIsRipe()]

evNotifyPhenStageUpdate[BBCH_PhenologicalState>=85] evNotifyEvaluationDone

Goto_Stage_6

Stage_2

High_dmildew_AND_pmildew


Dmildew_OR_dmildew_risk_AND_pmildew

Wait_for_next_rain


Rain_forecasted



[O=='++'AND NOT cropIsSafelyProtected(pm)]

[M=='++'AND NOT cropIsSafelyProtected(dm)]

[M=='+' OR cropIsSafelyProtected(dm)]

[O<'++' OR cropIsSafelyProtected(pm)]

[M=='0']

[ILM=='+']

High_pmildew_AND_dmildew_risk_OR_ANY_dmildew

NOT_active_period_OR_high_dmildew

doMixedTreatment(ASAP);

Active_period

Pmildew_Treatment


Wait_for_next_rain


evNotifyTreatment

Rain_forecasted

Cannot_Enter[else]

Correction_needed

doCurativeDMildewTreatm...

Wait_for_treatment

doDMildewTreatment(AS...

[ canLegallyEnter()]



evContaminatingRain/cancelProtectantDMildew();

tm(INTERVENTION_DELAY24_48H)\cancelCurativeDMildew()

[M==++ OR cropIsUnprotected(dm)]

[M<'++' OR cropIsProtected(dm)]

[M>'0 'OR ILM=='+']

Wait_and_watch_ILM

[ILM=='0']


High_pmildew


[M=='0' AND LM=='0']

evNotifyTreatmentevNotifyTreatment

evNotifyTreatment

evNotifyPhenStageUpdate[BBCH_PhenologicalState>=60 AND ILM=='+' AND NOT existsT2()]/cancelTreatmentOrders();



Requesting_downy_mildew_treatment

Downy_mildew_product_choice

Preventive

Contact_or_Pervading SystemicCopper

Curative

[IS_IN(Stage0)]

[else]

[IS_IN(Stage_6)]

[closeToE2()]

[IS_IN(Stage2)][M=='++']

[closeToE1()]

[IS_IN(Stage1)]

[IS_IN(Stage3)]

[M=='++']

[else]

[else]

[else]

Not_requesting_downy_mildew_treatment

evRequestDMildewTreatment evRequestCurativeTreatmentevNotifyTreatmentevCancelRequest

Downy_mildew_susceptible

evNotifyPDMildewTreatmentResult

evNotifyDMildewTreatmentResult

Protected_against_downy_midew

Safe Renew_for_insurance

tm((getActivePeriod_DM()-EARLY_RENEWAL_INTERVAL))

evNotifyDMildewTreatmentResultevNotifyPDMildewTreatmentResult

tm(getActivePeriod_DM())

Treatment_info_reset

Single_Target_Treatment

PowderyMildew_treatment DownyMildew_treatment

MixedTreatment

evInfoTreatment

evInfoTreatment

[targetDisease=PowderyMildew] [targetDisease=DownyMildew]evResetTreatment

evResetTreatment

NOT presented in the Article (not usefull)

Powdery_mildew_susceptible


evNotifyPMildewTreatmentResult

Protected_against_powdery_midew

Safe Renew_for_insurance

tm((getActivePeriod_PM()-EARLY_RENEWAL_INTERVAL))

evNotifyPMildewTreatmentResultevNotifyPDMildewTreatmentResult

tm(getActivePeriod_PM())

Requesting_powdery_mildew_treatment

Powdery_mildew_product_choice

SBI1 Strobilurine

SBI2 [IS_IN(Strobilurine_end)]

Quinixyfen_OR_Metrafenone

[IS_IN(Stage1)]

[IS_IN(Stage2)][IS_IN(Stage4)]

[IS_IN(Stage_3)]

[IS_IN(Stage5)]

Product_chosen

Not_requesting_powdery_mildew_treatment

evRequestPMildewTreatment evNotifyTreatmentevCancelRequest

Next_strobilurine_is_first_use

Next_strobilurine_is_second_use

evCountStrobilurine

evCountStrobilurine

[isBudbreak() AND BBCH_PhenologicalState>10]

evRainForecastedevNotifyTreatment


[M>'0'][M=='0']


[ILM=='+']

[ILM=='0']

evRainForecasted


evRainForecasted

evNotifyTreatment


[ILM=='+'][ILM==0]

[M==0] [M=='++']

[M=='+']

[M==0 AND ILM==0][O=='++']

[O<'++'] [else]

evNotifyTreatment

evRainForecasted[cropWillSoonBeUnprotected(dm). AND canLegallyEnter()]

evNotifyTreatment

[NOT existT0()]evNotifyTreatment

[soon(dateE1()+15)]

evNotifyTreatment

evNotifyTreatment

evNotifyTreatment

[M<'++']

[M=='++']

[existT0()]

[O=='0']

[O<>'0']

[M=='0' && ILM=='0']

evNotifyTreatment

[M>'0' || ILM=='+']

evNotifyTreatment

[M=='0' && ILM=='0']

[M=='++']

evNotifyTreatment

[M=='+' || ILM=='+']

evRainForecasted

evILMChange

evNotifyTreatment

[Og<='+']

[Og=='+']

[M=='+']

evRainForecasted[cropIsUnprotected(dm). AND canLegallyEnter()]

evNotifyTreatment

evNotifyPhenStageUpdate[StadePhenonlogique>=85]


[M=='+']

evNotifyTreatment

[M=='++']

[M=='++']

[else]

[NOT cropIsSafelyProtected(dm)]

evNotifyTreatment

evRainForecasted[cropWillSoonBeUnprotected(dm). ANd canLegallyEnter()]

[M=='0']


[M=='0']

evNotifyTreatment

evNotifyTreatment

evRainForecasted[cropIsUnprotected() AND BBCH_PhenologicalStage>=81]

evRainForecasted[cropIsUnprotected(dm)&&BBCH_PhenologicalStage>=81]

evNotifyTreatment

tm(INTERVENTION_DELAY24_48H)/cancelTreatmentOrders();

/doMixedTreatment(ASAP);

evContaminatingRain/cancelTreatmentOrders();

evNotifyTreatment

[cropIsUnprotected()]

evNotifyPhenStageUpdate[BBCH_PhenologicalState>=15 AND canLegallyEnter()]/if(!existsT0()){cancelTreatmentOrders();}


[ existT1() AND date()>=dateE1()+15 AND canLegallyEnter() ]

[date()>=(treatmentDate("T3")+28) AND canLegallyEnter()]


evNotifyPhenStageUpdate[grappeIsRipe()]

evNotifyPhenStageUpdate[BBCH_PhenologicalState>=85] evNotifyEvaluationDone

evNotifyPhenStageUpdate[BBCH_PhenologicalState>=60 AND ILM=='+' AND NOT existsT2()]/cancelTreatmentOrders();


[O=='++'AND NOT cropIsSafelyProtected(pm)]

[M=='++'AND NOT cropIsSafelyProtected(dm)]

[M=='+' OR cropIsSafelyProtected(dm)]

[O<'++' OR cropIsSafelyProtected(pm)]

[M=='0']

[ILM=='+']

[M>'0 'OR ILM=='+']

evNotifyTreatment


[else]

evContaminatingRain/cancelProtectantDMildew();

tm(INTERVENTION_DELAY24_48H)\cancelCurativeDMildew()



[M==++ OR cropIsUnprotected(dm)]

[M<'++' OR cropIsProtected(dm)]

[ILM=='0']


[M=='0' AND LM=='0']

evNotifyTreatmentevNotifyTreatment

evNotifyTreatment



[IS_IN(Stage0)]

[else]

[IS_IN(Stage_6)]

[closeToE2()]

[IS_IN(Stage2)][M=='++']

[closeToE1()]

[IS_IN(Stage1)]

[IS_IN(Stage3)]

[M=='++']

[else]

[else]

[else]

evRequestDMildewTreatment evRequestCurativeTreatmentevNotifyTreatmentevCancelRequest


evNotifyDMildewTreatmentResult

tm((getActivePeriod_DM()-EARLY_RENEWAL_INTERVAL))

evNotifyDMildewTreatmentResultevNotifyPDMildewTreatmentResult

tm(getActivePeriod_DM())

evInfoTreatment

evInfoTreatment

[targetDisease=PowderyMildew] [targetDisease=DownyMildew]evResetTreatment

evResetTreatment


evNotifyPMildewTreatmentResult

tm((getActivePeriod_PM()-EARLY_RENEWAL_INTERVAL))

evNotifyPMildewTreatmentResultevNotifyPDMildewTreatmentResult

tm(getActivePeriod_PM())

[IS_IN(Strobilurine_end)]

[IS_IN(Stage1)]

[IS_IN(Stage2)][IS_IN(Stage4)]

[IS_IN(Stage_3)]

[IS_IN(Stage5)]

evRequestPMildewTreatment evNotifyTreatmentevCancelRequest

evCountStrobilurine

evCountStrobilurine


Du recueil à la co-conception

1. Recueil : Mildium pré-existe dans l’esprit des experts concepteurs

2. Co-conception : Améliorer le raisonnement

Objectiver la connaissance

Rendre le système exhaustif


Les Statechart un meilleur formalisme

E2 (O/M)

M++ M+ M-

ILM+ ILM- ILM+ ILM- ILM+ ILM-

O - M 18/20 M si PA /

O + MO 18/20 O 18/20

Exemple : Etape 2 INITIALE

Oïdium : traitement optionnel

Mildiou : traitement optionnel

E2 : stade 8/10 feuilles étalées(E1 + 2 semaines)

Info M+ : taches observées dans la zone

PA: Pluie Annoncée

Les Statecharts représentent

mieux•Le temps

•La multiplication des variables

•Et la logique de décision

Rémanence?


Evaluation_2

...evaluate([M,O]);

save(M,'ME2');...save(O,'OE2');

Etape_2

Surveiller_ILM

]

[M=='0']

[ILM=='0']

Fort_mildiou_et_oidium

traiterMildiou(20);

Fort_oidium

traiterOidium(20);

[M=='0' AND ILM=='0']

Mildiou_ou_risque_mildiou_et_oidium

[ILM=='+']


Fort_oidium_et_risque_mildiou_ou_du_mildiou[M>'0 'OR ILM=='+']

evMAjPhenStage[NON existT2(dm)

AND ILM=='+'

AND BBCH_PhenologicalState>=60]/

[O<'++' OU estBienProtégée(Oïdium)]

[M=='0']

[ILM=='0']

[O=='++'AND NON estBienProtégée(Oïdium)]

[M=='++'AND NOT estBienProtégée(Mildiou)]

[M=='+' OR estBienProtégée(Mildiou)][ILM=='+']


[M>'0 'OR ILM=='+']

evNotifierTraitement

evMAjPhenStage[

BBCH_PhenologicalState>=65]

evNotifierEvaluationFaite

E2 (O

/M)

M++ M+ M-

ILM+

ILM-

ILM+

ILM-

ILM+

ILM-

O -M

18/20M

si PA/

O + MO 18/20O

18/20


Fort_oidium_ET_risque_mildiou_OU_ANY_mildiou

PAS_remanence_OU_fort_mildiou

traiterMixte(20);

remanence

Traiter_oidium

traiterOidium(20);

Attendre Pluie

chercher_pluie_annoncee();

Pluie_attendue

traiterMildiou();

enterexit_328

evFinTraiter

enterexit_325

evFinTraiterOidium

evPluieAnnoncée[

ET estPasProtégée(Mildiou)

[M==++ OU estPasProtégée(Mildiou)]

[estProtégée(Mildiou)]

evFinTraiter

evFinTraiter


Comment valider un modèle?

• Traditionnellement un modèle est validé sur la qualité de ses sorties. – Rendement + Qualité + Niveau d’attaque + Nombre de traitements.

ChroniquesClimatiques

Système Opérant

Modules Pilotes Mildium

Requêtes TraitementsTraitements Fait

Environnement

Système PilotéPlantes Maladies

•Pas de modèle biotechnique pertinent •Ne discerne pas les apports:

des pathologistes et de la formalisation


Valider la formalisation?

Etablir que le modèle formel issu du recueil de connaissances est LA version de référence

1. Au terme du recueil, les experts ont admis que le modèle est la meilleure représentation de leur conception.

2. Le modèle correspond à l’expertise mise en œuvre pendant les expérimentations c-à-d :

Mildium peut-il simuler les séquences de décisions/actions expérimentées?


Simulation et comparaison à la mise en œuvre in vivo du processus

1. Construction, à partir des traces de mise en œuvre, de scénarios d’évolution des variables de décision

2. Simulation du procédé

3. Analyse de la concordance des décisions entre les sorties du modèle et les traces de mise en oeuvre.

TracesExpe.

Scénarios.

SortiesSim

SortiesExpe

Comparaison

Traitent données


Comment comparer simulations et expérimentation ?

Comparer des séquences temporisées– Existence d’un fait ?– Date d’apparition du fait

• L’ordre des faits est connu par avance• Deux matrices Me et Ms de forme :

– Décision (D) et action (E,T) en colonne– Instance d’expérimentation en ligne– Date ou ‘0’ dans les cellules

T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6E1 E2 E3

T1 T3 T4 T5 T6E1 E2 E3

E1 D1 T1 …

Ex1 jE1ex1 jD1ex1 jT1ex1 …

Ex2 jE1ex2 jD1ex2 jT1ex2 …

…

t

S

E


Comment comparer simulations et expérimentation ?

• La matrice des différences: M(e-s)= Me - Ms

• On classifie les cellules de M(e-s)

– trois classes de similitude

),max( 0: si es temporellsDivergence

),max( : si opposées Décisions

0:si identiques Décisions

(i,j)M(i,j)M(i,j)M

(i,j)M(i,j)M(i,j)M

(i,j)M

ses)(e

ses)(e

s)(e


simulateur v.s. expérimentations consolidées

au total: décisions identiques 40,3% ; divergences temporelles 44,8% ; décisions opposées 14,9%

56 168 151

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

décisions opposées divergences temporelles décisions identiques


Bilan de la comparaison

• 85% décisions/actions similaires• 73% des décisions/actions optionnelles sont des décisions

similaires • 15% de décisions/actions opposées:

– Biais 3% expérimental (demi parcelles : tester les seuils)– Effet mise au point en 2005– Effet données manquantes

Les 12% d’erreur résiduelle sont-ils dues à la formalisation ou aux expérimentations ?


Analyse de la pratique expérimentale

Le Modèle Mildium précise les conditions requises d’exécution du POD

• Deux Approches :

MildiumR4Season_startStage_0[isBudbreak()==true && BBCH_PhenologicalState>10]Stage_4 Stage_5Stage_6[rippening]evUpdatePhenState[grapeIsRipe()]Wait_until_mid_floweringPost_treatmentWait_and_watch_ILMStage_3...doMixedTreatment;enterexit_342[mid flowering]enterexit_340[flowering]/ cancelUndoneTreatment()[T3 active period is finished] Pre_harvest_EvaluationEvaluation_1evaluate([M,O]);...saveLandmark(O,'OE1');[5 Leaves and T0 restricted entry interval passed]/if(!existsT0()){cancelUndoneTreatment()} Evaluation_2...evaluate([M,O]);saveLandmark(M,'ME2');evNotifyEvaluationDoneEvaluation_3[T4 active period is finished or (date is T3 + 28 and T4 restricted entry interval is passed)]evNotifyEvaluationDone evNotifyEvaluationDoneStage_2enterexit_337enterexit_334enterexit_331enterexit_328enterexit_326evILMChange[ILM=='+']Stage_1evUpdatePhenState[ Date E1+15 and T1 restricted Entry interval passed]evNotifyEvaluationDoneDowny_Mildew_Treatment_Product_ManagementDowny_Mildew_Treatment_Product_Management[isBudbreak()==true && BBCH_PhenologicalState>10][rippening][T3 active period is finished][mid flowering] evUpdatePhenState[grapeIsRipe()][5 Leaves and T0 restricted entry interval passed]/if(!existsT0()){cancelUndoneTreatment()}[T4 active period is finished or (date is T3 + 28 and T4 restricted entry interval is passed)]evNotifyEvaluationDone evNotifyEvaluationDone[flowering]/ cancelUndoneTreatment()evILMChange[ILM=='+']evNotifyEvaluationDoneevUpdatePhenState[ Date E1+15 and T1 restricted Entry interval passed]evNotifyEvaluationDoneScénarios.

Séquences

rejeu des traces dans le modèle

analyse des distances relatives


Analyse des distances relatives• Deux matrices définissent les écarts temporels

– Msrelative la norme

– Merelative le test

• Il est ainsi possible de vérifier les conditions d’exécution du processus – Ex. Respect de la durée de l’étape 1: E1-E2– Délai entre la décision et l’exécution– Combinaison ou dissociation de traitement Oïdium, Mildiou

T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6E1 E2 E3

T1 T3 T4 T5 T6E1 E2 E3

S

E


Analyse des distances relatives

• Deux matrices définissent les distributions d’écarts temporels entre deux faits (décision/action)*

– Msrelative la norme

– Merelative le test

• Il est ainsi possible de vérifier les conditions d’exécution du processus – Ex. Respect de la durée de l’étape 1: E1-E2– Délai entre la décision et l’exécution– Combinaison ou dissociation de traitement Oïdium, Mildiou

S

E

…

…D1M-E1 T2M-T1ME2-E1

*(colonnes des précédentes matrices Ms et Me)


R4P

-T3

T4P

-T3

R4D

-T3

T4D

-T3

R4D

-R4P

T4D

-T4P

T4P

-R4P

T4D

-R4D

E3-T

3

0

5

10

15

20

25

30

Merelative

R4P

-T3

T4P

-T3

R4D

-T3

T4D

-T3

R4D

-R4P

T4D

-T4P

T4P

-R4P

T4D

-R4D

E3-T

3

0

5

10

15

20

25

Msrelative

Days e

lapsed

Ecarts décision/action

Anticipation

SIMULATION

EXPERIMENTATIONS

15

15


Ecarts décision/action (2)E

1R

1PR

1D T1P

T1D E

2R

2PR

2D T2P

T2D

R3P

R3D T3P

T3D

R4P

R4D T4P

T4D E

3R

5PR

5D T5P

T5D

R6D

T6

140

160

180

200

Expe. 2006

E1

R1P

R1D T1P

T1D E

2R

2PR

2D T2P

T2D

R3P

R3D T3P

T3D

R4P

R4D T4P

T4D E

3R

5PR

5D T5P

T5D

R6D

T6

140

160

180

200

Sim. 2006

Traiter en Lots

SIMULATIONEXPERIMENTATIONS


Bilan analyse des distances relatives

• Divergences dûes au simulateur: – On a mis en évidence quelques « erreurs du

simulateur » liées aux scénarios en entrée

• Divergences dûes aux expérimentateurs:– Gestion des décisions en « lots » :

• Toutes les décisions sont prises au même moment

– Anticipation : • Les experts anticipent certaines décisions• Le modèle Mildium est purement réactif


Bilan des techniques développées

• Etudier les relations modèle et instances

• Deux techniques complémentaires :– Une vue macro (distances) permet de montrer

que la décision à la parcelle est conditionnée par des considérations à une échelle plus large

– La vue micro (rejeu) permet d’expliquer les écarts entre modèle et mise en œuvre : traitements T5 2005 injustifiés, traitements trop précoces dûs à la peur…

Ces techniques serviront à

analyser la qualité

d’expérimentation dans le

projet Sydéret (27 parcelles

2008)


Pour résumer mon travailPrincipes de la PICPrincipes de la PIC

En

rich

ir le P

OD

grâ

ce à

En

rich

ir le P

OD

grâ

ce à

u

ne c

on

cep

tion

ité

rati

ve.

un

e c

on

cep

tion

ité

rati

ve.

MildiumR4

Season_start

Stage_0


Stage_4

Stage_5

Stage_6

[rippening]




Stage_3


enterexit_342

[mid flowering]

enterexit_340




Evaluation_1

evaluate([M,O]);...saveLandmark(O,'OE1');


Evaluation_2

...evaluate([M,O]);saveLandmark(M,'ME2');


Evaluation_3




Stage_2


Stage_1





[rippening]

[T3 active period is finished][mid flowering]











MildiumR4

Season_start

Stage_0


Stage_4

Stage_5

Stage_6

[rippening]




Stage_3


enterexit_342

[mid flowering]

enterexit_340




Evaluation_1

evaluate([M,O]);...

saveLandmark(O,'OE1');

[5 Leaves and T0 restricted entry interval passed]/

if(!existsT0()){cancelUndoneTreatment()}

Evaluation_2

...evaluate([M,O]);

saveLandmark(M,'ME2');


Evaluation_3




Stage_2


Stage_1





[rippening]


[mid flowering]


[5 Leaves and T0 restricted entry interval passed]/

if(!existsT0()){cancelUndoneTreatment()}









Conception à base d’expertise

Expliciter une Spécification

Formaliser un Procédé

POD Mildiumformalisé

Conformité du modèlerecueilli v.à.v. design initial?

POD Mildium

SimulationAn. Quantitatif

RejeuAn. Qualitatif

Modèle formel conformeExplication des divergences

•Pas d’analyse de Sensibilité•Pas d’estimation Qlté Agro du POD•Sim&Rejeu sur scenarios décision expe.

*Base d’exigence PIC*Base d’exigence PIC


Répondre à trois besoins• Communication :

– Production d’un modèle complet du POD Mildium (recueil et formalisation)

• Formalisme graphique accessible (Statechart)

• Opérationnalité : – Implémentation d’un simulateur– Vérifier que le modèle recueilli reproduit les décisions des

experts• Fiabilité :

– Amélioration de la conception pendant le recueil de connaissances

– Analyses qui permettent d’identifier certains problèmes de conception

– Mise en œuvre du POD plus fiable grâce à l’emploi d’un formalisme adapté au type de problème traité


47

Mise en perspective


48

Au delà du vignoble L’approche Processus

pour la Protection des Cultures


Mettre l’accent sur la mise en oeuvre

• Généralement la protection des cultures se concentre sur– La biologie du végétal– Les populations pathogènes– Les risques épidémiques – L’efficacité des méthodes de lutte (efficacité

des pesticides)

L’action des opérateurs est mal prise en compte


Mettre l’accent sur la mise en oeuvre

• La modélisation des « processus métier » (workflows, les plans)– Faciliter la conception et gestion de la

production intégrée– Modéliser les interactions entre :

• Processus naturels • Interventions directes de l’agriculteur


Mesurer la contribution des itinéraires techniques

Traitement Séquence

Epidémie

Qualitésanitaire


52

Changer les pratiques

Système de décision vs

Outils d’aide à la décision


Système de décision et changement de pratiques

• Nombre d’outils d’aide à la décision– Des sources d’information– Sources de prévision– Au mieux prospectifs

• Concevoir et expérimenter une solution prescriptive pour atteindre les objectifs de production avec peu de traitements

• Recherche et montre un « chemin sûr » dans l’espace du problème de protection


Système de décision et changement de pratique

• Nombre d’outils d’aide à la décision– Des sources d’information– Descriptif des possibles– Au mieux prospectifs

• Concevoir et expérimenter une solution prescriptive pour atteindre les objectifs de productions avec peu de traitements

• Recherche et montre un « chemin sûr » dans l’espace du problème de protection

Dans un contexte de changement de paradigme, l’expertise des agriculteurs

n’est plus valable.Il nous faut leur proposer des solutions

explicites en plus de l’information.


55

Merci de votre attention

Je remercieLaurent Delière

Philippe CartolaroLionel Delbac

Serge GuillaumeAgnes Calonnec

Florent HernandezSéverine Dupin

Jean marc BarbierRoger Martin Clouaire

Christian GarySerge SavaryArnaud Helias

Michel ClerjeauVéronique Bellon Maurel

Olivier NaudET BIEN ENTENDU Mes Rapporteurs

Françoise LescourretMichel Combacau

AINSI QUE Cesare Gessler

.

.

.

.

Soutenance de thèse - Bertrand Léger 1 Recueil et Formalisation de procédés experts pour...

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