Projet de recherche doctoral numero :2960

Date depot: 1 janvier 1900
Titre: Optimisation par simulation de réseaux automatisés de surveillance environnementale
Directeur de thèse: Alexis DROGOUL (UMMISCO)
Domaine scientifique: Sciences et technologies de l'information et de la communication
Thématique CNRS : Non defini

Resumé: La propagation saisonnière des sauterelles brunes (cicadelles), qui s'attaquent au jeunes pousses de riz, est un véritable fléau pour le secteur agricole d’Asie du Sud Est. Depuis son apparition (en 2004), elle engendre des pertes colossales et menace autant la sécurité alimentaire des habitants que l’équilibre économique de certains pays. Ainsi, en 2006, le Vietnam a été contraint de stopper ses exportations de riz en raison d’une perte de près de 400.000 tonnes causée par une invasion plus soutenue que les années précédentes. Dans ce pays, ce sont les 22 provinces de la région du Mekong, considérée comme le « grenier à riz » du pays, qui sont le plus touchées (voir le site http://ricehoppers.net/ pour une mise en perspective historique et régionale). Problématique générale: L’Université de Can Tho, en collaboration avec le SPPC et l'IRD (UMI UMMISCO), a donc mis sur pied, en 2008, un projet financé par le gouvernement vietnamien, intitulé : « Design of Information Systems for supporting the Protection against Epidemic Diseases of crop plants and aquaculture in major economic areas », dirigé par le Dr. Le Quyet Thang. Ce projet ciblait les points suivants : 1. La conception de SIG en ligne dédiés au suivi des invasions d’insectes ravageurs, 2. La conception de modèles et de simulations dédiés à la prévision des invasions 3. La conception d’un portail interactif facilitant l’accès à ces outils pour un public large (agriculteurs, décideurs, chercheurs, étudiants, etc.) Rapidement, et même si plusieurs de ses objectifs ont été remplis avec succès, en particulier en termes de simulations, est apparu dans ce projet qu'une des conditions nécessaires à la mise en œuvre de prévisions réalistes à court ou moyen-terme résidait dans une amélioration radicale (et une refonte) de la collecte d'informations au jour le jour sur l’état de la propagation, afin de pouvoir élaborer avec les acteurs de terrain des stratégies de lutte pertinentes dans un délai de temps « raisonnable ». Cette procédure pose deux problèmes importants : 1) Le manque de réactivité et l’inertie du dispositif, ainsi que la lenteur de remontée des informations, rendent difficiles un suivi au jour le jour de la progression des cicadelles, et encore plus une prévision. Bien souvent, les données obtenues ne permettent que de constater la corrélation entre la densité d’insectes capturés et les dégâts … déjà causés. 2) Le placement initial des pièges, du fait de cette inertie, revêt une importance considérable pour la pertinence du tableau global obtenu. Les ressources humaines étant limitées, il n’est pas envisageable d’avoir une densité de pièges élevée, et il est donc nécessaire qu’ils soient placés à des endroits stratégiques (compte tenu des épisodes précédents, de la météorologie, de la topologie du terrain, de l’état des cultures, etc.) Sur le premier point, les autorités envisagent la mise en place, progressive, de moyens automatisés de détection, comptage des insectes et de transmission des données, couplés à des moyens de télédétection aérienne ou par satellite. Il s’agit cependant d’un projet à très long terme, auquel l’IRD participera dans le futur. C’est dans le contexte du second point que se situe le sujet de thèse proposé. Il consiste à proposer, compte tenu des contraintes géographiques, climatiques, humaines et matérielles existantes, des stratégies permettant d’optimiser le placement (et les éventuels déplacements) des réseaux de pièges afin de rendre compte, au mieux, de la forme de l’invasion. Le fil conducteur de ce sujet de thèse est : 1) de s’appuyer sur des simulations d’invasion des cicadelles (spatialisées et basées sur des données réelles), à l’échelle d’une ou plusieurs provinces. Certaines existent déjà (voir figure (c)), mais doivent être affinées pour prendre en compte les données météorologiques, ainsi que la topologie du terrain, etc. et surtout les données historiques disponibles. 2) de développer parallèlement et de façon indépendante un modèle réaliste du réseau de surveillance lui-même, aussi bien les pièges que leurs opérateurs (et les contraintes en termes de ressources, de disponibilité, de temps de transmission de l’information, etc.), et de le faire fonctionner dans les simulations précédentes. 3) De mesurer les écarts, sur un ensemble de scénarios pré-déterminés, entre les résultats obtenus par les simulations d’invasion et les résultats fournis par le modèle de réseau (écarts finaux, écarts sur les données temporelles, etc.) 4) De proposer des méthodes d’optimisation automatiques jouant sur le placement des pièges, la fréquence d’échantillonnage (relevés), afin de réduire, sur ces différents scénarios, les écarts constatés. 5) De généraliser cette méthodologie pour en tirer des conséquences en termes d’organisation du réseau réel, mais aussi en termes d’évolutions souhaitables (qui pourront également être « validées » en simulation) : mise en place de capteurs mobiles,

Doctorant.e: Truong Xuan Viet