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Développement de l’intégration de la différentiation spatiale lors de la modélisation des systèmes et de l’évaluation de leurs impacts environnementaux par l’ACV – Vers un continuum de spatialisation et un couplage aux outils de monitoring pour les systèmes de gestion des déchets (SPACE Recovery)

- Type de projet : Irstea Indeco « Indicateurs environnementaux »

- 2013-2014

- Partenaires : TSCF, GERE

- Description : Une des faiblesses les plus fortes de l’Analyse du Cycle de Vie (ACV) est son manque de prise en compte des paramètres spatio-temporels pour la modélisation des systèmes et l’évaluation de leurs impacts environnementaux potentiels. En effet, l’ACV considère identiques, en termes d’évaluation, des émissions ici et maintenant et des émissions ailleurs et plus tard. L’objectif du projet est de proposer un cadre conceptuel innovant permettant d’intégrer la caractéristique spatiale de l’émission au travers des différentes étapes de l’ACV. Ce cadre conceptuel que l’on pourrait appeler « continuum de spatialisation » a pour but de formaliser et d’identifier les différents changements d’échelle spatiale nécessaires lors de la modélisation systémique des activités d’arrière plan (production de matières premières nécessaires au système étudié) et de premier plan (procédés du système étudié) d’un système afin d’évaluer ses impacts environnementaux potentiels et les éventuels transferts d’impacts potentiels à travers l’espace. Dans un deuxième temps, le projet se focalisera sur l’identification des couplages souhaitables entre le déploiement de ce « continuum de spatialisation » et des méthodes et outils de monitoring environnemental permettant dans la pratique la spatialisation des émissions. Ces méthodes et outils peuvent être : des outils de modélisation spatiale comme les Systèmes d’Information Géographique (SIG) notamment SOLAP (Spatial On Line Analytical Processing), ; des outils de simulation des performances technologiques mobilisés par exemple pour modéliser l’application des produits issus de la gestion des déchets et valorisés par épandage, des outils de modélisation du devenir, de l’exposition et de l’effet des substances dans l’air, l’eau o le sol tels que USEtox, les outils SIG et Impact World 2012. Ces outils ne sont sans doute pas complètement adaptés à ce type d’utilisation et feront l’objet d’une identification des adaptations nécessaires pour pouvoir remplir nos objectifs de spatialisation en ACV.

- Mon rôle : Intervenant dans les sous-taches : Identification précise des outils de monitoring associés à la spatialisation ; Identification des adaptations nécessaires de ces outils de monitoring à la question de recherche étudiée

Système décisionnel spatial OLAP orienté VGI (VGOLAP)

- Type de projet : Inter Carnot STAR

- 2013

- Partenaires : Irstea, LSIS

- Description : les outils Wiki ont permis la création de systèmes web collaboratifs pour les données spatiales qui permettent aux experts et aux particuliers de créer et de partager des informations alphanumériques et géographiques. Cela a conduit au concept de Volunteered Geographic Information (Information Géographique Volontaire voir « la mobilisation d'outils pour créer, assembler et diffuser des données géographiques fournies volontairement par des individus ». Les systèmes VGI ont déjà été utilisés dans différents domaines d’application (urbanisme, risques environnementaux, etc.) produisant de bons résultats, car l’utilisation de données et connaissances récentes ainsi que les processus de décision participatifs deviennent nécessaires pour les décideurs. Néanmoins, ces systèmes permettent des analyses des données simples, souvent limitées à la visualisation. Le SOLAP présente quelques limitations liées à la fraîcheur des données et à la flexibilité (faible) de ses structures de données et d’analyse. Le projet VGOLAP se place dans ce cadre général des systèmes de gestion des risques. Il vise la réalisation d’un système décisionnel spatial pour l’analyse spatio-multidimensionnelle de données VGI. Sur un plan scientifique, par rapport à la problématique décisionnelle usuelle, VGOLAP se différencie par :

o La prise en compte, dans l’analyse SOLAP, des données spatiales et non spatiales issues de sources multiples y compris des données dites « citoyennes » ou « volontaires », i.e., provenant de contributeurs non professionnels

o Le caractère générique de la solution visée

Ce projet se positionne aussi comme une aide aux non-experts en informatique, aussi de IRSTEA, pour concevoir des applications geo-décisionnelles plus facilement.

- Mon rôle : Partenaire sous-traitant : Définition des concepts principaux de l’architecture envisagée, étude des aspects qualité, et co-encadrement d’ingénieur qui va être recruté dans le projet.

Fouille de données pour l'évaluation et le suivi de la qualité hydrobiologique des cours d'eau (Fresqueau)

- Type de projet : ANR, programme

- 2011-2014

- Partenaires : Irstea, UMR LHyGeS, UMR LSIIT, UMR TETIS, UMR LIRMM, AQUABIO et AQUASCOP

- Description : Le projet a pour but de développer de nouvelles méthodes pour étudier, comparer et exploiter l'ensemble des paramètres disponibles concernant l’état des cours d’eau ainsi que les informations décrivant les usages et les mesures prises. Les outils développés seront intégrés dans une plateforme à source ouverte d'aide à l'interprétation du fonctionnement des cours d’eau. L’originalité de l’approche proposée est de pouvoir mettre en relation des données structurelles et des données fonctionnelles via la mobilisation d'un ensemble de méthodes novatrices, et de mettre ainsi en place un véritable processus d’aide à la découverte de connaissances. Différentes approches d’extraction de connaissances seront testées et combinées, en se basant sur une structuration spatio-multidimensionnelle pour uniformiser et intégrer les différentes sources de données

- Mon rôle : Coresponsable d’une sous-tache : Spécifier les caractéristiques attendues d'un entrepôt de données permettant de stocker et d'accéder à l'ensemble des données recensées du projet, et définir un prototype d’entrepôt des données

Entreposage et analyse multidimensionnelle des données spatiales complexes.

- Type de projet : transfert industriel

- 2011-2014

- Partenaires : Irstea (équipe COPAIN), Agaetis

- Thème du projet et description du travail de l’équipe COPAIN : Le but de ce projet est de développer la structure d’un nouveau type d’entrepôts de données (et d’un OLAP) qui permettront d’intégrer et de manipuler facilement de gros volumes de grilles géo-référencées issues de résultats de simulation environnementale. L’objectif final est de faciliter l’analyse et la visualisation de phénomènes selon plusieurs dimensions. L’outil permettra de calculer rapidement des cartes agrégées sur le temps, l’espace ou encore sur d’autres dimensions (par exemple agrégation par type de pollution observées, etc.). La solution informatique proposée par Irstea en lien avec Agaetis sera ensuite exploitée par l’entreprise. La société de service en informatique Agaetis travaille sur des solutions pour gérer les gros volumes de données produites par des simulations environnementales (qualité de l’air, etc.) ; il s’agit ici principalement de grilles géo-référencées calculées pour des périodes de 15 minutes.

- Mon rôle : Coresponsable pour Irstea ; Co-encadrement du doctorant sur les entrepôt des données spatiales continues

Mise au point de descripteurs du risque de contamination des eaux de surface par les phytosanitaires à l’échelle du bassin versant. Prise en compte des dimensions spatiales et temporelles. Appui à l’évaluation et à la gestion du risque (Miriphyque)

- Type de projet : Programme "Evaluation et réduction des risques lies à l'utilisation des pesticides" du Ministère de l'écologie

- 2010-2014

- Partenaires : Irstea - équipes de Lyon, Montpellier, Clermont-Ferrand (COPAIN), INRA Rennes, Arvalis, Union des Industries de la Protection des Plantes, INRA AgroParisTech Thiverval-Grignon

- Budget total du projet (coût complet) : 965 790 €

- Thème du projet et description du travail de l’équipe COPAIN : L’objectif général du projet est de construire une méthode d’évaluation du potentiel de contamination des eaux de surface par les produits phytosanitaires à l’échelle du petit bassin versant qui inclut les dimensions spatiales et temporelles. Les travaux de COPAIN portent sur la proposition et la mise en place d’une structure spécifique d’entrepôt de données spatio-temporelles adaptée au stockage des chroniques simulées, ceci afin de faciliter leur remobilisation. Nous avons développé de nouvelles recherches pour proposer des techniques pour mieux contrôler la qualité des données entreposées.

- Mon rôle : Conception et implémentation des entrepôts de données à partir des données de simulation

Du capteur à l'indicateur : les Entrepôts de Données spatiales au service de l'évaluation des performances ENergétiques des entreprises agricoles (EDEN)

- Type de projet : CASDAR

- 2010-2013

- Partenaires : ACTA, ARVALIS, Irstea, CRA Bretagne, CA Loire-Atlantique, CA Haute Garonne, Institut de l'élevage

- Mon rôle : Conception, implémentation alimentation et de l’entrepôt de données

Impacts prototypiques des politiques sur les activités multifonctionnelles dans les collectivités locales rurales (PRIMA)

- Type de projet : projet européen

- 2009-2011

- Partenaires : IRSTEA (ADBX, LISC, METAFORT, G-EAU, et c.f. https://prima.cemagref.fr/the-project/who).

- Thème du projet et description du travail de l’équipe COPAIN : Développer une méthode de changement d'échelle permettant d'analyser les impacts locaux des politiques publiques (en l'occurrence de l'Union Européenne) sur les espaces ruraux, vus en termes de multifonctionnalité des usages et des activités économiques. Les compétences de l’équipe COPAIN ont aussi intégré dans le projet pour implémenter automatiquement, à partir des résultats de modèles de simulation conçus au cours du projet par le LISC, des entrepôts de données spatiales

- Mon rôle : Définition de la démarche de définition et implémentation automatique des EDS à partir de résultats de modèles de simulations

Systèmes d’Information et Entrepôts de données spatiaux pour l’analyse des résidus de pesticides (SIE Pesticide)

- Type de projet : réponse à l’appel à projet du programme national "Pesticide" d’Irstea

- 2008-2011

- Partenaires : équipes d’Irstea de Montpellier, Clermont-Ferrand (COPAIN), Bordeaux, Lyon.

- Thème du projet et description du travail de l’équipe COPAIN : Les travaux ont porté sur la mise en place d’entrepôts spatio-temporels pour le stockage et la restitution de données sur les pesticides. Ces données étaient issues de différentes équipes d’Irstea. Une chaine de logiciels a été choisie afin de couvrir toute la phase de conception des entrepôts spatiaux. Nous avons développé de nouvelles recherches pour proposer des techniques pour mieux contrôler la qualité des données entreposées. Nous avons aussi offert un soutien méthodologique en génie logiciel et en représentation conceptuelle (UML) aux équipes non-informaticiennes d’Irstea.

- Mon rôle : Modélisation de la base de données des entités caractérisant les pesticides (e.g. Bassin versant, etc.) et implémentation des EDS pour leur analyse.

Évaluation fine des performances énergétiques des entreprises agricoles par l’utilisation des NTIC (Energe'TIC)

- Type de projet : CASDAR

- 2008-2011

- Partenaires : Equipe COPAIN, UR TSCF , ACTA, ARVALIS, Irstea, ENESAD, ENITAB, EPLEFPA (Brioude, Marmilhat, Moulins, Vesoul), Institut de l'élevage, SOLAGRO

- Mon rôle : Conception et implémentation de l’entrepôt de données pour l’analyse des consommations énergétiques

Operational management and geodecisional prototype to track and Trace AGricultural production (OTAG)

- Type de projet : projet européen – 6ème PCRD

- 2007-2009

- Partenaires : UR TSCF (Irstea), UMR TETIS, Embrapa (Brésil), Cirad (Montpellier), GAAP (Univ. Laval – Québec).

- Thème du projet et description du travail de l’équipe COPAIN : Le projet visait à concevoir un système de suivi des grands troupeaux de bovins (destinés à la consommation) d’Amérique du Sud, via des colliers électroniques. Un but était d’obtenir une traçabilité plus fine du bétail et de permettre une politique des gestions des épizooties et des crises sanitaires plus ciblées. Dans ce cadre, l’équipe COPAIN a travaillé sur la collecte, le stockage et le traitement de données de déplacements d’animaux.

- Mon rôle : Définition de d’une base de données spatiales pour le stockage des trajets d’animaux et des méthodes d'analyse pour la contamination des maladies bovines.

Développement d’un système d’aide à la décision pour l’irrigation de la vigne (DISP’eau)

- Type de projet : Fonds Unique Interministériel

- 2009-2013

- Partenaires : Société ITK, Association Climatologique de l’Hérault, équipe COPAIN, Chambre d’Agriculture de l’Hérault, CIRAD, Geocarta, INRA, Les Vignobles Foncalieu, Netafim France, Vignerons du Sieur d’Arques.

- Budget total du projet (coût complet) : 2 399 211€

- Thème du projet et description du travail de l’équipe COPAIN : Le but de ce projet est de concevoir un outil d’aide à la décision pour la viticulture basé sur un modèle physiologique capable de prédire l’état hydrique d’une parcelle de vigne. L’objectif est de rendre possible l’optimisation des itinéraires hydriques et donc une réduction des apports en eau pour un résultat de récolte identique. Le rôle de l’équipe est de mettre en place un réseau de capteurs pour collecter automatiquement des mesures terrain (pour alimenter le système d’aide à la décision) et les intégrer au sein d’un entrepôt de données.

- Mon rôle : Définition d'un entrepôt de données spatiales avec les données des capteurs en collaboration avec M. Kang (LIMOS)