Premièrement, la qualité des séquences de culture est évaluée en utilisant l’indi- cateur kp deLeteinturier et al.(2006) représentant l’effet précédent d’un couple de culture. Grâce à ceci, il est possible d’évaluer la nature d’une séquence de culture en prenant en compte la dégradation de la structure du sol qu’elle entraine, les maladies, les résidus de pesticides, d’azote et les mauvaises herbes.
Deuxièmement, la préférence structurelle des allocations est évaluée en fonction de la continuité spatiale des parcelles auxquelles une même culture a été assignée une année donnée. Autrement dit, l’allocation est d’autant plus intéressante que les parcelles allouées à une même culture sont spatialement groupées. Cette préférence structurelle est intéressante car elle minimise les déplacements entre parcelles et facilite implicitement le travail au quotidien de l’agriculteur. Notons cependant que cette préférence n’est pas toujours possible. L’une des raisons est que deux parcelles côte à côte peuvent appartenir à des zones cultivables différentes induisant ainsi l’impossibilité de produire la culture sur l’une des deux parcelles. On dénombre d’autres raisons liées à l’historique de l’exploitation, aux capacités et à l’accessibilité des ressources.
Enfin, les objectifs de production de l’exploitation sont évalués en fonction de l’adéquation entre les surfaces cultivées et les besoins de fonctionnement de l’ex- ploitation. Ces besoins peuvent être imposés par des contrats de l’agriculteur ou fixés en fonction des exigences internes de l’exploitation (ex : production de four- rage pour les troupeaux).
En résumé, le problème d’allocation de culture tel que nous le percevons dans cette thèse est un problème de planification spatio-temporelle de l’occupation du sol dans lequel l’utilité de l’allocation est évaluée par une fonction multicritères dépendant de la qualité des séquences de culture, des préférences structurelles de l’agriculteur et des objectifs production de l’exploitation. Les plans solutions d’un problème d’allocation de culture sont des plans abstraits dont l’exécution nécessite une expansion.
1.3
Choix du mode de conduite des cultures : décisions
tactiques
1.3.1 Description du problème
Une fois les cultures affectées aux parcelles, l’agriculteur décide annuellement la façon de conduire chacune d’elle : c’est la décision tactique. Il combine, pour ce faire, les opérations agricoles : semer, désherber, fertiliser, récolter etc. Chacune de ces opérations agricoles nécessite des ressources spécifiques et est soumise à un ensemble de contraintes temporelles telles que : (i) la durée d’exécution, (ii) la fenêtre d’activation et de fermeture.
L’enchaînement des opérations agricoles définit le mode de conduite adopté pour la production des cultures allouées durant la phase de planification stratégique. Notons dès le départ que l’agriculteur ne réinvente pas à chaque fois la manière de conduire les cultures à partir d’un objectif final qui serait de produire une culture. Généralement il dispose via ses itinéraires techniques (ITK) de connaissances sur les différentes manières de résoudre le problème. Il existe pour chaque culture, plusieurs ITKs possibles. Chacun permet d’atteindre un objectif spécifique (ex : maximiser le rendement, minimiser les intrants etc.). Ainsi, considérant l’allocation des cultures d’une année donnée, le problème de décision tactique relatif au mode de conduite consiste à associer à chaque culture allouée un plan décrivant un itinéraire technique lui permettant d’atteindre ses objectifs de production. Au vue de la dynamique de l’environnement, ce plan ne peut être
que partiellement instancié. En effet une planification très précise sur une année de la date et des ressources associées à une opération agricole ne pourraient prendre en compte l’incertitude intrinsèque de la conduite des systèmes de culture (ex : le climat).
Par ailleurs, le choix du mode de conduite des cultures est raisonné par système de culture.
Pour appréhender cette décision, l’agriculteur dispose :
– d’un ensemble de parcelles de l’exploitation affectées à des cultures, – d’un ensemble d’ITKs par culture,
– des plans courants en cours d’exécution sur les parcelles,
– d’un ensemble de variables observées décrivant la dynamique de l’environ- nement,
– des capacités de ressources de l’exploitation, – d’objectifs de production annuels.
1.3.2 Formulation du problème
Le choix du mode de conduite des cultures, caractéristique de la décision tactique, est un problème de planification d’actions duratives dans l’espace de plans partielle- ment ordonnés que sont les itinéraires techniques (ITKs). Le problème de décision sous-jacent est l’affectation d’ITKs à des couples parcelle/culture de manière à re- specter la sémantique des systèmes de culture tout en satisfaisant les contraintes de ressources, les contraintes temporelles et de précédences entre opérations agricoles et ceci dans l’optique d’atteindre les objectifs de production de l’agriculteur. Les plans recherchés sont des plans temporellement consistants, partiellement instan- ciés et portant sur un horizon de quelques mois voire une année au plus. L’exécution de ce plan temporel peut être soumise à des adaptations tout au long de l’année.
1.3.2.a Les variables de décisions
Pour chaque plan tactique, les variables de décision sont relatives (i) aux ressources (consommation et production), (ii) au temps (durée, intervalle d’activation/ferme- ture et précédence entre opérations agricoles) et (iii) aux états du milieu (ex : croissance de la plante, état du sol, climat, etc.).
1.3.2.b Les actions possibles
Pour cette phase de planification, les opérations agricoles envisageables recouvrent l’ensemble du domaine des opérations agricoles possibles.
De manière générale ces opérations agricoles sont caractérisées par un ensemble de conditions d’exécution, de contraintes temporelles et de ressources auxquelles elles sont soumises (cf. Tableau1.1).
Nous présentons dans l’AnnexeA.1une description simplifiée et non exhaustive des principales opérations agricoles pour la conduite des cultures annuelles. Le lecteur y trouvera notamment une description des opérations agricoles de :
– travail du sol, – semis, – buttage, – désherbage, – fertilisation de croissance, – protection ravageurs, – régulation de croissance, – irrigation,
1.3. Choix du mode de conduite des cultures : décisions tactiques 21
Table 1.1 – Caractéristiques générales des opérations agricoles
Caractéristiques Descriptions
Nom le nom de l’opération agricole
Précondition les conditions sur l’état du système propices à
l’exécution de l’opération agricole
Durée la durée d’exécution estimée
Contraintes temporelles les contraintes sur les périodes de l’année où
l’opération peut être exécutée
Ressources les contraintes sur la disponibilité des ressources
nécessaires à la réalisation de l’opération
Effets les effets directs et attendus de l’opération agri-
cole sur les ressources de l’exploitation et la dy- namique de l’environnement chimique et bio- physique de l’exploitation.
– défanage, – récolte.
Les dates de réalisation ces opérations agricoles sont spécifiques aux types de culture. Nous décrirons pas l’ensemble des dates possibles. Cependant, dans la section 1.6nous présenterons celles liées aux opérations agricoles utilisées dans le cas d’étude de la thèse.
1.3.2.c Les plans partiels décrivant les itinéraires techniques
L’itinéraire technique d’une culture est un plan partiellement ordonné constitué d’opérations agricoles. Ce plan décrit l’enchainement des opérations. Une culture peut être conduite de plusieurs manières en fonction des objectifs de l’agriculteur. Par exemple, pour conduire le blé, un agriculteur peut avoir deux itinéraires tech- niques :
1. Labour → Semer → Désherbage mécanique → Fertilisation Azote → Récolter. 2. Labour → Semer → (Désherbage chimique/ Fertilisation Azote → Fertilisa-
tion Azote/ Fongicide) → Récolter.
Le premier est compatible avec les enjeux environnementaux car il introduit très peu d’apport de substances chimiques. Le second quant à lui, offre des garanties de rendement par l’introduction Fertilisation Azote et de Fongicide en parallèles. Dans les deux cas, l’itinéraire technique est décrit par une séquence d’opérations agricoles totalement ordonnées.
Généralement, les ITKs sont plus flexibles que les séquences fixes décrites ci- dessus. Comme l’indique Martin-Clouaire et Rellier (2006), les ITKs sont décrits d’une part par des séquences d’opérations agricoles, spécifiant que deux ou plus de deux opérations agricoles doivent se suivre sans recouvrement lors de leurs exé- cutions sur une même parcelle. Selon les auteurs, la nature de l’enchainement des opérations agricoles s’étend également à la synchronisation entre la fermeture et l’ouverture de deux opérations consécutives. D’autre part, les ITKs peuvent con- tenir des itérations qui spécifient qu’une opération agricole doit être répétée dans l’intervalle de temps correspondant à son intervalle d’ouverture et de fermeture. Enfin, les itinéraires techniques peuvent contenir des optionalités qui expriment
le fait qu’un défaut de réalisation de certaines opérations agricoles n’entraine pas systématiquement la poursuite de l’ITK initial.
En nous basant sur les travaux deMartin-Clouaire et Rellier(2006) nous avons identifié cinq motifs élémentaires permettant de représenter les différentes types d’enchainements des opérations agricoles au sein d’un itinéraire technique de cul- ture. Il s’agit d’itinéraires techniques décrits entièrement ou partiellement par des : – séquences fixes pour lesquelles un ordre total existe entre les opérations agri-
coles (cf. Figure 1.6),
– séquences flexibles pour lesquelles l’ordre total existant entre les opérations agricoles n’exclut pas les optionalités dans la séquence (cf. Figure 1.7), – branches parallèles fixes pour lesquelles un ordre partiel existe entre les opéra-
tions agricoles. (cf. Figure 1.8),
– branches parallèles flexibles pour lesquelles l’ordre partiel existant entre les opérations agricoles n’exclut pas les optionalités dans les différentes branches décrivant les enchainements d’opérations agricoles. (cf. Figure 1.9),
– itérations pour lesquelles des opérations agricoles peuvent être répétées plusieurs fois (cf. Figure 1.10).
Ainsi, l’itinéraire technique d’une culture est une combinaison de ces différents motifs élémentaires.
A B C
Figure 1.6 – Motif d’ITK décrivant une séquence fixe
A B C
Figure 1.7 – Motif d’ITK décrivant une séquence flexible
A
B0
B1
C
Figure 1.8 – Motif d’ITK décrivant des branches parallèles fixes
A
B0
B1
C
Figure 1.9 – Motif d’ITK décrivant des branches parallèles flexibles
A B C
Figure 1.10 – Motif d’ITK décrivant une itération
1.3.2.d Les contraintes
Les contraintes liées au choix du mode de conduite des cultures sont de trois types. Premièrement nous retrouvons les contraintes liées aux aspects temporels des it- inéraires techniques. Ces contraintes portent sur les périodes d’activation des opéra- tions agricoles décrivant l’ITK. Elles concernent également des :
– relations temporelles d’enchaînement ou de synchronisation entre opérations agricoles (Martin-Clouaire et Rellier,2006).