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Recherche environnementale : quelle valorisation des
données par le secteur agricole ?
Yves Brunet, Sabine Riou
To cite this version:
Yves Brunet, Sabine Riou. Recherche environnementale : quelle valorisation des données par le secteur agricole ?. [Rapport Technique] 2018. �hal-02788916�
Recherche
environnementale :
quelle valorisation
des DONNÉES par le
secteur agricole ?
Pré-étude
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Auteurs
Yves Brunet - animateur scientifique, Inra
Démarche et méthode
(p. 5)
Le paysage de la recherche environnementale : vers une valorisation sectorielle ?
(p. 6)
La transformation numérique du secteur agricole : un contexte favorable
(p. 13)
Valorisation agricole : des freins multiples mais des propositions émergentes côté recherche
(p. 17)
Les attentes techniques, fonctionnelles et thématiques des acteurs agricoles
(p. 22)
Conclusion : analyse stratégique et perspectives
(p. 29)
Annexes : présentations de dispositifs de valorisation de données par le secteur agricole
(p. 32)
Sommaire
Démarche et méthode
Cette étude s’adresse aux acteurs de la recherche publique, à leurs structures de valorisation et de transfert, ainsi qu’aux acteurs socio-économiques.
L’étude s’appuie principalement sur 38 entretiens semi-directifs réalisés en 2017-2018 auprès de : • Startups, PME, grands groupes
• Instituts techniques • Coopératives
• Organismes de conseil et développement agricole
• Organismes de recherche publics (AllEnvi) et « plateformes »
Elle s’appuie aussi sur des éléments récupérés lors de séminaires (ESA Connect, conférence Safagr’Idée…) et de documentations diverses (articles, rapports, newsletters…).
Restitution : les résultats de ce travail ont été présentés lors d’un atelier participatif organisé le 8 février 2018 à l’IGN, qui a réuni 16 participants de différents horizons. Il a permis de confirmer les résultats et de les compléter par des échanges et des interventions Flash de participants représentants des (infra)structures suivantes : IR Système Terre, MAA, IGN, AnaEE France, unités InfoSol et Agroclim (Inra), Observatoire spatial régional (OSR), Smag et Api-Agro (Acta).
Contexte : réalisé à la demande du comité de pilotage scientifique (CPS) d’AllEnvi, ce travail vise à apporter des éléments utiles au positionnement des organismes publics de recherche dans le contexte actuel, notamment impacté par l’application de la directive européenne Inspire (open data). L’étude s’est intéressée en particulier au secteur agricole, à ses besoins et à la valorisation actuelle des données environnementales dans le secteur, car il est lui-même producteur de masse de données agricoles et se questionne aussi sur les perspectives et conditions d’exploitation de ces données.
Le paysage de la recherche
environnementale : vers une
valorisation sectorielle ?
La recherche environnementale…
Les infrastructures de recherche sur l’environnement produisent des données environnementales d’observation, expérimentation et modélisation destinées en premier à la communauté scientifique pour comprendre le fonctionnement et l’évolution du système terre et de ses différents compartiments. Il en existe aux échelles locales, nationales et européennes, sous différentes formes (localisée, distribuée, dématérialisée) et plus ou moins avancées, générant des canaux multiples et
imbriqués d’acquisition et de diffusion de données.
…dans l’environnement mouvant
de l’Open & Big data
Les conditions d’acquisition des données, leur exploitation et leur valorisation sont actuellement en débat en raison de plusieurs facteurs internes et externes :
La réduction des budgets consacrés aux infrastructures de recherche
La réglementation qui instaure la gratuité d’accès aux données publiques : directive européenne Inspire (2007), lois
françaises Valter et Lemaire sur la République numérique (2016)
L’évolution des pratiques de recherche : des données de plus en plus nombreuses (services d’observation, big data) et des outils de traitement de
données qui évoluent
L’arrivée de nouveaux acteurs économiques, notamment issues des outils de communication et de la collecte et
l’exploitation de masse de données
L’enjeu pour les acteurs de la recherche est de parvenir à intégrer la chaîne de valeur des données environnementales et se positionner dans les jeux d’acteurs des marchés publics et privés avec une offre compatible avec les directives sur les données publiques et un modèle économique viable.
L’investissement français dans les données est colossale : les satellites représentent à eux seuls un coût de 1 MM€ par an, et les autres infrastructures nationales ont un coût d’investissement de 1 MM€ et un coût de fonctionnement de 200 M€ par an et 1000 ETP mobilisés). Au-delà de l’exploitation des résultats par la recherche, il est nécessaire d’identifier des valorisations sectorielles (gratuites ou facturées).
Un cadre juridique spécifique qui instaure la gratuité des
données de la recherche environnementale publique
1998
2007
2015
2016
1998 la convention internationale Aarhus est un accord international de
« démocratie environnementale » sur l'accès à l'information, la participation du public au processus décisionnel et l'accès à la justice en matière d'environnement
2007 la directive européenne Inspire vise à faciliter
l’accès à des informations spatiales interopérables utiles aux missions environnementales
2015 la loi Valter instaure la gratuité pour la
réutilisation des informations contenues dans les documents administratifs du secteur public
2016 la loi Lemaire, ou loi pour une République numérique, renforce les obligations d’ouverture
La valorisation sectorielle est une 2
e
vie pour une donnée
de recherche*, qui suscite questions et débats
Comment compenser le coût de la diffusion (validation, qualification, mise en forme) en plus de la baisse des dotations d’État ?
Valorisation
scientifique Valorisation sectorielle
Intégration Agrégation,
traitement Open dataDiffusion
Production développement Traitement,
de services
Valorisation scientifique
€ coût € gain
* donnée acquise par les infrastructures de recherche, à des fins de recherche ou non
Valorisation sectorielle : est-ce le rôle de la recherche publique ou d’acteurs privés (startups, etc.) ?
Faut-il produire des données à des fins de recherche ou selon la demande des acteurs ? La recherche doit-elle être sur du court et moyen terme ou du long terme ?
Comment inciter les chercheurs à diffuser leurs données, pour qu’elles soient repérables, partageables et réutilisées ?
Valorisation sectorielle
La mise à disposition des données :
des politiques en structuration, encore peu lisibles
Les politiques de mise à disposition des données (dont les données environnementales) sont très variables d’un organisme à un autre, d’une plateforme à une autre :
- maturité de la réflexion sur la mise à disposition des données plus ou
moins avancée
- ouverture à l’Open data plus ou moins appliquée
- modèle économique en cours de réflexion pour la plupart des
infrastructures collaboratives
- enjeux variables : raison d’être ou simple produit de la recherche, volonté
de monétiser ou non
- valorisation sectorielle (agricole) plus ou moins ancienne et intéressante
Cet état de structuration rend peu lisible l’offre de recherche.
De nombreux secteurs économiques exploitent
et dépendent des données environnementales
Secteurs économiques exploitant les compartiments du système terre et dépendant des données
associées (sous-sol, surfaces continentales, océan, climat, biodiversité) :
•
Transport : terrestre (SNCF, Vinci…), maritime, aérien, énergie (ERDF), infrastructures (CDC,
Bouygues…)
•
Eau : approvisionnement (Veolia, Suez), risques d’inondation (pouvoirs publics, collectivités, Predict
services)
•
Santé-sécurité : qualité de l’air (collectivités, associations…), risques naturels (séismes,
éboulements…)
•
Assurances
•
Appuis aux politiques publiques (bureau d’étude, ingénierie, conseil – EY, CGG, Egis), aux
investisseurs (BTP, mines et carrières…)
•
Tourisme : sports d’hiver – enneigement et sécurisation des sites – (Compagnie des Alpes…)
•
Agriculture : semenciers (Soufflet, Limagrain…), coopératives (Avril…), négociants (Louis
Dreyfus Commodities, ODA…)
Le choix a été fait dans ce travail de s’intéresser aux besoins des acteurs socio-économiques du secteur agricole :
startups, PME, grands groupes, instituts techniques, coopératives, agriculteur, organismes de conseil et
développement agricole.
Transformation numérique du
secteur agricole : un contexte
favorable
De l’agriculteur à l’ageekulteur : une tendance qui
s’amplifie
Source : Observatoire des usages de l’agriculture numérique 2017 http://agrotic.org/observatoire/
« 45 % des agriculteurs sont équipés de smartphones (contre 39 % en 2012) et 20 à 25 % de tablettes »
Source : études Agrinautes Terre-net Media / BVA 2016 Le progrès technologique a changé en profondeur le secteur agricole au cours du XXesiècle : mécanique, chimie et biotechnologie. La révolution numérique en cours impacte dès aujourd’hui le secteur agricole et cette tendance s’amplifie.
« À quels besoins de l’agriculture les outils numériques répondent-ils ?
• Rendre plus autonome les chefs d’entreprise agricole • Une recherche-développement-innovation plus efficace
• De meilleures performances économiques et environnementales • Intégrer les acteurs du monde agricole dans la société »
Source : « Tous acteurs de la transition numérique agricole » Marie-Cécile DAMAVE. Saf agr’iDées – août 20017
Les usages du smartphone comme système de mesure en agriculture
Un intérêt croissant des acteurs des secteurs
agricoles et non-agricoles
Un investissement significatif des coopératives
« Notre métier de coopérative est en train de changer radicalement grâce à ces outils » (…) « hier, nous étions en gros des vendeurs de semences et de produits phyto, demain nous continuerons à vendre des semences, beaucoup moins d’intrants chimiques, mais en revanche plus d’informations utiles à nos adhérents. »
Christophe Couroussé, directeur du pôle volaille du groupe Terrena En décembre 2016, 31 coopératives affiliées à InVivo ont rejoint le capital du pôle de ressources BeApi qui développe des
solutions pour l’agriculture de précision. Avec pour les coopératives l’objectif d’accélérer l’accès aux derniers matériels et services de haute technologie.
Le projet de loi qui vise à séparer les activités de conseil et de vente des produits phytosanitaires, issu des États généraux de l’alimentation 2017, pourrait remettre en cause le positionnement des coopératives sur certains services et leurs besoins en données environnementales associées.
L’apparition de nouveaux acteurs de l’électronique et du numérique : GAFA, Orange, ATOS…
De nouvelles formations qui émergent pour répondre aux nouvelles compétences-métiers recherchées au croisement des disciplines – par exemple l’ouverture d’un master spécialisé entre l’ESEO et l’ESA d’Angers en 2017.
Pilotage et ressources aux échelles nationale et
européenne
Côté européen, le Partenariat européen pour l’innovation pour une agriculture compétitive et
durable (PEI-AGRI) a fait de « la digitalisation en agriculture » la priorité de son programme d’action
2017. Le PEI-AGRI mobilise deux instruments de financement européen que peuvent solliciter les chercheurs et les acteurs socio-économiques :
• le programme-cadre de recherche Horizon 2020 de la Commission européenne,
• le fonds européen agricole pour le développement rural (FEADER), dont la mise en œuvre est déléguée depuis 2014 aux Conseils régionaux.
Les acteurs politiques français (ministère de l’Agriculture, OPECST) travaillent à l’élaboration d’une plateforme ouverte AgGate, dans laquelle les exploitants seront les premiers propriétaires des données agricoles collectées. Ce projet est coordonné par l’Irstea, en collaboration avec les organismes de conseils et développement agricoles (Chambres d’agriculture, Arvalis…), des startups (Smag, The Green Data…) et des grands groupes (Crédit agricole, Orange…). L’intention française est de partir d’abord sur un dispositif national puis « de le transformer ensuite en plateforme
européenne ». Ce portail de données pour l’innovation agricole devrait être opérationnel en 2020.
En parallèle, plusieurs organismes nationaux proposent régulièrement des financements pour accompagner la transition numérique du secteur comme le ministère de l’Agriculture (programme
Casdar) ou l’Ademe.
Valorisation agricole : des freins
multiples mais des propositions
émergentes côté recherche
Données environnementales valorisables en agriculture :
de quoi parle-t-on ? Quelques exemples
Eau
Quantitatif : débit, hauteur, recharge aquifère Qualité : alcalinité, composés azotés,
composés phosphorés, substances nutritives, oxygène, pH, température, présence de molécules de synthèse
Irrigation : doses, modes Sols
Topographie : relief, hydrographie Composition : texture, métaux lourds,
calcium, micro, méso, macrofaune, NPK
Propriétés : conductivité, absorption,
érosion, compactage, porosité
Modèles : cycle du C Climat
Humidité, rayonnement, pluviométrie, T, vitesse du vent
Prévisions : gel (date, période,
probabilité), sécheresse
Modèles : réchauffement, GES
Plantes, cultures
Production : rendement, systèmes techniques Prévisions : récolte
Risques : maladies, adventices Occupation et usages des sols
Modèles : sélection variétale et génétique
Biodiversité
Indicateurs d’espèces : pollinisateurs,
espèces natives, invasives
Dynamiques : biomasse, cycles nutritifs,
régénération, écosystèmes
Fonctions écosystémiques de l’agriculture
Étant donné la multitude des gisements de données côté recherche et la méconnaissance actuelle des besoins précis du secteur agricole, il n’est pas possible aujourd’hui d’établir un inventaire détaillé des données environnementales de recherche potentiellement valorisables par le secteur agricole.
Des données utiles pour alimenter des modèles
Données météorologiques et modélisation sont utilisées pour
des applications agricoles, par exemple pour la prévision des
stades phénologiques, des besoins d’irrigation, des dates de
récolte, des rendements…
Où sont les freins à la valorisation
(vus de la recherche) ?
Des freins d’abord génériques à la valorisation de la recherche environnementale
• Mode d’évaluation des chercheurs
• Différences culturelles entre privé et public
• Besoins du marché différents des besoins de la recherche
• Science de l’environnement peu habituée à valoriser (contrairement à d’autres sciences comme la santé) • Limites des infrastructures collaboratives : pas de structure juridique, stratégies diverses des membres • Manque de ressource et de temps consacrés en priorité à l’acquisition et l’exploitation des données • Question de la responsabilité en cas de mauvaise utilisation
• Métiers qui nécessitent des compétences en données et en sciences
Des freins spécifiques à la valorisation par le secteur agricole
• Le délai de publication (pas compatible avec une information donnée en temps réel) • Beaucoup d’observations sur le long terme : plusieurs années, plusieurs décennies • Nécessité d’anonymiser les coordonnées de certaines données géolocalisées
• La disponibilité de la donnée : contrainte de flux pérennes et mis à jour, couverture spatiale • La donnée brute est peu utilisable par le secteur, il faut un traitement
• Méfiance vis-à-vis de l’open data de certains acteurs privés agricoles
Ex : Le Cesbio fait émerger une start-up ELL « Espace et Living Lab », société passerelle
axée sur les besoins des utilisateurs
Une palette de propositions de services se
développe de l’amont à l’aval de la valorisation
Des services intégrés aux instituts : unités AgroClim et InfoSol (Inra), plateforme PEPS* (Cnes)…
Des services gérés par des infrastructures et pôles de données collaboratifs de recherche : OZCAR**, Theia… Des services développés en partenariat avec un institut technique : Taméo (MétéoFrance et Arvalis)
Des services mise en œuvre par un acteur privé, une start-up : ELL (Cesbio) Selon le cas, la recherche est en amont ou en aval de la valorisation des données et cela impacte la gratuité
L’institut de convergence #DigitAg, inauguré en juin 2017, rassemble 6 UMR ou unités de recherche sur la question scientifique des systèmes d’information, le stockage et le transfert de données
Ex : Taméo est un nouveau service
pour les agriculteurs, co-conçu par Météo-France et Arvalis
* PEPS : Plateforme d’exploitation des produits Sentinel
Les attentes techniques,
fonctionnelles et thématiques des
acteurs agricoles
Certains acteurs agricoles consultent des portails de
données de recherche, mais il y a peu de suivi précis de
ces utilisateurs
Les portails actuels ont été mis en place pour répondre à la demande de la communauté scientifique en
priorité, certains sont en cours de restructuration pour que les données soient visibles pour des
non-spécialistes.
Les utilisateurs « non-académiques » identifiés des données de ces portails sont :
•
Instituts techniques
•
Bureaux d’études
•
Coopératives agricoles
•
Entreprises privées et startups
•
Chambres d’agriculture
•
MAA, MEDE (Dreal, DDT)
•
Collectivités territoriales
Les données sont majoritairement en téléchargement libre sans inscription préalable, aussi il n’est pas
possible de savoir lesquelles sont consultées et par qui elles sont consultées.
Des attentes sur les modalités techniques de diffusion
Fiabilité
Lisibilité
Interopérabilité
Actualisation
Continuité
Résolution
Faible coût
Source : interview acteurs + atelier du 8 février 2018
C’est l’atout principal des données scientifiques ; la fiabilité peut s’évaluer par la référence des données dans une publication, par la référence à l’institution propriétaire
Les données doivent être alimentées et disponibles en continu, pas seulement pendant une campagne agricole de test et sans disparaître du jour au lendemain
L’ergonomie de l’interface est importante, mais aussi la présence de métadonnées, une description succincte par mots-clés ou la mise en place d’un moteur de recherche
Elle est d’autant plus importante quand il y a une hétérogénéité inter- ou intra-parcellaire et pour certaines cultures comme la viticulture
Elle évite d’avoir à mettre en place des tables de correspondance ou de devoir utiliser plusieurs consoles pour agréger les différentes sources
L’agriculture a besoin de données en temps réel, sans délai d’acquisition et mis à jour en permanence C’est important pour l’adoption du service par les agriculteurs étant donné la situation économique du secteur, certains outils numériques fonctionnent par abonnement (3, 6, 9 mois)
La liberté d’exploiter commercialement les données est, plus que la gratuité ou le faible coût des données, primordiale pour les acteurs socio-économiques
Liberté
d’exploitation
Les questions de coût et de liberté d’exploitation commerciale renvoient à la question majeure du modèle économique : faut-il le concevoir en amont, en fonction de la stratégie des tutelles, ou diffuser les données et co-concevoir des modèles ensuite avec les utilisateurs ? La facturation de données doit-elle être associée à une exploitation commerciale de ces données ou à la phase de conception-démonstration du concept ?
Des attentes sur le plan fonctionnel avec la recherche
La connaissance des résultats et données produites par la recherche se fait majoritairement par le réseau, peu d’acteurs ont connaissance des infrastructures et pôles de données comme Theia. Donner de la visibilité aux données produites par la recherche est un enjeu majeur.
La diffusion de données n’est pas suffisante, il faut aussi former et informer les utilisateurs, en mettant en place des aides en matière d’extraction et d’utilisation (tutoriels, guide d’extraction, ateliers, MOOC, etc.).
Par ailleurs, certains estiment qu’il y a une difficulté des scientifiques à avoir une vision applicative. Il est nécessaire de
développer des interactions directes avec la recherche :
• des nœuds de contacts • des métiers d’interface
• des rencontres spécifiques (comme les meeting lab).
Est-ce qu’AllEnvi pourrait avoir un rôle de fédérateur ou d’animateur dans ce cadre ?
Une volonté de contribuer à des projets collaboratifs
avec la recherche
Un intérêt de certains acteurs à être plus associés à la recherche
Les coopératives apparaissent comme des acteurs susceptibles de partager, après anonymisation éventuelle, des données de rendement, humidité du sol… Elles sont intéressées à participer à des réseaux, par exemple sur le risques liés aux adventices, les réseaux de propagation (SMAG, Agrod’Oc).
Un intérêt significatif de la recherche pour les données sur les pratiques agricoles
Cependant, le partage de ces données peut poser certains problèmes car :
- ce sont des données privées souvent géolocalisées, le partage de ces données nécessitant une clarification juridique (sols), - ce sont des données parfois opportunistes et non protocolées (biodiversité),
- l’abondance de données non qualifiées peut poser des questions de méthodologie à la recherche (données de capteurs).
Vers un plus fort développement de la science participative ?
La science participative permettrait de créer des boucles avec les acteurs locaux, mais aussi d’alimenter des programmes de plus grande ampleur par le crowdsourcing. Par exemple, dans le cadre du Plan national de lutte contre le dépérissement de la vigne, le CIVB met en place un observatoire qui va engranger beaucoup de données du Big data, des observations individuelles, etc.
Source : interviews acteurs et chercheurs
« Les coopérateurs sont propriétaires de la coopérative et il est donc plus facile de demander aux coopérateurs de fournir de la donnée pour la coopérative. C’est aussi une question de transparence : à partir du moment où tout cette démarche a comme but de créer de la valeur pour les associés coopérateurs, on peut investir la donnée dans les outils qui permettront une meilleure productivité. »
Des besoins thématiques exprimés majoritairement sur les sols
et la réduction des phytosanitaires
Un besoin majoritaire de données sur les sols
• nature des sols et propriétés (ex : transfert d’eau, lessivage des produits phytosanitaires) • microbiologie des sols
• taux de MO dans le sol • capacité de stockage du C
Beaucoup d’attentes liées à la réduction des phytosanitaires • épidémiologie, propagation des adventices
• amélioration des traitements (lessivage selon les sols) • pratiques agricoles (doses appliquées, etc.)
Des attentes sur l’eau
• transfert des pesticides et du phosphore • suivi des stocks d’eau en quantité et qualité
• données sur la réserve utile, point clé du bilan hydrique Et le climat
• précisions sur le rayonnement, le vent
• prévisions par rapport au réchauffement climatique
Le besoin en données sur la biodiversité n’a pas été relevé dans les
interviews mais la biodiversité est bien présente dans chaque
Dans le cadre de la réforme de la PAC 2021-2027, il y a une volonté de passer d’indicateurs de moyens à des indicateurs de réalisation, de suivi et d’impact ; avec un contrôle à distance moins intrusif qui pourrait utiliser des données environnementales (test en cours sur les données Sentinel). La future PAC sera organisée en 2 volets dont le 2e, pour lequel la mise en œuvre sera à l’initiative des États, aura en charge la monétisation des services
environnementaux. Pour ce dernier, les États disposent d’un délai pour préparer l’outillage
qui pourrait se baser sur des données environnementales comme des données de biodiversité si la future PAC attribue des primes à la préservation des écosystèmes.
Des besoins qui convergent avec les politiques
agricoles actuelles en faveur de l’agro-écologie
Le plan national Ecophyto vise à réduire et sécuriser l’utilisation des produits phytosanitaires. Il y a un besoin en données publiques pour permettre une évolution des pratiques agricoles : amélioration du traitement phyto, de l’IFT (indice de fréquence de traitement), connaissances des risques liés à la propagation des adventices, connaissances des systèmes bio (par exemple sur le lessivage de l’azote). Des régions comme la Nouvelle-Aquitaine se sont fixé comme ambition de
sortir du phytosanitaire, par la signature d’un plan État-Région : plan de sortie des pesticides.
L’initiative internationale « 4 pour 1000 », lancée par la France le 1er décembre 2015 lors de la COP 21, vise à montrer que l’agriculture, et en particulier les sols agricoles, peuvent jouer un rôle crucial pour la sécurité alimentaire et le changement climatique : « Un taux de croissance annuel du stock de carbone dans les sols de 0.4 %,
soit 4 ‰ par an, permettrait de stopper l’augmentation de la concentration de CO2 dans l’atmosphère liée aux activités humaines ». Cette initiative invite donc à mettre en place des actions concrètes sur le stockage du carbone
Conclusion : analyse stratégique et
perspectives
• Beaucoup de données produites sur de nombreux domaines
• Structuration en cours de plateformes de données
• Absence de stratégie concertée de mise à disposition des données
• Frilosité des organismes pour donner accès aux données : questions du coût et de son financement, question du rôle de la recherche
• Faible lisibilité des données par les acteurs du secteur
• Émergence de nombreux portails publics et privés
• Transition numérique de l’agriculture • Politiques agricoles (PAC) et projets de
lois issus des EGA 2017 avec possibles besoins
• Pérennité incertaine des financements des organismes pour ces missions
• Réglementation sur l’accès aux données personnelles
• Craintes (légitimes ou non) sur la stratégie d’investissement des groupes
internationaux (GAFAM)
SWOT
Analyse stratégique sur le potentiel de valorisation des
données environnementales dans l’agriculture
Forces
Faiblesses
Menaces
Opportunités
Les politiques de mise à disposition des données de recherche environnementale apparaissent
différentes d’un institut à un autre et en phase de structuration, rendant l’offre peu lisible
pour les acteurs socio-économiques. Il y a une orientation générale vers la gratuité des données
et le développement de services divers, avec des modèles économiques qui restent à définir.
Le contexte agricole semble favorable au développement de tels services au vue de l’adoption
croissante des outils numériques par les agriculteurs et de la prise en compte de
l’environnement dans les politiques agricoles actuelles. Les attentes des acteurs du secteur sur
ces données sont techniques, fonctionnelles et thématiques. Celles qui ressortent
majoritairement concernent le sol et la réduction des phytosanitaires.
Les acteurs socio-économiques et chercheurs interrogés ont exprimé le souhait qu’AllEnvi
s’implique en tant que :
- vecteur de structuration sur les politiques de mises à disposition des données,
- fédérateur/animateur pour développer les interactions recherche – secteur agricole.
Ce rôle resterait à définir en complémentarité de celui des infrastructures collaboratives.
Annexes : présentations de
dispositifs de valorisation de
données par le secteur agricole
pôle de données et de services pour le Système Terre, Frédéric Huynh (IRD)
retour sur l’atelier européen « Copernicus et agriculture », Jean-Philippe Grelot (MAA) quelques apports de l’IGN pour l’agriculture, Nicolas Lambert (IGN)
infrastructure de recherche AnaEE France, Emmanuelle Cariou-Pham (Inra) unités AgroClim et InfoSol, Patrick Bertuzzi et Nicolas Saby (Inra)
observatoire spatial régional du Cesbio, Tiphaine Tallec (Cnes) présentation de l’outil API-AGRO, Théo-Paul Haezebrouck (ACTA)
Infrastructure de Recherche Système Terre
Infrastructure de Recherche
Pôle de Données et Services pour le Système Terre
Frédéric Huynh, Directeur IR Système Terre
Nicole Papineau, directrice pôle AERIS
Michel Diament, directeur pôle Form@Ter
Gilbert Maudire, directeur pôle ODATIS
Nicolas Baghdadi, directeur pôle THEIA
Infrastructure de Recherche
Système Terre
Objectif général
Développer un dispositif d’accès à des Données, Produits et Services
permettant d’observer, comprendre et prévoir de manière intégrée
Histoire, Fonctionnement et Évolution du Système Terre
soumis aux Changements Globaux.
•
mettre en œuvre, au niveau national, européen et international, des
approches intégrées pour utilisation des données d’Observation de la Terre
et des informations dérivées,
•
faciliter l’accès à des Données et Produits de qualité sur l’ensemble des
compartiments du Système Terre,
•
favoriser mutualisation, interopérabilité, émergence d’approches
multi- et inter-disciplinaires et d’innovation pour avancées scientifiques et
émergence de nouveaux services,
Infrastructure de Recherche Système Terre
IR Système Terre se positionne sur ensemble du cycle
des données (mesures terrain et satellites), depuis leur
production (en synergie avec autres IR et observatoires)
jusqu’à leur mise à disposition des utilisateurs et des
bases de données et dispositifs nationaux, européens
et internationaux (Copernicus, GEOSS...).
Missions de l’IR Système Terre :
- fédérer les pôles de données
- développer des portails
- favoriser des recherches intégrées &
interdisciplinaires pour comprendre les processus
associés au Système Terre et Changements
Globaux,
- développer des partenariats européens &
internationaux.
Infrastructure de Recherche
Système Terre
THEIA : Pôle Surfaces Continentales
www.theia-land.fr
Dispositif dédié aux Scientifiques et aux Acteurs des Politiques Publiques :
Bureau Exécutif:
Nicolas Baghdadi (directeur), Irstea
Arnaud Sellé, CNES
Pierre Maurel, Irstea
Selma Cherchali, CNES
Jean-François Faure, IRD
Jean-Paul Sempère, IGN
Sylvie Galle, IRD
Infrastructure de Recherche Système Terre
•
Déc. 2012
: naissance du Pôle thématique surfaces continentales Theia
•
Structure inter-organismes, nationale,
scientifique et technique
•
Dispositif de mutualisation de l’imagerie et de
l’expertise
dédié aux
communautés scientifiques
,
acteurs publics et privés
pour promouvoir
l’utilisation des données issues de l’observation
des surfaces continentales
•
Développé autour de
Geosud
, des activités
R&D Cnes
et de l’expertise de
laboratoires
nationaux
•
Construit autour de données toutes longueurs d’ondes :
o
Données satellitaires,
Infrastructure de Recherche Système Terre
Des experts pour des produits
qualifiés (CES): Occupation du
sol, artificialisation, humidité des
sols …
Des acteurs d’une même région
(ART): Occitanie, PACA, Aquitaine,
Bretagne, Ile de France … Pays du
Sud
Dispositif dédié aux scientifiques et aux acteurs des politiques publiques :
Structure du Pôle Theia
Infrastructure données et services
Infrastructure de Recherche
Système Terre
Produits issus des CES
• Occupation des sols
: carte d'occupation des sols 2016 France
métropolitaine (10 m résolution - 17 classes )
• Neige
: masque de couverture nuageuse des Alpes, Pyrénées et Atlas
(20 m résolution – répétitivité 5 j)
• Hauteur des lacs et rivière
: séries temporelles de hauteurs d'eau
des grands fleuves et lacs du monde
• Humidité de surfaces
: estimation d'humidité superficielle
accompagné d'indicateurs (zone racinaire, sécheresse, rugosité) sur le
monde entier (répétitivité 2 x 3 j).
• Humidité des sols
: carte THRS à l’échelle sup-parcellaire sur
l’Occitanie (sept. 2016 à mai 2017 – répétitivité 6j)
Humidité sols
Retour sur l’atelier ‘Copernicus et
agriculture’ du 5 février 2018 organisé par
la Commission européenne
Deux éléments de contexte de la future politique
agricole commune (2021-2027)
Nouveau modèle de mise en œuvre (New Delivery Model)
● visant à remplacer des obligations de
moyens
par des obligations de
résultats
● avec des indicateurs de réalisation, de résultats et d’impacts
Remplacement de la procédure de contrôle
● Aujourd’hui:
contrôle sur place
après déclarations des demandes d’aides par les agriculteurs et
instruction par l’administration,
● Demain:
monitoring continu de l’ensemble des parcelles agricoles tout au long de la
saison culturale,
activant des feux tricolores en fonction du degré de concordance entre les
déclarations des agriculteurs et les observations de l’administration (images des satellites
Sentinel, images de terrain…) ;
un feu vert déclenche une autorisation de paiement,
un feu orange engage une interaction avec l’exploitant,
un feu rouge verrouille la demande d’aide
Axes d’études mentionnés lors de l’atelier
‘
Copernicus
et agriculture’
Hors cycle cultural
● Détection de changements affectant les parcelles (réduction ou augmentation de la surface
cultivable), identification et localisation des changements avec une précision submétrique
● Dynamique de l’artificialisation des sols dans ses différents aspects (changement d’usage,
imperméabilisation, occupation de sols végétalisés en milieu urbain)
● Nature et qualité des sols
Au long du cycle cultural
● Suivi du développement phénologique des cultures
● Suivi des parcelles de petite taille (moins d’un demi-hectare)
● Planification des étapes normales du parcours technique en fonction de la culture, détection
d’anomalies globales ou infraparcellaires et planification d’interventions correctrices (moment et
volume des apports, pilotage des appareils de dispersion)
● Evaluation de l’humidité des sols et des besoins d’irrigation, gestion de la ressource en eau
● Planification et détection des actes techniques dans les prairies (fauchage, labour,
ensemencement)
● prédiction de récolte
Retour sur l’atelier ‘
Copernicus
et agriculture’ (2/2)
Etudes ponctuelles
● Evaluation des dommages de calamités agricoles (zonage, pertes ou réduction de volume de
récoltes)
Interrogation
● Y a-t-il convergence ou cohérence entre les produits et services de type Copernicus pour la
gestion de la politique agricole commune et ceux visant la conduite d’exploitation, notamment en
« agriculture de précision » ?
Un slogan remarqué
Atelier « Recherche environnementale : quelle
Quelques apports de l’IGN pour
l’agriculture
Nicolas Lambert
Chef de la mission innovation et partenariats industriels
IGN
SOMMAIRE
Données IGN
Services et outils
Travaux de recherche pertinents
Un mot de prospective
Données utiles pour l’agriculture
● Les données topographiques: BD Ortho, BD Topo, BD Parcellaire, BD Adresse, Scan25…
● BD Topage pour la cartographie des cours d’eau (contraintes liées à la police de l’eau)
● Le Registre Parcellaire Graphique (RPG), base pour les subventions PAC
● L’occupation du sol à grande échelle
● La carte des pentes pour l’agriculture
● Les données sur les sols
•
GIS Sol: coordonner les programmes d’inventaire, de gestion et de conservation des sols
•
Données publiées sur le Géoportail en 2018
•
Données sur les sols forestiers de l’inventaire vont être transmises à INFOSOL/INRA
● Les données sur la forêt
•
BD Forêt
•
Inventaire forestier
• Surfaces• Essences • Ressources
Services utiles pour l’agriculture
Le Géoportail de l’Etat:
Infrastructure de visualisation, de co-visualisation et de
diffusion des données géographiques de référence
● +250 couches: en 2D et en 3D
● Le 4D aussi…
● Les géoservices de l’IGN: diffusion en flux,
● Les services spécifiques agriculture développés par d’autres qui s’appuient sur ces géoservices
IGN
•
Mes Parcelles de l’APCA
•
Applis mobiles utilisant les flux: Iphigenie…
•
Services proposés par Isagri, SMAG…
Divers outils
● API Carto : L’information géolocalisée dans vos formulaires administratifs
utilisée par FranceAgrimer pour Vitiplantation
● iTowns : solution de visualisation 3D
Quelques résultats de la recherche pertinents pour
l’agriculture
Pour l’agriculture de précision
Une caméra légère photogrammétrique pour drones:
● Industrialisation en cours par Delair-Tech
Des outils de traitement photogrammétrique
● Logiciel MicMac: industriel, publié en open source
● Service pour les dronistes
à l’étude
● Automatiser la cartographie de
l’occupation du sol:
caméra superspectrale et deep learning
● Caractériser la
ressource forestière
Plus en amont…
Des travaux sur le cycle de l’eau
Innovation et prospective
De nouveaux usages structurants…
● Aujourd’hui: agriculture de précision, détection de réseau
● Demain: véhicule autonome, RA/RV
Et donc des données plus résolues, précises, nombreuses, fraiches et diversifiées
-souvent en open data - avec des composantes métier; en termes de sources, ce sera:
● PVA à 5cm (très vite)
● Lidar HD France entière (progressivement) avec nlles technos (lidar Geiger, Single Photon)
● Acquisitions mobile mapping, IoT…
Un IGN avec un positionnement différent
● Un IGN plus fédérateur, spécificateur, organisateur de la production d’information
● Qui accompagne le développement de services (démarche
IGNfab
…)
● Des méthodes adaptées: plus d’automatisation et des systèmes collaboratifs
● IGN animateur de la GéoPlateforme ouverte (bcp de briques existantes, certaines en
développement)
Atelier « Recherche environnementale : quelle
Infrastructure de recherche nationale AnaEE
France
The AnaEE Concept
A research infrastructure for the experimental manipulation of managed
and unmanaged terrestrial and aquatic ecosystems.
SOERE PRO
Observatoire de recherche en environnement
pour l’étude du recyclage agricole
SOERE PRO – Observatoire de recherche en environnement pour
l’étude du recyclage agricole des Produits Résiduaires Organiques
•
Réseau de 5 sites, pratiques proches de celles des agriculteurs
•
Bilan agro-environnemental (+/-) des effets du recyclage des PRO
Application en ligne:
SOERE-PRO
1. Mesures pour « sécuriser » la filièreépandage: ex sur les résidus
pharmaceutiques (Deschamps et al., 2017)
3. Calage d’outils simple pour gérer les épandages: ex de CarboPRO
Reseau-PRO
2. SI commun essais
A
gro-ecosystem,
B
iogeochemical
C
ycles
and
B
iodiversity
Abad CHABBI
SOERE- ACBB Scientific Coordinator
Water quality
DOC, DON
Mineral content (Ca, Mg, K, P, Na…
Green house gases
CO2, H2O, (Eddy covariance)
N2O (automatic chambers )
Data base
Long-term records and measures
Soil and vegetation data
Biomass (quantity, quality, rotational crops)
Roots biomass
Soil organic matter
Mineral balance
Meteorological data
Rainfall, wind speed
Radiation (PAR, IR)
Temperature (air, soil profil)
Humidity (air, soil profile)
Biodiversity data
Floristic
Soil fauna (earthworms, insects)
Micro-organisms
Agronomique
management
Management practices Grazing vs Mowing Mineral fertilisationDéveloppement d’une filière technique et
économique sur le diagnostic et le conseil
agro écologique des sols
PIA 3 2018-2021
Partenaires
Prestataires
5 taches du lot 1
1.1
Industrialisation des
indicateurs
opérationnels
1.2
Transfert des indicateurs
opérationnels
1.3
Finalisation d’indicateurs
microbiens stratégiques
1.4
Développement
d’indicateurs moléculaires
pour la faune du sol
1.5
Harmonisation des protocoles
d’échantillonnage, de
Atelier « Recherche environnementale : quelle
Les données sol comme support
d’innovation
Le Groupement d’intérêt scientifique Sol
Créé en 2001 pour doter la
France d’un système
d’information national sur les
sols:
Cartographie des sols
Suivi de leur qualité
Détection précoce
d’évolution
…
Le Système d’information national Sol
Surveillance systématique
Réseau de mesures de la qualité des sols (RMQS)
Données thématiques
Base de données des analyses de terre (BDAT)
Surveillance des sols
Paramètres évolutifs, dimension temporelle
Inventaires de sols
Cartographies, caractéristiques pérennes
1/250 000
1/1 000 000 1/100 000
Inventaires de sols multi-échelles
Inventaire, Gestion et Conservation des Sols (IGCS)
Mise à disposition
Extractions à la demande,
création de données
élaborées
www.gissol.fr
Bénéficiaires de mises à disposition de données sol par l’Inra, période 2010 – 2015 189 mises à disposition Outils en ligne
infosol.websol.fr
bdat.gissol.fr
www.gissol.fr/donnees/webservices
Data.inra.fr (doi)
Atelier « Recherche environnementale : quelle
Mission logistique
Le réseau agroclimatique
53 stations
900 capteurs
Convention avec
Météo-France
• Le réseau national
• La mise à disposition des
données
(
recherche)
•
La base compte 356 postes répertoriés.
•
La plupart des postes ont 40 ans de
données.
•
Versailles depuis 1928
•
Montpellier depuis 1920.
•
Données horaires, journalières
(observées et calculées), décadaires,
mensuelles, annuelles.
Mission logistique
Les données maillées
Capitalisation et mise à disposition des
données maillées nationales
(
Inra)
Grille environ 9000
mailles carrées
8 km x 8 km
Données historiques 1958 -> …… Données futures 1958 -> 2100 ALADIN – IPSL 4 scénariosSAFRAN
Données
journalières
(T,H,V,Rg,ETP,etc.)
Convention Réseau d’Intérêt Commun Convention Recherche
• Bibliothèque d’indicateurs d’impact
du climat sur les agrosystèmes
• Conception d’une chaîne de
Depuis 2017 : SOERE TEMPO –
National Network of Phenology
Observatories
Infrastructure pour archiver et capitaliser
les observations d’évolution de la
phénologie des êtres vivants en lien avec
le changement climatique
Plusieurs bases de données existantes
plantes pérennes (Forêt, Fruit, Vigne)
Phenoclim, Ephesys (INRA)
BD GDR («Observatoire de Saisons »)
Koala (CTIFL), autres…… ?
Objectifs
Développer un application permettant de :
•
Rechercher / visualiser les données
phénologiques
•
Centraliser les données issues des
observatoires
•
Etre un « point d’entrée » pour la
recherche de données
Projet soutenu par ALLENVI, appel
d’offre de 2016
Projet soutenu par le Métaprogramme ACCAF
de l’INRA, 2013-2016
Observatoire Spatial Régional (OSR)
Cesbio, Tiphaine TALLEC
Echelles spatiales suivies :
(1) Grande région
(2) Petite région agricole (50 x 50 km, hautement suivie)
(3) Sous-bassin versant
SNO OSR
Une région agricole soumise aux changements globaux
Sous bassin versant du Montoussé
Lamasquère
Auradé Lamasquère
Small agricultural region scale Ecosystem scale
Intermediate scale
Objectifs :
-
Améliorer la compréhension des processus + la
modélisation du fonctionnement des surfaces
continentales et leur évolution dans un contexte de
changements globaux (climat, occupation du sol, etc.)
-
Proposer et tester des concepts d’outils de gestion des
ressources en eau en zones semi-arides à destination
des agriculteurs (irrigation) ou des organismes
SAT-IRR :
une application web
pour l’aide à la décision
d’irrigation à l’échelle de la
SYRIUS-OS :
un démonstrateur
de classification automatique
d’imagerie satellitaire
MeDi :
un démonstrateur
pour l’élaboration
d’indicateur de sécheresse et
d’anomalie de la végétation
Votre logo
API-AGRO : Plateforme ouverte de données
et de services pour l’écosystème agricole
Historique
2014 - 2016
Projet de recherche financé
en partie par le CasDAR
autour
d’une plateforme de
données de références pour
l’évaluation des systèmes
d’exploitation
Novembre 2017
Deuxième levée de fonds Intégrationd’une dizaine
de partenaires supplémentaires
Data & API
Appli !
Avril 2017
Première levée de fonds Intégration de l’APCA et du GEVES
