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    Authors: Sorel, N.;

    / Ce mémoire porte sur le développement d'algorithmes de perception par vision artificielle pour le guidage d'un bras robotisé évoluant en milieu agricole, et plus précisément dans des champs de betteraves sucrières. Pour un bras robotisé, la détection de son environnement et des objets qu'il doit analyser (dans ce cas, les feuilles de betterave) est importante afin de prendre de bonnes décisions au niveau de sa commande. De nombreuses contraintes sont à prendre en compte lors de la conception de ces algorithmes, parmis lesquelles la variation de luminosité en milieu extérieur, les différences de forme des feuilles et plants de betterave, ou encore la mobilité du bras robotique. Les méthodes de vision artificielle présentées dans ce mémoire tiennent compte de ces contraintes.

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      2018
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    Authors: Roussey, C.; Bernard, S.;

    / SKOS est un schéma RDF utilisé pour stocker et publier sur le web de données liées des thésaurus ou des taxonomies. Lors du développement d'un thésaurus, il est utile de détecter automatiquement les concepts qui violent les contraintes d'intégrité. Cet article présente le cas d'usage d'un développement manuel d'un thésaurus monolingue. Ce thésaurus porte sur l'usage des cultures en France. Dans cet article, nous avons spécifié diverses contraintes d'intégrité. Pour vérifier ces contraintes un ensemble de requêtes SPARQL a été défini. Ces requêtes permettent à la fois de vérifier des contraintes d'intégrité propres à tous les thésaurus stockés au format SKOS, mais aussi des contraintes propres à notre thésaurus.

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    Authors: Alavoine-Mornas, F.;

    In the Provence Alpes Côte d'Azur region (France), some forest lands are converted to agricultural use, in particular in the wine-growing sector. In this region agricultural lands have to cope with urbanization and agricultural land abandonment. But this trend raises the question of natural and forest lands preservation. The issue is also to understand the conditions of these changes in land use. We carried out an exploratory study in order to quantify this evolution and provide information on the agriculture and forest stakes. This work was based on a bibliographic study and some interviews among local stakeholders. We also conducted a more precise study in the Var department using the CRIGE-PACA database to quantify the changes in land use regarding vineyards and forests (conversion of forest land to vineyards and vice-versa) between 2006 and 2014. We showed that the surfaces of forest lands to vineyards was very small. The requests for authorization to clear forest land often concerned plots which were formerly cultivated. However the context could accelerate this process, especially due to outside investors entering the wine-growing sector as well as the surface growth of som AOC/AOP, and the strong willingness of agricultural organizations to develop the wine-growing sector and more widely the agricultural sector. A more comprehensive study will be needed using spatial data to locate the impacted territories and assess the possible effects on forests. / En région Provence-Alpes-Côte d'Azur (France), des terres sont récupérées sur des espaces forestiers par des agriculteurs, particulièrement dans le secteur viticole. Dans une région où les espaces agricoles peinent à se maintenir face au développement urbain et à la déprise, cette tendance pose cependant la question de la préservation des espaces naturels et forestiers et des conditions dans lesquelles s'effectuent ces changements d'occupation du sol (lieu, superficie et types de forêts concernées, projets de valorisation de ces espaces...). Nous avons réalisé une étude exploratoire visant à quantifier cette évolution et à en préciser les enjeux pour l'agriculture et pour les espaces forestiers. Ce travail a été conduit à partir de la bibliographie existante et d'entretiens avec quelques acteurs du territoire. Un travail plus précis a été réalisé sur le département du Var, pour lequel nous avons utilisé des bases de données du CRIGE-PACA pour quantifier les transformations d'occupation du sol concernant la viticulture et la forêt (transformation de forêts en vignobles, et vice versa) entre 2006 et 2014. Les analyses montrent que les superficies de forêts converties en vignobles aux dépens d'espaces forestiers ont été très limitées au cours de la période étudiée. Les demandes de défrichement concernent souvent des parcelles anciennement cultivées. Cependant certains éléments de contexte pourraient conduire à une accélération de cette tendance, notamment l'entrée d'investisseurs extérieurs au secteur viticole apportant des capitaux importants et souhaitant les valoriser, l'extension des aires d'appellations de certaines AOC/AOP, et la volonté affirmée des organisations professionnelles agricoles de développer le secteur viticole provençal et plus largement l'agriculture. Le travail réalisé devra être poursuivi par des études spatialisées permettant de localiser les territoires impactés (ou pouvant être impactés) par cette tendance et d'évaluer les effets possibles sur les forêts concernées.

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      2019
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    Authors: Morardet, S.; Loubier, S.; Fusillier, J.L.; Ruelle, P.; +2 Authors

    This report presents a method for assessing economic impacts of available water resources for irrigation at farm, food processing sector and territory levels. It is mainly based on the example of the study commissioned by the Direction Régionale de l'Agriculture, de l'Alimentation et de la Forêt de la région Rhône Alpes in Drôme des collines , while comparing it with similar studies conducted in other regions in France. / Ce rapport présente une méthode d'évaluation des impacts économiques de la réduction des volumes disponibles pour l'irrigation à l'échelle des exploitations agricoles, des filières et du territoire irrigué. Il s'appuie notamment sur l'exemple de l'étude réalisée en Drôme des collines à la demande de la Direction Régionale de l'Agriculture, de l'Alimentation et de la Forêt de la région Rhône Alpes, en le mettant en perspective avec des études similaires menées dans d'autres régions.

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    2014
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      2014
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    Authors: Ansaldi, E.; Bertrand, N.;

    / Le témoignage recueilli ici par Nathalie Bertrand auprès d'Emmanuel Ansaldi, adjoint scientifique à la Direction générale de l'agriculture de l'État de Genève, nous présente le concept de ferme urbaine et son expérimentation au sein d'un quartier genevois, une façon innovante de réconcilier ville et agriculture.

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      2016
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    Authors: Lauvernet, C.; Le Dimet, F.X.; Baret, F.;

    Information contained in time series of image data should be explicitly exploited in data assimilation methods instead of operating over single pixels. This study proposes to adapt a variational data assimilation method of LAI (Leaf Area Index) images in a crop model. The method assumes that the parameters are governed spatially at some levels (cultivar, field, and pixel), while some of them are assumed to be stable temporally over the whole image. Such constraints help at reducing the size of the inverse problem, transforming the usual assimilation scheme into simultaneous pixel patterns. DA with constraints is applied to the semi-mechanistic model BONSAÏ and evaluated by twin experiments both on the quality of LAI prediction and on parameter estimates. Sensitivity to the observations frequency is also evaluated. The constraints improve the method's robustness and estimates when the number of observations available decreases, compared to the conventional method. / En assimilation de données, une série temporelle de données-image devrait être traitée explicitement pour en extraire toute l'information. Cette étude propose d'adapter une méthode d'assimilation variationnelle d'images de LAI (Leaf Area Index) dans un modèle de végétation, afin d'intégrer l'information liée à l'aspect spatial des données. Pour cela, on considère que les paramètres sont contrôlés spatialement à certains niveaux: variété, parcelle, pixel, ou stables temporellement sur l'ensemble de l'image. Ces contraintes réduisent la taille du problème inverse, en transformant le schéma d'assimilation habituel à des ensembles de pixels simultanés. La méthode est appliquée sur le modèle semi-mécaniste BONSAÏ et évaluée sur la qualité de prédiction du LAI et d'estimation des paramètres d'entrée par expériences jumelles, ainsi que sur sa sensibilité à la fréquence des observations. Les contraintes spatio-temporelles améliorent la robustesse et les estimations lorsque la quantité d'observations disponibles diminue, par rapport à la méthode classique, où chaque pixel.date est considéré indépendamment des autres.

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    2014
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      2014
      Data sources: CemOA
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    Authors: El Hajj, M.;

    In the context of increasing the pressure on water resources, the search for improved agricultural productivity of irrigation water leads to irrigation schedule optimization according to soil water conditions and crop development stages. Spatial remote sensing currently provides spatialized near real-time information of soil and vegetation characteristics. In particular, radar data, which showed a high potential for estimating soil moisture. Similarly, the optical data have long been used to estimate the vegetation parameters (biomass, yield). Such information can be integrated into crop models to predict yield evolution in real-time. The general aim of the thesis is to show how the information derived from remote sensing data with high spatial and temporal resolution can restore the water and vegetative dynamics of an irrigated perimeter. The approach is based on experiments conducted on a system of irrigated grasslands, with spatial and ground observations at high time repetitiveness, and the use of a crop model. The first part of the thesis evaluates the potential of radar data for cultivated soil water status monitoring. The X-band (3 cm wavelength) was chosen since X-band radar sensors allow plots monitoring with a high revisit time, and image acquisition at fine spatial resolution (about 1m), adapted to plots with small size. Results showed that the X-band radar signal allows soil moisture evolution monitoring even in the presence of a dense vegetation cover. In addition, results showed that the radar data are able to identify the water supplies even if the radar image is acquired three days after the irrigation event. The second part evaluates the potential of radar-optical coupling to estimate soil moisture in the presence of vegetation. The results showed that HH polarization combined with one vegetation parameter, derived from the optical data, allow soil moisture estimation with an accuracy around 5 vol.%. The methodology developed in this section of the thesis provides a multi-sensor approach (optical and radar) for operational soil moisture mapping in the presence of vegetation. The third part of the thesis study the potential of spatial data (radar and optical) to feed a crop model representing real-time biomass evolution. This part is based on the PILOTE model, which allows the prediction of crop sensitivity to water stress, and integrate criteria for irrigation launching and grassland harvest. Results showed that the integration of spatial data information estimates (LAI, harvest and irrigation dates) into PILOTE provides a good accuracy in yield prediction. The relevance of spatial information can then be analyzed in terms of acquisition frequency and accuracy of estimations produced, opening perspectives for the application of high temporal resolution remote sensing for the supervision and management of water supply in irrigated areas. / Dans un contexte d'accroissement des tensions sur les ressources en eau, la recherche d'une meilleure productivité agricole de l'eau d'irrigation amène à optimiser les calendriers d'arrosage en fonction des états hydriques des sols et des stades de développement de la culture. La télédétection spatiale permet aujourd'hui de fournir des informations spatialisées en temps quasi-réel sur les caractéristiques du sol et de la végétation. En particulier, les données radar ont montré un fort potentiel pour l'estimation de l'humidité du sol. De même, les données optiques sont utilisées depuis longtemps pour estimer les paramètres relatifs à la végétation (indice foliaire, biomasse, rendement). Ces informations peuvent être intégrées dans des modèles de culture pour simuler en temps réel l'évolution du rendement. L'objectif général de la thèse est de montrer comment les informations issues de la télédétection spatiale à haute résolution spatio-temporelle permettent de retrouver les dynamiques hydriques et végétatives d'un périmètre irrigué. La démarche repose sur des expérimentations menées sur un système de prairies irriguées, avec des observations spatiales et au sol à haute répétitivité temporelle, et l'utilisation d'un modèle de culture. Le premier volet de la thèse évalue le potentiel des données radar à suivre l'état hydrique d'un sol cultivé. La bande X (3 cm de longueur d'onde) a été choisie puisque les capteurs radar en bande X permettent un suivi des parcelles avec une forte répétitivité temporelle, et des acquisitions à une très haute résolution spatiale (environ 1 m), adaptée à des parcelles de petite taille. Les résultats ont montré que le signal radar en bande X permet de suivre l'évolution de l'humidité du sol même en présence d'un couvert végétal dense. De plus, les résultats ont montré que les données radar sont capables d'identifier les apports d'eau même si l'image radar est acquise trois jours après l'achèvement de l'irrigation. Le deuxième volet évalue le potentiel du couplage radar-optique pour estimer l'humidité du sol en présence de la végétation. Les résultats ont montré que la polarisation HH combinée avec un paramètre de la végétation, dérivée à partir des données optiques, permet d'estimer l'humidité du sol avec une précision de l'ordre de 5 vol.%. La méthodologie développée dans cette partie de la thèse permet de proposer une approche multi-capteur (optique et radar) pour une cartographie opérationnelle de l'humidité du sol en présence de végétation. La troisième partie de la thèse étudie le potentiel des données spatiales (radar et optique) pour alimenter un modèle de culture représentant l'évolution de la biomasse en temps réel. Cette partie s'appuie sur le modèle PILOTE, permettant de prédire la sensibilité de la culture au stress hydrique, et d'intégrer des critères de déclenchement des arrosages et de fauche des prairies. Les résultats ont montré que l'intégration dans PILOTE d'informations estimées à partir des données spatiales (LAI, dates des coupes et irrigations) permet de prédire le rendement avec une bonne précision. La pertinence des informations spatiales peut ainsi être analysée en termes de fréquence d'acquisition et de précision des estimations produites, ouvrant des perspectives pour l'application de la télédétection à haute résolution temporelle à la supervision et la gestion des apports d'eau dans les périmètres irrigués.

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    Authors: Rucheton, G.; Ruelle, P.; Morardet, S.; Fusillier, J.L.; +1 Authors

    / Ce rapport présente la méthode et les résultats d'une étude sur l'adaptation de l'agriculture à la disponibilité de la ressource en eau dans la Drôme des collines, commanditée par la Direction Régionale de l'Agriculture, de l'Alimentation et de la Forêt de la région Rhône-Alpes. Cette étude visait à répondre aux questions suivantes: 1) Quel est l'impact économique d'une réduction du volume prélevable pour l'irrigation agricole sur les exploitations et les filières ? 2) Quelles mesures d'accompagnement pourraient être mises en place pour atténuer cet impact économique? Afin de comprendre au mieux les enjeux locaux liés à la réforme des volumes prélevables, une démarche participative a été mise en oeuvre, avec une forte implication de l'équipe prestataire sur le terrain et une mobilisation des acteurs locaux, notamment de la profession agricole. Cette approche a permis d'élaborer un diagnostic partagé de l'agriculture en Drôme des collines, à l'échelle des exploitations et des filières. L'impact d'une réduction des autorisations de prélèvements en eau (-40% ) a été simulé sur les indicateurs-clefs (EBE, production et volume d'eau consommé). Sur proposition des acteurs du territoire, des mesures d'adaptation ont aussi été envisagées et analysées en termes d'impacts sur les exploitations (EBE et prélèvements en eau), sur les filières (volumes de production), et environnementaux.

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    Authors: Léger Bosch, C.;

    Land backing actions are initiatives which include different types of stakeholders among local authorities, agricultural professional organizations and non-governmental organizations. By acquiring land, they aim to control long-term agricultural use in areas threatened by urbanization by securing farmers' access to land. Given the many available instruments for the preservation of agricultural land that the devolved public action has, the use of ownership brings up questions. Rooted in institutional economics, this PhD thesis analyses these initiatives at three levels. The first chapter focuses on the coordinations between the invested stakeholders, in order to determine the agreement's founding principles. Often founded on farming model and environment questions, land backing actions hardly ever broach only the subject of farmland preservation facing urbanization. With an evaluation of direct and indirect costs, the second analyses the effect of these actions on the land use access ease for farmers. It shows that this new land use access mode is more difficult to organize, but also much less uncertain. The third focus provides a historical analysis of the use-ownership relation, in order to see if the changes that land backing actions induce belong to an institutional order. It concludes that public action, giving back more place to private property in the use-ownership relation, lets the public interest outlines at the discretion of the local private dynamics, with a risk of inducing territorial inequalities. / Les opérations de portage foncier regroupent différents types d'acteurs parmi lesquels les collectivités locales, les organisations professionnelles agricoles et les associations. Elles visent, par une acquisition foncière, à maîtriser l'usage agricole à long terme dans des espaces soumis à la pression urbaine, en sécurisant leur accès pour les agriculteurs. Au vu des nombreux outils dont dispose l'action publique décentralisée pour la préservation du foncier agricole, ce recours à l'acquisition interroge. Ancrée dans l'économie institutionnelle, cette thèse analyse ces initiatives à trois niveaux. Le premier chapitre examine les coordinations entre les acteurs investis, afin d'identifier les fondements de leur accord. Ceux-ci relèvent souvent des questions de modèle agricole et d'environnement et reposent rarement sur la seule question de la préservation. Reposant sur une évaluation des coûts directs et indirects, le second chapitre étudie le niveau de facilité d'accès à la terre pour les agriculteurs dans le cadre de ces opérations. Il montre que cette nouvelle modalité d'accès est plus difficile à instaurer mais plus sécurisante. Le troisième produit une analyse historique du rapport usage-propriété afin de déterminer si les changements qu'elles induisent sont de dimension institutionnelle. Il conclut que l'action publique, permettant au droit de propriété privé de revenir en force vis-à-vis de l'usage, laisse les contours de l'intérêt général être déterminés au gré des dynamiques privées, au risque d'induire des inégalités territoriales.

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    Authors: Figureau, A.G.;

    In order to prevent overexploitation of natural resources, decision makers have been implementing individual quota-based systems. Yet, in the particular case of groundwater abstraction for irrigation, farmers' demand is likely to vary relevantly from year to year, due to annual agricultural, environmental and economic conditions. In this thesis, we propose two instruments for regulating groundwater withdrawals for irrigation that ensure compliance with the total abstractable volume while introducing flexibility in the quota-based management. The first one relies on penalties applied to farmers who exceed their allocation, which are totally redistributed as financial compensations to farmers who have saved water. The second instrument gives farmers the opportunity of pooling water allocations within a contract that makes them jointly liable for the collective allocation compliance. We evaluate both instruments with stakeholders and farmers of five French sites, through a participatory approach followed by an experimental approach. Both instruments have similar efficiency in reaching compliance with authorized volumes, but differ from each other in their acceptability. Results show that farmers' irrigation choices are not only driven by profit maximization but that their utility function also depends upon non-economic parameters, such as environmental, social and ethic preferences. Thus, in order to strengthen their efficiency, instruments must include both economic and social incentives, respectively weighted as to be adapted to local economic conditions and social tissue. / Pour empêcher la surexploitation des ressources naturelles, les décideurs publics peuvent choisir d'attribuer de quotas individuels de prélèvement. Or, dans le cas des prélèvements en eau souterraine pour l'irrigation, la demande en eau des agriculteurs est susceptible de subir des variations interannuelles significatives en fonction des conditions agronomiques, climatiques et économiques annuelles. La thèse propose et évalue deux instruments de régulation des prélèvements agricoles en nappe qui introduisent de la flexibilité dans un système d'allocations individuelles tout en garantissant le respect du volume total prélevable à l'échelle de l'aquifère. Le premier est un bonus-malus : il repose sur l'imposition d'une pénalité financière aux irrigants qui dépassent leur allocation individuelle (malus), dont la recette est intégralement reversée sous forme de récompense aux irrigants qui ont réalisé des économies (bonus). Le second offre aux irrigants la possibilité de mutualiser leurs allocations en eau au sein d'un contrat qui les rend conjointement responsables du respect de l'allocation totale du groupe. Nous avons conduit une évaluation ex-ante de ces instruments au travers de deux méthodes, déployée sur cinq terrains d'étude : une approche par des ateliers de prospective avec des acteurs locaux, puis une approche expérimentale auprès de sujets standards et agriculteurs. Les deux instruments montrent une efficacité similaire en termes de respect des volumes autorisés, mais se distinguent par leur acceptabilité. Les résultats montrent que les choix d'irrigation ne sont pas uniquement guidés par la maximisation du profit économique et que la fonction d'utilité des irrigants intègre des paramètres non économiques, en particulier environnementaux, éthiques et sociaux. Ainsi, pour optimiser leur efficacité, les instruments de régulation des prélèvements doivent combiner incitations économiques et sociales, avec un poids respectif à adapter aux conditions économiques et au tissu social local.

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    Authors: Sorel, N.;

    / Ce mémoire porte sur le développement d'algorithmes de perception par vision artificielle pour le guidage d'un bras robotisé évoluant en milieu agricole, et plus précisément dans des champs de betteraves sucrières. Pour un bras robotisé, la détection de son environnement et des objets qu'il doit analyser (dans ce cas, les feuilles de betterave) est importante afin de prendre de bonnes décisions au niveau de sa commande. De nombreuses contraintes sont à prendre en compte lors de la conception de ces algorithmes, parmis lesquelles la variation de luminosité en milieu extérieur, les différences de forme des feuilles et plants de betterave, ou encore la mobilité du bras robotique. Les méthodes de vision artificielle présentées dans ce mémoire tiennent compte de ces contraintes.

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    Authors: Roussey, C.; Bernard, S.;

    / SKOS est un schéma RDF utilisé pour stocker et publier sur le web de données liées des thésaurus ou des taxonomies. Lors du développement d'un thésaurus, il est utile de détecter automatiquement les concepts qui violent les contraintes d'intégrité. Cet article présente le cas d'usage d'un développement manuel d'un thésaurus monolingue. Ce thésaurus porte sur l'usage des cultures en France. Dans cet article, nous avons spécifié diverses contraintes d'intégrité. Pour vérifier ces contraintes un ensemble de requêtes SPARQL a été défini. Ces requêtes permettent à la fois de vérifier des contraintes d'intégrité propres à tous les thésaurus stockés au format SKOS, mais aussi des contraintes propres à notre thésaurus.

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    Authors: Alavoine-Mornas, F.;

    In the Provence Alpes Côte d'Azur region (France), some forest lands are converted to agricultural use, in particular in the wine-growing sector. In this region agricultural lands have to cope with urbanization and agricultural land abandonment. But this trend raises the question of natural and forest lands preservation. The issue is also to understand the conditions of these changes in land use. We carried out an exploratory study in order to quantify this evolution and provide information on the agriculture and forest stakes. This work was based on a bibliographic study and some interviews among local stakeholders. We also conducted a more precise study in the Var department using the CRIGE-PACA database to quantify the changes in land use regarding vineyards and forests (conversion of forest land to vineyards and vice-versa) between 2006 and 2014. We showed that the surfaces of forest lands to vineyards was very small. The requests for authorization to clear forest land often concerned plots which were formerly cultivated. However the context could accelerate this process, especially due to outside investors entering the wine-growing sector as well as the surface growth of som AOC/AOP, and the strong willingness of agricultural organizations to develop the wine-growing sector and more widely the agricultural sector. A more comprehensive study will be needed using spatial data to locate the impacted territories and assess the possible effects on forests. / En région Provence-Alpes-Côte d'Azur (France), des terres sont récupérées sur des espaces forestiers par des agriculteurs, particulièrement dans le secteur viticole. Dans une région où les espaces agricoles peinent à se maintenir face au développement urbain et à la déprise, cette tendance pose cependant la question de la préservation des espaces naturels et forestiers et des conditions dans lesquelles s'effectuent ces changements d'occupation du sol (lieu, superficie et types de forêts concernées, projets de valorisation de ces espaces...). Nous avons réalisé une étude exploratoire visant à quantifier cette évolution et à en préciser les enjeux pour l'agriculture et pour les espaces forestiers. Ce travail a été conduit à partir de la bibliographie existante et d'entretiens avec quelques acteurs du territoire. Un travail plus précis a été réalisé sur le département du Var, pour lequel nous avons utilisé des bases de données du CRIGE-PACA pour quantifier les transformations d'occupation du sol concernant la viticulture et la forêt (transformation de forêts en vignobles, et vice versa) entre 2006 et 2014. Les analyses montrent que les superficies de forêts converties en vignobles aux dépens d'espaces forestiers ont été très limitées au cours de la période étudiée. Les demandes de défrichement concernent souvent des parcelles anciennement cultivées. Cependant certains éléments de contexte pourraient conduire à une accélération de cette tendance, notamment l'entrée d'investisseurs extérieurs au secteur viticole apportant des capitaux importants et souhaitant les valoriser, l'extension des aires d'appellations de certaines AOC/AOP, et la volonté affirmée des organisations professionnelles agricoles de développer le secteur viticole provençal et plus largement l'agriculture. Le travail réalisé devra être poursuivi par des études spatialisées permettant de localiser les territoires impactés (ou pouvant être impactés) par cette tendance et d'évaluer les effets possibles sur les forêts concernées.

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      2019
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    Authors: Morardet, S.; Loubier, S.; Fusillier, J.L.; Ruelle, P.; +2 Authors

    This report presents a method for assessing economic impacts of available water resources for irrigation at farm, food processing sector and territory levels. It is mainly based on the example of the study commissioned by the Direction Régionale de l'Agriculture, de l'Alimentation et de la Forêt de la région Rhône Alpes in Drôme des collines , while comparing it with similar studies conducted in other regions in France. / Ce rapport présente une méthode d'évaluation des impacts économiques de la réduction des volumes disponibles pour l'irrigation à l'échelle des exploitations agricoles, des filières et du territoire irrigué. Il s'appuie notamment sur l'exemple de l'étude réalisée en Drôme des collines à la demande de la Direction Régionale de l'Agriculture, de l'Alimentation et de la Forêt de la région Rhône Alpes, en le mettant en perspective avec des études similaires menées dans d'autres régions.

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      2014
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    Authors: Ansaldi, E.; Bertrand, N.;

    / Le témoignage recueilli ici par Nathalie Bertrand auprès d'Emmanuel Ansaldi, adjoint scientifique à la Direction générale de l'agriculture de l'État de Genève, nous présente le concept de ferme urbaine et son expérimentation au sein d'un quartier genevois, une façon innovante de réconcilier ville et agriculture.

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    2016
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      2016
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    Authors: Lauvernet, C.; Le Dimet, F.X.; Baret, F.;

    Information contained in time series of image data should be explicitly exploited in data assimilation methods instead of operating over single pixels. This study proposes to adapt a variational data assimilation method of LAI (Leaf Area Index) images in a crop model. The method assumes that the parameters are governed spatially at some levels (cultivar, field, and pixel), while some of them are assumed to be stable temporally over the whole image. Such constraints help at reducing the size of the inverse problem, transforming the usual assimilation scheme into simultaneous pixel patterns. DA with constraints is applied to the semi-mechanistic model BONSAÏ and evaluated by twin experiments both on the quality of LAI prediction and on parameter estimates. Sensitivity to the observations frequency is also evaluated. The constraints improve the method's robustness and estimates when the number of observations available decreases, compared to the conventional method. / En assimilation de données, une série temporelle de données-image devrait être traitée explicitement pour en extraire toute l'information. Cette étude propose d'adapter une méthode d'assimilation variationnelle d'images de LAI (Leaf Area Index) dans un modèle de végétation, afin d'intégrer l'information liée à l'aspect spatial des données. Pour cela, on considère que les paramètres sont contrôlés spatialement à certains niveaux: variété, parcelle, pixel, ou stables temporellement sur l'ensemble de l'image. Ces contraintes réduisent la taille du problème inverse, en transformant le schéma d'assimilation habituel à des ensembles de pixels simultanés. La méthode est appliquée sur le modèle semi-mécaniste BONSAÏ et évaluée sur la qualité de prédiction du LAI et d'estimation des paramètres d'entrée par expériences jumelles, ainsi que sur sa sensibilité à la fréquence des observations. Les contraintes spatio-temporelles améliorent la robustesse et les estimations lorsque la quantité d'observations disponibles diminue, par rapport à la méthode classique, où chaque pixel.date est considéré indépendamment des autres.

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    Authors: El Hajj, M.;

    In the context of increasing the pressure on water resources, the search for improved agricultural productivity of irrigation water leads to irrigation schedule optimization according to soil water conditions and crop development stages. Spatial remote sensing currently provides spatialized near real-time information of soil and vegetation characteristics. In particular, radar data, which showed a high potential for estimating soil moisture. Similarly, the optical data have long been used to estimate the vegetation parameters (biomass, yield). Such information can be integrated into crop models to predict yield evolution in real-time. The general aim of the thesis is to show how the information derived from remote sensing data with high spatial and temporal resolution can restore the water and vegetative dynamics of an irrigated perimeter. The approach is based on experiments conducted on a system of irrigated grasslands, with spatial and ground observations at high time repetitiveness, and the use of a crop model. The first part of the thesis evaluates the potential of radar data for cultivated soil water status monitoring. The X-band (3 cm wavelength) was chosen since X-band radar sensors allow plots monitoring with a high revisit time, and image acquisition at fine spatial resolution (about 1m), adapted to plots with small size. Results showed that the X-band radar signal allows soil moisture evolution monitoring even in the presence of a dense vegetation cover. In addition, results showed that the radar data are able to identify the water supplies even if the radar image is acquired three days after the irrigation event. The second part evaluates the potential of radar-optical coupling to estimate soil moisture in the presence of vegetation. The results showed that HH polarization combined with one vegetation parameter, derived from the optical data, allow soil moisture estimation with an accuracy around 5 vol.%. The methodology developed in this section of the thesis provides a multi-sensor approach (optical and radar) for operational soil moisture mapping in the presence of vegetation. The third part of the thesis study the potential of spatial data (radar and optical) to feed a crop model representing real-time biomass evolution. This part is based on the PILOTE model, which allows the prediction of crop sensitivity to water stress, and integrate criteria for irrigation launching and grassland harvest. Results showed that the integration of spatial data information estimates (LAI, harvest and irrigation dates) into PILOTE provides a good accuracy in yield prediction. The relevance of spatial information can then be analyzed in terms of acquisition frequency and accuracy of estimations produced, opening perspectives for the application of high temporal resolution remote sensing for the supervision and management of water supply in irrigated areas. / Dans un contexte d'accroissement des tensions sur les ressources en eau, la recherche d'une meilleure productivité agricole de l'eau d'irrigation amène à optimiser les calendriers d'arrosage en fonction des états hydriques des sols et des stades de développement de la culture. La télédétection spatiale permet aujourd'hui de fournir des informations spatialisées en temps quasi-réel sur les caractéristiques du sol et de la végétation. En particulier, les données radar ont montré un fort potentiel pour l'estimation de l'humidité du sol. De même, les données optiques sont utilisées depuis longtemps pour estimer les paramètres relatifs à la végétation (indice foliaire, biomasse, rendement). Ces informations peuvent être intégrées dans des modèles de culture pour simuler en temps réel l'évolution du rendement. L'objectif général de la thèse est de montrer comment les informations issues de la télédétection spatiale à haute résolution spatio-temporelle permettent de retrouver les dynamiques hydriques et végétatives d'un périmètre irrigué. La démarche repose sur des expérimentations menées sur un système de prairies irriguées, avec des observations spatiales et au sol à haute répétitivité temporelle, et l'utilisation d'un modèle de culture. Le premier volet de la thèse évalue le potentiel des données radar à suivre l'état hydrique d'un sol cultivé. La bande X (3 cm de longueur d'onde) a été choisie puisque les capteurs radar en bande X permettent un suivi des parcelles avec une forte répétitivité temporelle, et des acquisitions à une très haute résolution spatiale (environ 1 m), adaptée à des parcelles de petite taille. Les résultats ont montré que le signal radar en bande X permet de suivre l'évolution de l'humidité du sol même en présence d'un couvert végétal dense. De plus, les résultats ont montré que les données radar sont capables d'identifier les apports d'eau même si l'image radar est acquise trois jours après l'achèvement de l'irrigation. Le deuxième volet évalue le potentiel du couplage radar-optique pour estimer l'humidité du sol en présence de la végétation. Les résultats ont montré que la polarisation HH combinée avec un paramètre de la végétation, dérivée à partir des données optiques, permet d'estimer l'humidité du sol avec une précision de l'ordre de 5 vol.%. La méthodologie développée dans cette partie de la thèse permet de proposer une approche multi-capteur (optique et radar) pour une cartographie opérationnelle de l'humidité du sol en présence de végétation. La troisième partie de la thèse étudie le potentiel des données spatiales (radar et optique) pour alimenter un modèle de culture représentant l'évolution de la biomasse en temps réel. Cette partie s'appuie sur le modèle PILOTE, permettant de prédire la sensibilité de la culture au stress hydrique, et d'intégrer des critères de déclenchement des arrosages et de fauche des prairies. Les résultats ont montré que l'intégration dans PILOTE d'informations estimées à partir des données spatiales (LAI, dates des coupes et irrigations) permet de prédire le rendement avec une bonne précision. La pertinence des informations spatiales peut ainsi être analysée en termes de fréquence d'acquisition et de précision des estimations produites, ouvrant des perspectives pour l'application de la télédétection à haute résolution temporelle à la supervision et la gestion des apports d'eau dans les périmètres irrigués.

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    Authors: Rucheton, G.; Ruelle, P.; Morardet, S.; Fusillier, J.L.; +1 Authors

    / Ce rapport présente la méthode et les résultats d'une étude sur l'adaptation de l'agriculture à la disponibilité de la ressource en eau dans la Drôme des collines, commanditée par la Direction Régionale de l'Agriculture, de l'Alimentation et de la Forêt de la région Rhône-Alpes. Cette étude visait à répondre aux questions suivantes: 1) Quel est l'impact économique d'une réduction du volume prélevable pour l'irrigation agricole sur les exploitations et les filières ? 2) Quelles mesures d'accompagnement pourraient être mises en place pour atténuer cet impact économique? Afin de comprendre au mieux les enjeux locaux liés à la réforme des volumes prélevables, une démarche participative a été mise en oeuvre, avec une forte implication de l'équipe prestataire sur le terrain et une mobilisation des acteurs locaux, notamment de la profession agricole. Cette approche a permis d'élaborer un diagnostic partagé de l'agriculture en Drôme des collines, à l'échelle des exploitations et des filières. L'impact d'une réduction des autorisations de prélèvements en eau (-40% ) a été simulé sur les indicateurs-clefs (EBE, production et volume d'eau consommé). Sur proposition des acteurs du territoire, des mesures d'adaptation ont aussi été envisagées et analysées en termes d'impacts sur les exploitations (EBE et prélèvements en eau), sur les filières (volumes de production), et environnementaux.

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    Authors: Léger Bosch, C.;

    Land backing actions are initiatives which include different types of stakeholders among local authorities, agricultural professional organizations and non-governmental organizations. By acquiring land, they aim to control long-term agricultural use in areas threatened by urbanization by securing farmers' access to land. Given the many available instruments for the preservation of agricultural land that the devolved public action has, the use of ownership brings up questions. Rooted in institutional economics, this PhD thesis analyses these initiatives at three levels. The first chapter focuses on the coordinations between the invested stakeholders, in order to determine the agreement's founding principles. Often founded on farming model and environment questions, land backing actions hardly ever broach only the subject of farmland preservation facing urbanization. With an evaluation of direct and indirect costs, the second analyses the effect of these actions on the land use access ease for farmers. It shows that this new land use access mode is more difficult to organize, but also much less uncertain. The third focus provides a historical analysis of the use-ownership relation, in order to see if the changes that land backing actions induce belong to an institutional order. It concludes that public action, giving back more place to private property in the use-ownership relation, lets the public interest outlines at the discretion of the local private dynamics, with a risk of inducing territorial inequalities. / Les opérations de portage foncier regroupent différents types d'acteurs parmi lesquels les collectivités locales, les organisations professionnelles agricoles et les associations. Elles visent, par une acquisition foncière, à maîtriser l'usage agricole à long terme dans des espaces soumis à la pression urbaine, en sécurisant leur accès pour les agriculteurs. Au vu des nombreux outils dont dispose l'action publique décentralisée pour la préservation du foncier agricole, ce recours à l'acquisition interroge. Ancrée dans l'économie institutionnelle, cette thèse analyse ces initiatives à trois niveaux. Le premier chapitre examine les coordinations entre les acteurs investis, afin d'identifier les fondements de leur accord. Ceux-ci relèvent souvent des questions de modèle agricole et d'environnement et reposent rarement sur la seule question de la préservation. Reposant sur une évaluation des coûts directs et indirects, le second chapitre étudie le niveau de facilité d'accès à la terre pour les agriculteurs dans le cadre de ces opérations. Il montre que cette nouvelle modalité d'accès est plus difficile à instaurer mais plus sécurisante. Le troisième produit une analyse historique du rapport usage-propriété afin de déterminer si les changements qu'elles induisent sont de dimension institutionnelle. Il conclut que l'action publique, permettant au droit de propriété privé de revenir en force vis-à-vis de l'usage, laisse les contours de l'intérêt général être déterminés au gré des dynamiques privées, au risque d'induire des inégalités territoriales.

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    Authors: Figureau, A.G.;

    In order to prevent overexploitation of natural resources, decision makers have been implementing individual quota-based systems. Yet, in the particular case of groundwater abstraction for irrigation, farmers' demand is likely to vary relevantly from year to year, due to annual agricultural, environmental and economic conditions. In this thesis, we propose two instruments for regulating groundwater withdrawals for irrigation that ensure compliance with the total abstractable volume while introducing flexibility in the quota-based management. The first one relies on penalties applied to farmers who exceed their allocation, which are totally redistributed as financial compensations to farmers who have saved water. The second instrument gives farmers the opportunity of pooling water allocations within a contract that makes them jointly liable for the collective allocation compliance. We evaluate both instruments with stakeholders and farmers of five French sites, through a participatory approach followed by an experimental approach. Both instruments have similar efficiency in reaching compliance with authorized volumes, but differ from each other in their acceptability. Results show that farmers' irrigation choices are not only driven by profit maximization but that their utility function also depends upon non-economic parameters, such as environmental, social and ethic preferences. Thus, in order to strengthen their efficiency, instruments must include both economic and social incentives, respectively weighted as to be adapted to local economic conditions and social tissue. / Pour empêcher la surexploitation des ressources naturelles, les décideurs publics peuvent choisir d'attribuer de quotas individuels de prélèvement. Or, dans le cas des prélèvements en eau souterraine pour l'irrigation, la demande en eau des agriculteurs est susceptible de subir des variations interannuelles significatives en fonction des conditions agronomiques, climatiques et économiques annuelles. La thèse propose et évalue deux instruments de régulation des prélèvements agricoles en nappe qui introduisent de la flexibilité dans un système d'allocations individuelles tout en garantissant le respect du volume total prélevable à l'échelle de l'aquifère. Le premier est un bonus-malus : il repose sur l'imposition d'une pénalité financière aux irrigants qui dépassent leur allocation individuelle (malus), dont la recette est intégralement reversée sous forme de récompense aux irrigants qui ont réalisé des économies (bonus). Le second offre aux irrigants la possibilité de mutualiser leurs allocations en eau au sein d'un contrat qui les rend conjointement responsables du respect de l'allocation totale du groupe. Nous avons conduit une évaluation ex-ante de ces instruments au travers de deux méthodes, déployée sur cinq terrains d'étude : une approche par des ateliers de prospective avec des acteurs locaux, puis une approche expérimentale auprès de sujets standards et agriculteurs. Les deux instruments montrent une efficacité similaire en termes de respect des volumes autorisés, mais se distinguent par leur acceptabilité. Les résultats montrent que les choix d'irrigation ne sont pas uniquement guidés par la maximisation du profit économique et que la fonction d'utilité des irrigants intègre des paramètres non économiques, en particulier environnementaux, éthiques et sociaux. Ainsi, pour optimiser leur efficacité, les instruments de régulation des prélèvements doivent combiner incitations économiques et sociales, avec un poids respectif à adapter aux conditions économiques et au tissu social local.

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