La réalité augmentée pour accompagner la conception de systèmes agroforestiers

Je m’appelle Laëtitia Lemière et je suis doctorante au sein de l’unité AbSys à Inrae, centre de Montpellier. Après un DUT Informatique à Dijon, j’ai suis partie au Canada pour poursuivre mes études avec un double diplôme (Université du Québec à Chicoutimi). Revenue en France, j’ai suivi le master SIAD (Systèmes d’informations et d’aide à la décision) à Clermont-Ferrand. J’ai souhaité poursuivre mon parcours avec une thèse, afin d’atteindre mon objectif : faire de la recherche en interface entre les domaines informatique et environnemental.

Mon sujet de thèse s’intéresse à la conception de systèmes agroforestiers. Il existe actuellement des ateliers de conception de systèmes agroforestiers mettant en avant soit l’aspect spatial (hétérogénéité de l’espace), soit l’aspect temporel (évolution de l’arbre). Grâce à la réalité augmentée, on souhaite prendre en compte les 2 aspects. A terme, on développera des applications pour la conception de systèmes agroforestiers et leur impact sera évalué.

Ce sujet s’insère dans la continuité de mon parcours puisqu’il s’intéresse aux deux thématiques de l’informatique et de l’environnement.

L’un des principaux intérêts de ce travail est également les nombreux échanges avec des agronomes, des agriculteurs et des étudiants qui sont les futurs utilisateurs des applications que nous souhaitons créer. Ces discussions avec les usagers me motivent et me permettent d’acquérir une meilleure compréhension de leurs besoins et de leurs difficultés.

Cette thèse mènera à la création d’un outil pédagogique pour les étudiants et d’outil d’aide à la décision pour le développement de l’agroforesterie par les agriculteurs.

• Date de démarrage : 1er octobre 2020
• Université : Université de Montpellier – MUSE Montpellier Université d’Excellence
• Ecole doctorale : GAIA
• Discipline / Spécialité : Informatique, agronomie
• Directeur de thèse : Marc Jaeger, AMAP, Cirad
• Encadrant(es)  : Marie Gosme, AbSys, Inrae et Gérard Subsol, Lirmm, Université de Montpellier
• Financement : #DigitAg – Inrae
• #DigitAg : Thèse cofinancée – Axe 2 : Innovations en agriculture numérique, Axe 6: Modélisation et simulation, Challenge 1 : Le challenge agroécologique, Challenge 8 : Développement agricole au Sud

Mots-clés: Réalité augmentée ; agroforesterie ; modélisation géométrique et topologique, conception de plantation ; impact visuel

Résumé : L’agroforesterie est reconnue comme une voie de développement d’une agriculture durable, résiliente et permettant de lutter contre le changement climatique. Les choix de combinaisons d’espèces, de configurations spatiales, de gestion des arbres et des cultures sont vastes et doivent être adaptés aux contextes pédo-climatiques, socio-économiques et aux objectifs de l’agriculteur, qui a donc besoin d’un accompagnement pour le concevoir. Les nouvelles technologies peuvent faciliter cet accompagnement et favoriser l’adoption de l’agroforesterie. La réalité augmentée (RA, superposition d’objets numériques sur des images du monde réel) permet de visualiser différents scénarii futurs afin de choisir le plus souhaitable, pour entamer une démarche de changement. L’agroforesterie est un cas d’étude idéal : l’introduction d’arbres modifie profondément l’aspect des parcelles et des paysages, des outils de visualisation seraient donc très efficaces ; et la croissance des arbres est lente et les conséquences des choix de l’agriculteur ne se révèlent que plusieurs décennies après.

La thèse a pour but de développer deux applications de RA, et de les évaluer auprès d’agriculteurs, de lycées agricoles et de conseillers agroforestiers. La première améliorera le design des systèmes agroforestiers en permettant de comparer interactivement des configurations, et visualiser l’évolution de la dynamique de la végétation. Cette approche sera testée dans le cadre d’ateliers de conception de système agroforestiers. La deuxième visualisera avec réalisme in situ la croissance des arbres dans sa parcelle agricole et restituer des facteurs d’intérêt (LAI, ombrage, biomasse, etc.), permettant à l’agriculteur de visiter ses parcelles et visualiser leur aspect 10, 20 ou 40 ans plus tard.

Ce travail de recherche vise l’intégration de modèles de croissance dans des technologies de RA et de la démarche participative pour répondre aux besoins des agriculteurs..

Contact :  laetitia.lemiere@gmail.com​ – Tél: 06.83.65.35.94

Communications & Publications

Présentation en conférence internationale avec actes

Laetitia Lemière, Marie Gosme, Gérard Subsol, Marc Jaeger (2022), FSPM applied to agroforestry system co-design, PMA 2022 - 7th International Symposium on Plant Growth Modeling, Simulation, Visualization, and Applications, Oct 2022, Wuxi, China, https://hal.inrae.fr/hal-03996877

Posters présentés en conférences internationales

• Laetitia Lemière, Marc Jaeger, Gérard Subsol, Marie Gosme (2021)  Augmented reality for agroforestry system design, EURAF 2020 Agroforestry for the transition towards sustainability and bioeconomy, May 2021, Nuoro, Italy
   
• Laetitia Lemière, Marc Jaeger, Gérard Subsol, Marie Gosme (2022), Graph theory applied to agroforestry system co-design, 5th World Congress on Agroforestry, Jul 2022, Québec, Canada