UNIVERSITÉ NATIONALE DU VIETNAM, HANOÏ INSTITUT FRANCOPHONE INTERNATIONAL Adama Arama Assemblage des connaissances et des données – domaine de la vigne et du vin MÉMOIRE DE FIN D’ÉTUDES DU MASTER INFORMATIQUE Sous la direction de : M. Cédric Baudrit (I2M-INRAE-Team) HANOÏ - 2020 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com UNIVERSITÉ NATIONALE DU VIETNAM, HANOÏ INSTITUT FRANCOPHONE INTERNATIONAL Adama Arama Assemblage des connaissances et des données – domaine de la vigne et du vin Spécialité : Systèmes Intelligents et Multimédia Code : Programme pilote MÉMOIRE DE FIN D’ÉTUDES DU MASTER INFORMATIQUE Sous la direction de : M. Cédric Baudrit (I2M-INRAE-Team) HANOÏ - 2020 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Attestation sur l’honneur J’atteste sur l’honneur que ce mémoire a été réalisé par moi-même et que les données et les résultats qui y sont présentés sont exacts et n’ont jamais été publiés ailleurs. La source des informations citées dans ce mémoire a bien été précisée.
Adama Arama LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Remerciements Au terme de ce travail, mes plus vifs remerciements s’adressent à toutes ces personnes sans l’intervention desquelles la réalisation de ce mémoire n’aurait été possible. Je remercie Dieu le tout Puissant, très Miséricordieux, qui m’a donné la force, le cou- rage et la persévérance durant ces deux années. Je tiens, tout d’abord, à exprimer ma reconnaissance et mes remerciements envers l’IFI (Institut Francophone International), son administration et son corps professoral pour la richesse et la qualité de son enseignement en déployant de grands efforts pour assurer à ses étudiants une formation de qualité. Je tiens également à manifester ma profonde gratitude à l’endroit de notre responsable de formation de Master Monsieur Tuong Vinh HO : non seulement il nous a donné goût à la recherche mais il s’est efforcé de repousser davantage nos limites personnelles.
Mes profonds remerciements vont au I2M (Laboratoire de l’Institut de Mécanique et d’Ingénierie), en particulier l’équipe GCE (Génie Civil et Environnemental) pour sa gentillesse, son soutien, l’accueil chaleureux réservé et les bonnes conditions dont j’ai bénéficié tout au long de mon séjour dans ses locaux. J’adresse adresse mes vifs remerciements à Monsieur Cédric Baudrit, mon encadrant principal, pour le soutien et les dispositions qu’il m’a apporté tout au long du stage. Mes autres encadrants : Monsieur CHARLEROY Arnaud et Christophe Fernandez, pour leurs critiques constructives qui m’ont aidées à améliorer mon travail. Le reste de l’équipe : col- lègues stagiaires et doctorants pour l’ambiance de travail, merci pour la collaboration, l’écoute et la disponibilité tout au long de mon stage.
Enfin, je veux exprimer par ces quelques lignes de remerciements ma gratitude envers tous ceux qui, de par leur présence, de par leur soutien, de par leur disponibilité et leurs conseils, nous ont donné le courage pour accomplir ce projet. Il s’agit particulièrement de mes amis, frères, sœurs et camarades de classe. Grâce à vous, j’aborde une nouvelle étape de ma vie avec confiance et dynamisme. Adama Arama LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Résumé Face aux changements climatiques, les pratiques dans les filières vitivinicoles doivent s’adapter et évoluer.
Cette démarche est rendue difficile par le fait que les systèmes impliqués dans le domaine de la vigne et du vin sont composés d’entités hétérogènes dont les interactions locales peuvent mener à des organisations collectives qui elles- mêmes ont des répercussions sur les entités (rétroaction auto-organisation). Face à un manque de connaissance physicochimique approfondie des phénomènes et des savoir-faire, une exploitation intelligente des données ouvre de nouvelles perspectives et permettrait de faire émerger de la connaissance utile et exploitable pour anticiper et identifier les nouvelles pratiques notamment face aux changements climatiques. Ce projet a pour but de coupler des données issues d’enquêtes menées auprès des diffé- rents acteurs du domaine vitivinicole avec des données issues de mesures. Ce couplage effectué, j’ai appliqué de la fouille de données dans le but de faire émerger des connais- sances, visualisation des données pour appréhender les résultats.
Mots clés : Changement climatique, vigne et vin, données, recherche, connaissance, data mining. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Abstract In the face of climate change and economic and cultural challenges, the wine in- dustry must adapt and evolve. This approach is made difficult by the fact that the systems involved in the vine and wine sector are composed of heterogeneous entities whose local interactions can lead to collective organizations which themselves have re- percussions on the entities (feedback self-organization). Faced with a lack of in-depth physicochemical knowledge of phenomena and know-how, an intelligent exploitation of data opens up new perspectives and would allow the emergence of useful and ex- ploitable knowledge to anticipate and identify new practices textbf especially in the face of changes climate.
The aim of this project is to couple data from surveys carried out with the various players in the wine sector with data from measurements. This cou- pling done, I applied data mining in order to bring out knowledge, visualization of data to understand the results. Keywords : Climate change, vine and wine, data, research, knowledge, data mining. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Table des matières Table des figures iv Liste des tableaux i 1 Contexte d’étude et problématique 3 1.
5 2 État de l’art 6 2.1 Impacts du changement climatique sur les pratiques viticoles et œnolo- giques .1 Impacts du changement climatique sur la vigne .2 Impacts du changement climatique sur le vin .2 Impacts du changement climatique sur la production du vin .3 État de l’eau .3 Impacts sociaux-économiques du changement climatique sur la produc- tion du vin .1 Rendement et qualité .2 Revenus et bénéfices .4 Mesures d’adaptation face au changement climatique .1 Adaptations face à l’augmentation des températures .2 Adaptations face à l’augmentation des déficits hydriques .3 Adaptations face aux niveaux de rayonnement élevés du soleil .5 Relocalisation des vignes et vignobles. 16 ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TABLE DES MATIÈRES 3 Matériels et méthodes 17 3.2 Principe général de l’étude .1 Présentation des données .2 Principe d’unification des différentes sources de données .4 Méthodologie de recherche .1 Les acteurs cibles .2 Méthodes d’analyses des données .1 Principal component analysis (PCA). 24 4 Résultats et discussion 27 4.1 Visualisation des données .1 Recherche des causes de l’effet millésime .2 Les types de cépages rouges par appellation .3 Les pratiques culturales par appellation en 2003, 2010 et 2013 .2 Analyse de données .1 Analyse composante principale (ACP) .1 L’application de l’ACP sur les effets millésimes .2 L’application de l’ACP sur les types de cépages rouges ex- ploités .1 Lien entre les pratiques culturales en 2003, 2010 et 2013 .2 Modèle hybride (1) qui lie les pratiques viti et les données vini .3 Modèle hybride (2) qui lie les facteurs des choix du cé- pages, du porte-greffe et du clône .3 Validation de nos résultats. 50 5 Conclusion générale et Perspectives 51 5.
51 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Table des figures 1.1 Architecture générale des données à recueillir .1 Carte mondiale de production du vin .1 Carte des vignobles de Bordeaux (le bordelais) .2 Hypothèse de base de l’unification des données .3 Techniques de recueil et d’assemblage des données .4 Exemple illustratif d’un réseau bayésien .1 Les causes des effets millésimes par appellation .2 Les types de cépages par appellation .3 La fréquence des pratiques culturales mises en place face au Change- ment climatique par appellation en 2003, 2010 et 2013 .4 Visualisation de l’ACP sur les causes de effet millésime .5 Visualisation de l’ACP sur les types de cépages .6 Visualisation des liens entre les pratiques culturales en 2003, 2010 et 2013 34 4.7 L’inférence du modèle bayésien des pratiques culturales .8 L’inférence de l’hypothèse 1 des pratiques culturales .9 L’inférence de l’hypothèse 2 des pratiques culturales .10 L’inférence de l’hypothèse 3 des pratiques culturales .11 Structure apprise du modèle hybride (1) .12 l’inférence du modèle hybride (1) .13 L’inférence de l’hypothèse 1 .14 L’inférence de l’hypothèse 2 .15 L’inférence de l’hypothèse 3 .16 L’inférence de l’hypothèse 3 .17 L’inférence de l’hypothèse 4 .18 Structure du modèle hybride (2) .19 L’inférence du modèle hybride (2) .20 L’inférence de l’hypothèse 1 du modèle hybride (2). 49 iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Liste des tableaux 3.1 Coordonnées GPS des parcelles du réseau de maturité (ISVV) .2 Station météo associée aux appellations .1 Données utilisées pour la recherche des causes de l’effet millésime .2 Données utilisées pour la recherche des types de cépage .3 Les données utilisées pour les pratiques culturales .4 Données utilisées pour l’application de l’ACP sur les types de cépages .5 Données utilisées pour l’application du réseau bayésien sur les pratiques culturales .6 Données utilisées pour l’application du réseau bayésien sur les pratiques culturales .7 Données modèle hybride (2). 46 i LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Liste des sigles et acronymes INRAE Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement ACCAF Adaptation to Climate Change for Agrosystems and Forests LACCAVE Long term Adaptation to Climate ChAnge in Viticulture and Enology GES Gaz à Effet de Serre GIEC Groupement Intergouvernemental d’Experts sur le Changement Climatique AOC Appellations d’Origine Contrôlée SWHC soil water-holding capacity azq I2M Laboratoire de l’Institut de mécanique et d’ingénierie UMR MISTEA Unité Mixte de Recherche en Mathématiques, Informatique et STatistique pour l’Environnement et l’Agronomie LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Introduction générale Le changement climatique est désormais une réalité incontestable. En considérant le dernier rapport du GIEC (Groupement Intergouvernemental d’Experts sur le Chan- gement Climatique), à travers l’étude sur l’évolution des températures moyennes, les preuves du changement climatique sont incontestables [Change et al.
La tem- pérature moyenne mondiale a en effet augmenté de 0,85°C entre 1880 et 2012. De plus, la période 1983-2012 a probablement été la plus chaude depuis mille quatre cent ans, notamment dans l’hémisphère nord [Nørgaard et al. Les scénarios de l’évolution future du climat montrent la même tendance. D’ici à la fin du XXIème siècle, on prévoit une augmentation de la température moyenne glo- bale pouvant aller de 2°C à 5°C, selon les saisons et les régions de la planète.
Dans les remarques associées à ces scénarios, il est indiqué que la hausse des températures sera accompagnée d’une série d’impacts largement répandus dans le monde entier. Parmi ses impacts, le secteur agricole se trouve au cœur du problème car il est à la fois l’un des principaux responsables et l’une des premières victimes du changement climatique. D’une part, si l’on considère l’exemple français, le secteur agricole émet à hauteur de 20% des GES (Gaz à Effet de Serre) selon l’Institut National de Recherche pour l’Agri- culture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) [Pellerin et al. D’autre part, d’après le dernier rapport du GIEC, le secteur agricole pourrait aussi être gravement affecté avec, par exemple, une diminution de 20% de la production de blé dans cer- taines régions européennes d’ici 2030.
Plus globalement, les rendements médians des grandes cultures seraient amenés à diminuer en moyenne de 2% par décennie, si au- cun effort d’adaptation conséquent n’est mis en place. L’adaptation est alors cruciale et devrait être développée en synergie avec l’atténuation du changement climatique [Costa et al. Dans ce contexte, l’INRAE a lancé le métaprogramme ACCAF (Adaptation to Cli- mate Change for Agrosystems and Forests) afin d’évaluer les conséquences du chan- gement climatique sur l’agriculture et de définir des stratégies qui anticipent et pré- viennent les conséquences de tels évènements. Un des projets en cours s’intéresse plus particulièrement aux effets du changement climatique dans le secteur vitivini- cole : c’est le programme LACCAVE dans lequel s’inscrit mon stage de fin d’étude.
La filière vitivinicole a en effet un double intérêt pour la recherche sur l’adaptation au 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LISTE DES TABLEAUX changement climatique.