Comité Pilotage 2 octobre 2008 1 SP3 : Transitions alimentaires en élevages Premiers résultats

Comité Pilotage 2 octobre 2008 1

SP3 : Transitions alimentaires en élevages

Premiers résultats

2

Les objectifs

Est-on capable de mettre en évidence chez les dindons des perturbations du comportement alimentaire au moment des transitions ?

Quels liens avec les caractéristiques physiques des aliments ?

Comité Pilotage 2 octobre 2008

3

Les élevages

20 élevages standards (Bretagne)

3 élevages en dindes fermières (Sud-Ouest)

Point commun: les élevages disposent de 2 silos pour gérer le moment de la transition


4

Les aliments

En élevage, 5kg d’aliments prélevés:• Avant (miettes) et pendant (granulés) la

transition• Avant (granulés) et pendant le

changement de lot

En usine, 250g de ces mêmes aliments prélevés

Farine MiettesGranulés avant émiettage

Farine Granulés


5

Mesures du comportement alimentaire

Réalisation de films focalisés sur l’activité autour des mangeoires

Mesures des budgets temps des comportements: « mange », « boit », « gratte », « debout » et « couché »

Mesure de l’intensité lumineuse, température, hygrométrie


6

Mesures du comportement alimentaire

Le dispositif

Posted ’obs.

Zone 2

Zone 1

Poste d’obs

3 m1m

Zone mâle

Poste d’obs

Ligne de pipettes

Ligne de mangeoires

SZ1

SZ2

SZ3

SZ4

SZ5


7

Le budget-temps « mange »Calculé par rapport au nombre d’animaux debout

0

2,5

5

7,5

10

12,5

15

17,5

20

1-M 2-G

2

1

%

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1-M 2-G

2

1

%

0

5

10

15

20

25

30

35

1-M 2-G

2

1

%

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1-M 2-G

2

1

%

6 cas 4 cas

3 cas 7 cas

Résultats pas ou peu cohérents entre zones

zones

zones

zones

zones

8

Conclusions

Tels que pratiqués, les scans sampling ne semblent pas suffisamment précis pour étudier un changement de comportement au moment des transitions

Amélioration de la méthode par augmentation du nombre d’observateurs ?



Caractéristiques des aliments

Mesures classiques et Réflexion concernant les mesures rhéologiques (Florence Laviron)

10

Les aliments

- 2 transitions, soit 4 prélèvements d’aliment / élevage

- 7 firmes; 23 élevages visités (dont 6 seulement pour la 1ère transition)

DémarrageTransition 1

Granulés1 Granulés2Transition 2

Granulés3

(D1) (G1) (G2) (G3)

= 80 aliments prélevés

Présentation des aliments Transition 1, soit 46 aliments prélevés


11

Mesures classiques Matériel et Méthode (1)

LONGUEUR (mm) Pied à coulisse Absolute digimatic MITUTOYOéchantillon d’environ 15g pesé au préalable => ~ 200-300 granulés mesurésPOIDS (mg) déduit du restant non mesurable de l’échantillonDIAMETRE (mm) 10 granulés mesurés

COLORIMETRIE L*a*b* Spectrocolorimetre Hunterlab5 coupelles d’aliment = 5 essaisLuminosité (L*); Couleur-teinte (a*et b*)

Dureté en Mpa =Charge max mesurée (decaN) * 2K

L(cm) * 3.14159 * D(m) * 1000

DURETE (MPa) Instron 5543100 granulés préalablement mesurés au pied à coulisse


12

Mesures classiques Matériel et Méthode (2)

Granulométrie Tamiseuse Retsch3 essais (3*250g d’aliment)5 tamis utilisés (2,5 – 2 – 1,18 – 0,6 – fond) Pourcentage de fines (%) déduit du tamis dont la taille des mailles correspond à 80% du diamètre de l’aliment

Numérisation aliment Epson ScanDisposition « vrac » (10 coupelles) à 300 dpi puis 1200 dpiDisposition « individuelle » (40 granulés) à 1200 dpi

DURABILITE (%) Eurotest + Tamiseuse Retsch2 essais (2*500g d’aliment)tamis utilisé 80% du Ø (granulé) ou 30% du Ø (miettes)


13

Mesures classiquesRésultats (1)

Tableau descriptif général des 23 aliments démarrage

Moyenne Minimum Maximum

Longueur (mm) (1) 4,5 3,9 5,6

Diamètre (mm) 3,1 2,5 3,5

Poids (mg) (1) 33 25 39

Dureté (Mpa) 1,1 0,6 1,6

% supérieur au tamis 2 mm 67 20 98

% inférieure au tamis 0,6 mm 12 1 49

Durabilité (%) 85 65 95

Couleur L* 56,9 51,1 64,2

Couleur a* 6,0 2,9 7,5

Couleur b* 22,6 15,3 27.0(1) 6 aliments


14


Tableau descriptif général

Moyenne Minimum Maximum

Longueur (mm) 5,1 4,0 6,4

Poids (mg) 58 40 71

Diamètre (mm) 3,4 2,8 3,6

Dureté (Mpa) 1,2 0,7 1,6

Durabilité (%) 86 70 92

Couleur L* 50,9 43,1 57,3

Couleur a* 5,9 3,5 7,3

Couleur b* 21,1 16.0 25,6

des 20 granulés G1 des 3 farines dindes fermières F1 F2 F3

% supérieur au tamis 2 mm 31 13 25

% inférieure au tamis 0,6 mm 26 42 28

Couleur L* 75.5 77.4 78.0

Couleur a* 6.6 5.0 6.5

Couleur b* 32.0 27.8 31.9

Variabilité entre aliments


15


Liens entre les paramètres

72,5

75

77,5

80

82,5

85

87,5

90

92,5

95

97,5

Dur

abilit

é m

iette

s

,4 ,6 ,8 1 1,2 1,4 1,6Dureté miettes F1

E1

D4

D3

D2

D1

C2

B4

B3

B2

B1

A4

A3

A2

A1

Durabilité miettes = 77,006 + 10,441 * Dureté miettes; R^2 = ,43

Nuage de points avec régressionEclaté par : NomCritère d’inclusion : Critère 1 de dureté_durabilité.xls (importé)

60

65

70

75

80

85

90

95

Dura

bilité

gra

nulé

s

,7 ,8 ,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6Dureté granulés

F1

E1

D4

D3

D2

D1

C6

C5

C4

C3

C2

C1

B4

B3

B2

B1

A4

A3

A2

A1

Durabilité granulés = 61,712 + 20,182 * Dureté granulés; R^2 = ,468

Nuage de points avec régressionEclaté par : Nom

3,75

4

4,25

4,5

4,75

5

5,25

5,5

5,75

6

6,25

6,5

Long

ueur

moy

enne

gra

nulé

s

35 40 45 50 55 60 65 70 75Poids moyen granulés

PRIM1

MGX1

EVI4

EVI3

EVI2

EVI1

CYB6

CYB5

CYB4

CYB3

CYB2

CYB1

CEN4

CEN3

CEN2

CEN1

CCP4

CCP3

CCP2

CCP1

Longueur moyenne granulés = 1,294 + ,066 * Poids moyen granulés; R^2 = ,663

Nuage de points avec régressionEclaté par : Eleveur Aliments

Durabilité M1 = 77,006 + 10,441 * Dureté M1R^2 =0,43

Durabilité G1 = 61,712 + 20,182 * Dureté G1R^2 =0,468

Longueur G1 = 1,294 +0,66*Poids G1R^2 =0,663

16


Certains aliments ont les mêmes formules de fabrication (même usine)

Intra Formule : pour chaque critère, calcul de l’étendue (= Maximum - Minimum)

Étendue moyenne

Étendue Minimum

Étendue maximum

Diamètre (mm) 0,09 0,06 0,11

Dureté (Mpa) 0,32 0,13 0,61

% supérieur au tamis 2mm 26,72 1,27 44,9

% inférieur au tamis 0,6mm 25,39 4,65 36,81

Durabilité (%) 12,05 2,95 26,43

Couleur L* 6,84 1,26 12,11

Couleur a* 1,33 0,59 2,26

Couleur b* 4,09 2,48 6,05

Tableau descriptif de l’Étendue des 3 formules « Miettes »


17


Étendue moyenne

Étendue Minimum

Étendue maximum

Longueur (mm) 0,91 0,71 1,33

Diamètre (mm) 0,07 0,04 0,12

Dureté (Mpa) 0,21 0,15 0,26

Durabilité (%) 8,34 3,03 21,02

Couleur L* 6,04 1,7 9,9

Couleur a* 1,34 0,3 2,32

Couleur b* 4,16 1,51 5,76

Tableau descriptif de l’Étendue des 4 formules « Granulé 1 »

Variabilité intra formule (aliments issus d’une même usine)


18

Réflexion concernant les mesures rhéologiques Instron ~ Dureté MPa (1)

Différents critères et courbes de compression sont obtenus par le logiciel

Quels paramètres sont les plus pertinents pour décrire l’aliment?

0

10

20

30

40

-0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4

Cha

rge

de c

ompr

. (N

)

Déplacement de compression (mm)

Graph Title

+ Énergie charge max (J); Déplacement de compression à limite d ’élasticité(mm); Module de Young (MPa), etc…

Charge maximale (N) => Dureté en MPa

Déplacement charge maximale (mm)

Maximum de pente (N/mm)

Minimum de pente (N/mm)


19

Réflexion concernant les mesures rhéologiques Dureté MPa (instron)

Matrice de corrélation des différents critères obtenus pour l’ensemble des G1

Charge max N

Dureté Mpa

Maximum Pente N/mm

Module de

Young MPa

Énergie charge max J

Minimum Pente N/mm

Dpl charge

max mm

Dpl de compression

Limite d‘élasticité

mmlong (mm)

Charge maximale (N) 1

Dureté (Mpa) 0,77 1

Maximum Pente (N/mm) 0,91 0,79 1

Module de Young (MPa) 0,91 0,79 0,97 1

Énergie charge max (J) 0,81 0,53 0,59 0,61 1

Minimum Pente (N/mm) 0,69 0,65 0,74 0,72 0,26 1

Dpl charge max (mm) 0,14 -0,01 -0,07 -0,05 0,56 -0,31 1

Dpl de compression Limite d‘élasticité (mm) 0,36 0,12 0,05 0,09 0,60 -0,03 0,50 1

Longueur (mm) 0,76 0,23 0,61 0,64 0,73 0,38 0,24 0,46 1

1995 observations ont été utilisées dans ce calcul.

Dureté en Mpa =

Charge max mesurée (decaN) * 2K

L(cm) * 3.14159 * D(m) * 1000Comité Pilotage 2 octobre 2008

20


Graphes de régression pour les aliments G1

10

20

30

40

50

60

70

Ch

max

N, m

oy

,6 ,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8Dureté Mpa moy

Ch max N, moy = 1,21 + 28,26 * Dureté Mpa moy; R^2 = ,632

Nuage de points avec régression

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Max

pen

te N

/mm

moy

,6 ,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8Dureté Mpa moy

Max pente N/mm moy = -3,127 + 199,764 * Dureté Mpa moy; R^2 = ,756


,002

,003

,004

,005

,006

,007

,008

,009

Energ

ie c

h m

ax J

moy

,6 ,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8Dureté Mpa moy

Energie ch max J moy = ,001 + ,003 * Dureté Mpa moy; R^2 = ,282


Ch max N = 1,21 + 28,26 * Dureté MPa

R^2 = 0.632

Max pente N/mm = 3,127 + 199,764 * Dureté MPa

R^2 = 0.756

Energie ch max J = ,001 +,003 * Dureté MPa

R^2 = 0.282

21


Différents types de courbes sont obtenues au sein d’un même échantillon

Prendre en compte ces différences (hétérogénéité de l’aliment)

2 pics de charge (N), 2 déplacements bien distincts (mm)

0

10

20

30

40

-0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4

Charg

e d

e c

om

pr.

(N

)


Graph Title

0

5

10

15

-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6

Charg

e d

e c

om

pr.

(N

)


Graph Title

0

2

4

6

8

-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8

Cha

rge

de c

ompr

. (N

)


Graph Title


22

Profilométrie : évaluer la rugosité des granulés avec un profilomètre 3D en descendant à des résolutions de 0.1mm par exemple

Collaboration avec le Laboratoire de Mécanique et Rhéologiede l’École Polytechnique de Tours

dans le cadre d’un Projet de Fin d’Études (étudiant de 5ème année)

Réflexion concernant les mesures rhéologiques Ouverture sur d’autres méthodes

Essayer de caractériser les propriétés de texture de l’alimentNouvelle méthode à exploiter :

Étude des courbes de compression (Instron) Identification de groupes de comportement lors de l’écrasement des granulés



Analyse fine des comportements alimentaires observés en élevage:

1ère transition miettes/granulés

24

Enregistrement des films

3 séries de film / transition

Avant transition

MiettesTransition

G0

Après transition

G+1

12 mangeoires réparties dans le bâtiment filmées à chaque période

1 mangeoire = 1 séquence de film = 36 séquences/transition

Durée de chaque séquence = 2 à 5 min

Pour chaque élevage

Lien Vidéo 1 Lien Vidéo 2

25

Enregistrement des films

Début zone mâles

Fin zone mâles

Zone scan1

Zone scan2

Pour l’enregistrement des films en miettes

26

Traitement des vidéos par codage

Comportements/état

Analyse individuelle

Séquence donnée

Focal sampling

Inventaire très précis

27

Codage des vidéos : paramètres retenus

3 Paramètres

Repas ObserveDéplacement /exploration

Lien Vidéo 3 Lien Vidéo 4 Lien Vidéo 5

28

Analyses des résultats

Chaque moment de la transition

9 variables calculées

Durée totale d’observation d’un animal

Proportion de la durée de repas

et d’observe

Durée moyenne

de repas et d’observe

Latence de repas

Fréquence de repas,

d’observe et de déplacement /exploration

29

Résultats sur 6 élevages

Analyse intra-élevage :

Préciser les perturbations comportementales

Analyse inter-élevage :

Déterminer les descripteurs pour chaque moment de la transition

Elevages retenus en fonction de nos ressentis/ observations en élevage

Bonne représentativité de l’ensemble des élevages

30

Résultats intra-élevage

Elevage C

Miettes G0 G+1

durée repas

durée observe

durée autres

Elevage B

31


0

10

20

30

40

50

60

70

80

Moy

. des

cel

lule

s po

ur O

bser

vatio

n du

ratio

n

Cen3 Cyb1

G1bis

G1

D

Diag. en bâtonsVariable(s) de groupe : elevageEclaté par : alimentBarres d’erreurs : ± 1 Erreur(s) standard(s)

Temps passé à la mangeoire (sec)

0

10

20

30

40

50

60

70

80M

oy. d

es c

ellu

les

pour

Obs

erva

tion

dura

tion

Cen3 Cyb1

G1bis

G1

D


bb

Elevage B Elevage C

a

ns

G0

G+1

32

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Moy

. des

cel

lule

s po

ur d

urée

rep

as %

Cen3 Cyb1

G1bis

G1

D


Elevage B Elevage C

aba

b

a

bb


PDR (%)

Variables « repas »

0

2,5

5

7,5

10

12,5

15

17,5

20

Moy

. des

cel

lule

s po

ur d

urée

moy

rep

as

Cen3 Cyb1

G1bis

G1

D

Diag. en bâtonsVariable(s) de groupe : elevageEclaté par : alimentBarres d’erreurs : ± 1 Erreur(s) standard(s)DMR

(sec)

Elevage B Elevage C

a

bb

ab a b

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Moy

. des

cel

lule

s po

ur fr

éq r

epas

Cen3 Cyb1

G1bis

G1

D


FR (min)

ab a

b ns

Elevage B Elevage C0

2

4

6

8

10

12

14

Moy

. des

cel

lule

s po

ur la

tenc

e re

pas

Cen3 Cyb1

G1bis

G1

D


LR (sec)

a

b

bns

Elevage B Elevage C

33


Variables « observe »

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Moy

. des

cel

lule

s po

ur d

urée

obs

erve

%

Cen3 Cyb1

G1bis

G1

D


PDO (%)

a

b bns

Elevage B Elevage C

DMO (sec)

0

,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

Moy

. des

cel

lule

s po

ur d

urée

moy

obs

erve

Cen3 Cyb1

G1bis

G1

D


ns ab a

b

Elevage B Elevage C

FO (min)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Moy

. des

cel

lule

s po

ur fr

éq o

bser

ve

Cen3 Cyb1

G1bis

G1

D


ns

ab

c

Elevage B Elevage C0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Moy

. des

cel

lule

s po

ur fr

eq e

xplo

r

Cen3 Cyb1

G1bis

G1

D


FE (min) a

a

b

a

b

c

Elevage B Elevage C

34


Différences significatives sont révélées au cours de la transition

Moins directe

Distinction principalement par les comportements relatifs aux repas

(PDR, DMR, FR)

1h après la distribution du granulés

Distinction très forte des comportements au cours de la

transition

Différences significatives sont obtenues pour les comportements relatifs aux

repas et aux observations

Immédiatement à la transition

Elevage BElevage C

35


Elevage C

G0

G+1

36


Elevage BG0

G+1

37

Résultats intra-élevageElevage C

38


Durée repas %

Elevage B

39

Method = Ward

a D

b D

c Dd D

e D

f D

a G 0h

b G 0h

c G 0h

d G 0h

e G0h

f G 0ha G 1h

b G 1h

c G 1h

d G 1h

e G 1h

f G 1h

Dendrogram

Hierarchical Clustering Classification ascendante hiérarchique

Réalisée avec les moyennes et écarts types respectifs des 9 variables

Pour les 6 élevages (a, b , c, d, e et f) aux 3 périodes de transition (D, G0, G+1)

3 groupes sont obtenus : A, B, C

B

A

C

Résultats inter-élevage

40


Description des 3 groupes par analyse discriminante

3 variables retirées

la moyenne et l’écart type de la latence du repas

l’écart type de la fréquence du repas

Les variables « observe » et le temps passé à la mangeoire permettent la distinction des 3 groupes

Les variables « repas » ne permettent pas de discriminer les 3 groupes

41

-35,0-25,0

-15,0-5,0

5,015,025,035,0

Tps Passé Mangeoire

Tps Passé Observer

ET Tps Passé Observer

Durée Moy Observation

ET Durée Moy Observation

Fréquence Observation

ET Fréquence Observation

Fréquence Exploration

-35,0-25,0-15,0-5,0

5,015,025,035,0


Tps Passé Observer







-35,0-25,0-15,0-5,05,0

15,025,035,045,0


Tps Passé Observer







42

a

b

c

d

e

f

A B C

D

G 0h G 1h

D

G 0h

G 1h

D

G 0h

G 1hD

G 0hG 1h

DG 0h

G 1h

DG 1h

G 0h


Evolution des comportements d’observation et d’exploration

au cours de la transition

Modification négative de l’état au cours de la

transition

Amélioration de l’état au cours de la

transition

43

Conclusion générale

→ Observation systématique de modification du comportement au moment de la transition

→ La différence de comportement entre les moments de transition se fait grâce aux variables d’observation et d’exploration

→ Vu les résultats positifs obtenus → intégration des 14 élevages restants

Résultats Focal


Comportement alimentaire des dindes fermières de NoëlAu moment du changement d’aliment

Elevage pendant 6 mois environ Transition Miettes - Farine à 64 jours environ

45

3 élevages de dindes femelles

F-1 : aliment en miettesF0 : transition aliment en farineF0bis : environ 1 heure après la transitionF1 : le lendemain de la transition

4 périodes de mesures :

Élevage 1 : Bâtiment de 400 m2

Observations faites dans le bâtiment ferméAliments complets


Observations F-1 et F1 faites dans la bâtiment fermé Observations F0 et F0bis faites dans la bâtiment ouvert sur parcours L’aliment farine est préparé par l’éleveur (ajout du mais broyé sur site au complémentaire)


Observations faites dans le bâtiment ouvert sur parcoursAliments complets


46

Scan sampling

Zone 1 Zone 2

Pourcentage d’animaux qui mangent

***

0

5

10

15

20

Élevage 1

P=0.07

Élevage 2

0

5

10

15

20 P=0.06

J-1 J0 J1 J-1 J0 J1

Élevage 3

0

5

10

15

20

P=0.05


47

Scan sampling

Effets Zones différents selon l’élevage ou la période d’observations

Difficultés de conclure sur les résultats de scan



48

Temps moyen passé à la mangeoire (secondes)

Focal sampling

0

10

20

30

40

50

60

NS

Élevage 1

0

10

20

30

40

50

60a

a

b b

Élevage 2

F-1 F0 F0bis F10

10

20

30

40

50

60

NS

Élevage 3


49

% temps passéaux repas

% temps passéà l’observation

0

10

20

30

40

50

60NS

0

10

20

30

40

50

60

NS

0

10

20

30

40

50

60

a

ab

b b

010

20

30

40

50

60

F-1 F0 F0bis F1

ab a

b

ab

0

10

20

30

40

50

60

F-1 F0 F0bis F1

b

aaa

0

10

20

30

40

50

60

NS

Focal sampling

Élevage 1

Élevage 2

Élevage 3


50

Nombre de phases repas par minute

Nombre de phases d’observation par minute

NS

b

aaa

0

2

4

6

8

10

12

14

NS

0

2

4

6

8

10

12

14

0

2

4

6

8

10

12

14

NS

0

2

4

6

8

10

12

14

a

b ab

b

0

2

4

6

8

10

12

14

F-1 F0 F0bis F1

10

1214

a

b b b

0

24

68

F-1 F0 F0bis F1

Focal sampling

Élevage 1

Élevage 2

Élevage 3


51

0

2

4

6

8

10

12

0

2

4

6

8

10

12

0

2

4

6

8

10

12

F-1 F0 F0bis F1

Nombre d’explorations de l’alimentpar minutea a

b

a

bb

b

a

a

b

a a

Focal sampling

Élevage 1

Élevage 2

Élevage 3


52

Focal sampling

Elevages 2 et 3 : au moment de la transition d’aliment

du pourcentage de temps passé aux repas

du pourcentage de temps passé à l’observation et des fréquences d’observation

des fréquences d’exploration de l’aliment


53

Conclusions

Les mesures de scans ont mis en évidence des différences de comportement mais elles sont discordantes entre élevages et entre zones

Les mesures de focal sont cohérentes entre les élevages, elles ont mis en évidence des augmentations d’observation et d’exploration au moment du changement d’aliment

Caractéristiques spécifiques à cette production :

- dindes actives

- accès parcours (densités variables dans le bâtiment et déplacements)

- influence des variations climatiques

Standardisation des conditions de mesures


54



Modèles numériques : Analyse d’Image et Apprentissage

R.Hachemi / N.Vincent & N.Loménie

Crip5 – Université Paris Descartes

56

Plan

Vision générale du problème Descripteurs et sélection Expérimentations Conclusion et Perspectives

57

Extraction de descripteurs

Classifieur supervisé

Prédiction

Descripteur : information quantitative décrivant un certain aspect (couleur, texture, ..)

Classifieur supervisé : établir des liens à partir d’un échantillon d’apprentissage dans un but de généralisation

Vision générale du problème

58

DescripteursDescripteurs de la Couleur

Histogramme Couleur

Descripteurs : moments statistiquesde chaque canal

Segmentation (K-Means)

Descripteurs : moments Statistiques de chaque Cluster dans chaque canal

59

Transformée en Ondelette Discrète

Signal à 1 dimension

DescripteursDescripteurs de la Texture

60

Algorithme de sélection

Score d’un descripteur : sa fréquence d’apparition dans les

sous-ensembles retenus par l’algorithme de sélection

Génération : Algorithme génétique Evaluation : Classification supervisée

DescripteursSélection de descripteurs

61

Analyse Discriminante : 2 variantes

Méthode descriptive (Analyse Factorielle Discriminante AFD)

• Créer de nouvelles variables obtenues par combinaison linéaires des variables originales (similaire à l’ACP)

• Les nouvelles variables sont les plus discriminantes entre les classes des individus (différence avec ACP)

Méthode predictive (Analyse Linéaire Discriminante ALD)

• Permet d’établir des séparateurs linéaires entre les différentes classes (fonctions de décisions)

DescripteursSélection de descripteurs : classification

62

395 images de 128*128 pixels 20 images * 20 aliments

Les descripteurs de la couleur sont les plus discriminants

Avec les premiers 20 descripteurs, on atteint le meilleur taux d’erreur

18 descripteurs parmi les 20 sontdes descripteurs de la couleur

DescripteursSélection de descripteurs : Tests

63

Ouverture morphologique : L’ouverture supprime les parties de l’ensemble ne contenant pas l’élément structurant.

Tamisage morphologique : ouvertures successives avec des éléments structurants de plus en plus grands.

DescripteursAutres descripteurs : Granulométrie

64

Descripteurs : évolution de la surface au cours du tamisage morphologique

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

DescripteursAutres descripteurs : Granulométrie

65

Expérimentations

Base d’images

images de granulés pris individuellement avec1200 dpi (40 par aliment)

images de granulés et de de miettes en vrac

avec 300 et 1200 dpi(10 par aliment)

• 32 aliments en granulé et 19 aliments en miette

• plusieurs aliments peuvent avoir la même composition

66

Expérimentations

Question

• Est-ce qu’il y a une différence visuelle entre des aliments de la même composition ?

Méthode

• Classification selon l’appartenance d’une image à un aliment donné

• Classification selon l’appartenance d’une image à une composition donnée ( composition = plusieurs aliments)

• Comparer entre les taux d’erreurs des deux classifications

67

Classification par aliment Classification par composition

Granulés pris individuellement32 aliments 10 compositions différentes

38,12% 40,47%

Miettes en vrac (300 dpi)19 aliments miettes 7 compositions différentes

10% 18,95%


16,16% 30%

Granulés en vrac (300 dpi)33 aliments 10 compositions différentes

11,21% 31,21%


20,61% 33,33%

Expérimentations

68

Expérimentations

Résultat

• la classification par aliment donne de meilleurs résultats, ce qui signifie qu’il existe une différence visuelle entre des aliments d’une même composition

Fusionnement des classes pour la réduction de l’erreurMatrice de confusion

69

ExpérimentationsClassification par aliment Classification par composition

Avant fusionnement

Après fusionnement


38,12% 16,64%(6 classes)

40,47%


10% 4,21%(16 classes)

18,95%


16,16% 5,79%(13 classes)

30%


11,21% 7,88%(29 classes)

31,21%


20,61% 17,29%(21 classes)

33,33%

70

ExpérimentationsClassification par aliment Classification par composition

Avant fusionnement

Après fusionnement


38,12% 16,64%(6 classes)

40,47%


10% 4,21%(16 classes)

18,95%

Les 2/3 fusionnements correspondent à des miettes de la même composition

71

Conclusion et Perspectives

• Evolution des descripteurs : segmentation couleur et granulométrie

• Méthodologie de sélection des descripteurs

• Premières expérimentations sur la nouvelle base d’images

• Chaînes de Markov cachés pour modéliser les transitions

Résumé

Perspectives


VISAVISP1 : Analyse du

comportement alimentaire

Stéphanie Lecuelle

Réunion du 2 octobre 2008

73

Sommaire

1. Objectif de l’expérience réalisée en février 2008

2. Présentation du dispositif expérimental et mesures réalisées

3. Analyses réalisées

4. Résultats

5. Conclusion et idées pour la prochaine expérience

74

Février 2008 : Étude d’une transition

miette-granulés

Objectifs

- Observations des comportements alimentaires en situation de transition

- Déterminer les mesures utiles pour caractériser une réaction à un aliment

- Mettre en évidence des différences de réactions selon la couleur et la dureté des granulés

Effet de l’aliment miette sur l’acceptation ultérieure d’un type de granulé

En station expérimentale (mesures fines, gestion des facteurs)

Amélioration du dispositif de 2005 et 2007 : période jeûne plus importante avant la transition, diminution du nb d’aliments testés, augmentation du nb d’animaux…

2005-2007 : observation de transition granulé-granulé

75

Février 2008 : Étude d’une transition miette-granulés

Hypothèses

- L’ingestion diminue lors d’un passage d’aliment à un autre

- La transition engendre des modification du comportement de l’animal

- La dureté et la couleur ont un effet sur les comportements alimentaires

76

Dispositif expérimental

Animaux : dindonneaux BUT9 âgés de 28-30 jours (cages individuelles)

Aliments isonutritionnels

Miettes claires (0 à 28 jours)

Granulé Clair

Dureté+ Dureté-

Granulé Foncé

Dureté+ Dureté-

29 à 30 jours

77

3h6h 5h 10h

Programme lumineux sur 24h

20min

Films

Conso

Conso Conso

Dispositif expérimental

78

miette n=96 animaux

J1

J2

Miette

n=24 animaux

Granulé

n=72 animaux

Foncé-dur

n=18

Foncé-mou

n=18

Clair-mou

n=18

Clair-dur

n=18

J3

Idem J2

miette n=96 animaux

J1

J2

Miette

n=24 animaux

Granulé

n=72 animaux

Foncé-dur

n=18

Foncé-mou

n=18

Clair-mou

n=18

Clair-dur

n=18

J3

Idem J2

Dispositif expérimental-Mesures réalisées

3 jours d’observations :

J1 : la veille de la transition : miette

J2 : le jour de la transition : granulé

J3 : 2ème jour de transition : granulé

79

Analyses réalisées : Mesures sur les aliments

miettes

- durabilité

- caractéristiques tactiles

Mise en place d’une technique de mesure (en cours Florence)

- couleur

granulés

- taille

- durabilité

- granulométrie de la farine/% de fines

- couleur

- granulométrie

Recherche d’une méthode adaptée (en cours florence)

Ø 30% méthode Tecaliman

Rabie

Rabie

- caractéristiques tactiles

80

Analyses réalisées : consommation et comportements

Relevés des consommations pour les 96 animaux

Cinétique de consommation

- Observations pdt 20min à partir de la distribution de l’aliment en J1, J2, J3

- Vue de face

- toutes les 20min pdt 2h pour J1, J2, J3

- 24h après la transition pour J1 et J2

Films des 72 animaux subissant la transition granuléFilms des 72 animaux subissant la transition granuléFilms des 72 animaux subissant la transition granulé


Films des 72 animaux subissant la transition granulé

- Vue de face


Films des 72 animaux subissant la transition granulé

81

Comportements sélectionnés

Comportements

Animal hors mangeoire

Animal à la mangeoire

Coup de bec, bec fermé

Coup de bec, bec ouvert

Laisse tomber le granulé

Déglutit

Etire cou

Gratte la mangeoire

Fouille l’aliment

Analyses réalisées : observation des comportements

82

Analyses réalisées : observation des comportements

Codage des premières 2 min de chaque film sur the Observer

J1 : miette J2 : granulé


83

Résultats : Aliments

miettes CD- CD+ FD- FD+

Couleur (L*a*b)

L* 55,35 52,32 52,57 47,48 46,01

a* 4,85 5,71 5,14 4,20 3,82

b* 22,20 19,84 19,98 18,92 18,57

Dureté (Mpa) 0,88 0,51 1,11 0,41 1,11

Longueur (mm) 4,06 3,72 4,14 4,38

ET longueur 1,28 1,09 1,30 1,03

Durabilité (%) 13,2 61,8 10,3 65,5

% de fines 4,57 1,3 0,3 2,4 0,3

Masse volumique tassée (g.cm-3) 670,7 753.6 786.2 749.3 780.9

84

Résultats : Aliments

mietteFD-FD+CD-CD+0

,2

,4

,6

,8

1

1,2

Du

reté

mo

ye

nn

e M

pa

a

bc

a

c

Comparaison des duretés (n : 100), test à posteriori Bonferroni 5%

85

Résultats : Consommation

T0-20min

Animaux miette

Animaux transition granulés

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

co

ns

om

ma

tio

n m

oy

en

ne

en

g

J2-J1

J3-J2

J3-J1

**

***

n : 24

n : 72

86


T0-40min

Animaux miette

Animaux transition granulés

Aucune différence pour J2-J1 (T0-24h)

-4

-2

0

2

4

6

8

con

som

mat

ion

mo

yen

ne

en g ***

J2-J1

J3-J2 J3-J1

n : 24

n : 72

87

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Con

som

mat

ion

moy

enne

en

g

20 m

in

40 m

in 1h

1h 2

0 m

in

1h 4

0 m

in 2h

J3 : 24h granulé

J2 : granulé

J1 : miette


Cinétique de consommation : 0-2h

*

*

*

**

*

J1 : miette

J2 : granulé

J3 : 24h granulé

88


Cinétique de consommation des quatre aliments granulés

n : 18 animaux / type de granulé

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Con

som

mat

ion

moy

enne

en

g

20 m

in

40 m

in 1h

1h 2

0 m

in

1h 4

0 m

in 2h

FD-

FD+

CD-

CD+

En présence d’aliments durs les animaux préfèrent les aliments clairs

En présence d’aliments tendres, pas de préférence de couleur

Effet dureté > effet couleur

tendance

89


Récapitulatif

Ingestion inférieure au moment de la transition (20min)

Ingestion rétablie au bout de 40 minutes

La cinétique d’ingestion est différente significativement entre la veille de la transition et au moment de la transition

Pas de différence significative de cinétique d’ingestion entre les quatre types d’aliments

C/C : Diminution de l’ingestion au moment de la transition : réaction à court-terme

90

Résultats : Comportements

Accès à la mangeoire : comparaison J1, J2, J3

J3 : 24h granulé

J2 : granulé

J1 : miette

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Fré

qu

en

ce

mo

ye

nn

e

mangeoire

a

b

a

fréquence

Durée moyenne d’un accès à la mangeoire

a

b b

n : 72

0

10

20

30

40

50

60

70

Du

rée

mo

ye

nn

e

mangeoire

91


Fréquence des comportements : comparaison J1, J2, J3 (n : 72)

0

20

40

60

80

100

120

140

déglutit

a

b b

0

2

4

6

8

10

12

étire cou

a a

b

Des comportements spécifiques liés à l’ingestion

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Fré

qu

en

ce

mo

ye

nn

e

bec ouvert

a

bb

92


Des comportements spécifiques liés à l’exploration rencontrés au moment de la transition

0

2

4

6

8

10

12

Fré

qu

en

ce

mo

ye

nn

e

laisse tomber

a

b

c

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

bec fermé

a

b

c

0

2

4

6

8

10

12

14

gratte mangeoire

a a

b

0

2

4

6

8

10

12

14

16

fouille aliment

a

a

b

Fréquence des comportements : comparaison J1, J2, J3 (n : 72)

93

6420-2-4

4

3

2

1

0

-1

-2

-3

Première composante

Seco

nde c

om

posa

nte

fouille aliment

étire cou

secoue tête

gratte mangeoiredéglutit

laisse tomber

bec fermébec ouvert

mang

Diagramme en double projection de mang ; ...; fouille aliment

J1 : miette

J3 : 24h granulé

J2 : granulé

53 % part d’inertie

94


Latence des comportements : comparaison J1, J2, J3 (n : 72)

Aucune différence significative de latence pour les autres comportements

0

2,5

5

7,5

10

12,5

15

17,5

20

22,5

La

ten

ce

mo

ye

nn

e e

n s

ec

déglutit

aa

b

95


Comparaison des critères dureté et couleur pour la variable (J2 + J3)-J1 des fréquences et latences des différents comportements (n : 31/critère)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Fré

qu

en

ce

mo

ye

nn

e

Gratte mangeoire(J2 et J3)-J1

D-

D+

Aucune différence de fréquence pour les autres comportements

b

a

Aucune différence de latence pour l’ensemble des comportements

fréquence

96


Récapitulatif

Nb d’accès à la mangeoire au moment de la transition avec une durée moyenne d’accès à la mangeoire

Plus d’hésitation de la part de l’animal au moment de la transition

Des comportements significatifs lorsque les animaux sont nourris avec les miettes : bec ouvert, déglutit, étire cou

Ingestion

Des comportements significatifs au moment de la transition granulé : laisse tomber, gratte mangeoire, bec fermé, fouille

Hésitation, insatisfaction

C/C : Modification du comportement au moment de la transition

Des comportements intermédiaires 24h après la transition ou identiques à J2 ou J1

><

97

Conclusion

Effet de la transition

1. Diminution de l’ingestion

2. Modification des comportements : plus d’hésitation de la part des animaux

3. Adaptation des animaux nécessaire (>20min)

Aucun effet des critères dureté et couleur

1. Effet forme trop important par rapport aux effets dureté et couleur ?

3. Dureté de la miette trop importante ?

Tendance pour les effets dureté et couleur : préférence pour les aliments durs et clairs

2. Nb d’animaux encore insuffisant, trop grande variabilité individuelle ?

1. Effet forme trop important par rapport aux effets dureté et couleur ?

Tendance pour les effets dureté et couleur : préférence pour les aliments durs et clairs

2. Nb d’animaux encore insuffisant, trop grande variabilité individuelle ?

98

Conclusion

Protocole défini lors de cette expérience utilisable pour de prochaines expériences

Améliorations

- Augmenter le nb d’animaux

- Diminution du tps de films : 5-10 min suffisant car réaction à très court terme

- période de jeûne longue (6h)

- comportements liés à l’ingestion et à l’exploration

99

Expériences 2009 : propositions

Objectifs

2. Caractériser et prendre en compte la variabilité individuelle : sélection des individus sensibles à la transition

1. Importance des 1er aliments : période sensible

3. Mettre en évidence l’effet groupe : influence du comportement alimentaire de certains individus sur les réactions

des autres lors d’une transition alimentaire

1er semestre

2ème semestre

100


1er semestre : Expérience en cages individuelles

N

Miette 1

Miette 2

2 lots2 aliments miettes de caractéristiques

différentes

Variations des matières premières

- Base blé/maïs

- Couleur claire/foncée

- Incorporation de différentes huiles

Variations du process

- Aspects tactiles différents

Etape 1 : Effet du 1er aliment sur la transition alimentaire : existe-il une période sensible ?

101



N

Miette 1

Miette 2

Transition 1

G0

Aliment neutre

Transition 2

G1

G2

G1

G2

2 lots

Mêmes matières 1ères que les miettes

Ou même process

etc


Les réactions à la transition sont-elles différentes suivant le 1er aliment reçu ?

102




N

Miette 1

Miette 2

Transition 1

G0

Aliment neutre

Transition 2

G1

G2

G1

G2

2 lots

Animaux sensibles Animaux sensibles

Sélection des animaux « sensibles »

Existe-il une sensibilité à la transition spécifique à certains individus ?

Répétabilité de cette sensibilité au cours des transitions successives lorsqu’on fait varier les caractéristiques des aliments

103


Transition alimentaire miette-granulé

Grande population

N

Animaux « sensibles »

n

Animaux

« non-sensibles »

N-n

1 granulé

Pour chaque lot

Etude de transitions successives

Transition 1 Transition 3Transition 2 …

Animaux « sensibles »

n

n

« non sensibles » = témoins

Animaux

Etape 2 : Utilisation du caractère répétable de cette sensibilité à la transition pour étudier les caractéristiques des aliments

104

Merci de votre

attention

Documents

Comité Pilotage 2 octobre 2008 1 SP3 : Transitions alimentaires en élevages Premiers résultats