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#DigitAg : Institut Convergences Agriculture Numérique - http://www.hdigitag.fr - @DigitAgLab
ujourd’hui, l’agriculture doit faire face à quatre exigences : être compétitive, assurer la sécurité alimentaire d’une population en croissance, respecter l’environnement et garantir aux agriculteurs des conditions de vie correctes.
Les technologies numériques représentent un axe majeur d’innovation et de développement pour relever ce défi global en transformant fondamentalement l’agriculture.
Notre objectif ? Construire un socle de connaissances qui favorise le développement
harmonieux de l’agriculture numérique en France et au Sud
Financé dans le cadre des Investissements d’Avenir, l'Institut Convergences #DigitAg, réunit dans un partenariat de 17 acteurs, organismes publics de recherche et d’enseignement, acteurs du transfert et entreprises, autour de l’objectif d’accélérer et d’accompagner le développement de l’agriculture numérique et des entreprises du domaine, en France et dans les pays du Sud à partir de nouveaux outils, services et usages.
Notre ambition ? Être une référence mondiale en agriculture numérique
Nous sommes basés à Montpellier (85 % des effectifs) avec deux implantations satellites à Toulouse et à Rennes.
Lancé en janvier 2017, #DigitAg est dirigé par Véronique Bellon-Maurel, directrice du département Ecotechnologies d’Irstea.
Le directeur adjoint est Frédérick Garcia, directeur de recherche à l’Inra.
A
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omme l’a souligné le rapport Agriculture-Innovation 2025, remis en 2015 aux ministres chargés
de l’Agriculture, de la Recherche et de l’Economie, les technologies numériques représentent
un axe majeur d’innovation et de développement pour relever ce défi global.
L’intégration de ces technologies au secteur de l’agriculture requiert non seulement de concevoir de
nouveaux outils d’acquisition de données et de nouvelles méthodes de traitement des données, mais
aussi de s’assurer de leur bon usage et de leur diffusion. Les conditions de réussite de leur diffusion
impliquent la construction d’un nouvel écosystème d’agriculture numérique, avec des formations
dédiées et adaptées à de nouveaux métiers. L’importance des enjeux et la forte concurrence sur ces
nouvelles technologies exigent une réponse rapide.
Un partenariat puissant
#DigitAg fait converger compétences et expertises :
#DigitAg met en œuvre une solide interdisciplinarité entre sciences agronomiques, sciences pour
l’ingénieur (informatique, mathématiques, électronique, physique …), sciences sociales et de
gestion (économie, sociologie, management). A ce jour, plus de 360 experts de ces domaines sont
réunis au sein de #DigitAg pour produire les bases scientifiques et pédagogiques nécessaires au
déploiement d’une nouvelle agriculture numérique en France, en Europe et dans les pays du Sud.
L’Institut réunit des équipes de 17 membres fondateurs : 4 organismes de recherche (Irstea,
porteur du projet, Inra, Inria et Cirad), 3 établissements d’enseignement supérieur (Université de
Montpellier, Montpellier SupAgro, AgroParisTech), 2 structures de transfert-développement (Acta,
SATT AxLR) et 8 entreprises (SMAG, Fruition Sciences, IDATE, ITK, Pera-Pellenc, Agriscope,
TerraNIS, Vivelys ).
Le projet bénéficie des contributions de 9 structures Investissements d’Avenir : l’I-Site MUSE, les
Labex Agro, Numev et Entreprendre, les Equipex Geosud et Phénome, Projets Investissements
d’Avenir Biotechnology & Bioressources, BreedWheat et Amaizing et la SATT AxLR.
Il est soutenu par la Métropole Montpellier Méditerranée (French Tech) et est labellisé par le pôle
de compétitivité Agri Sud-Ouest Innovation (Qualimed).
C
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29 unités de recherche sont réunies autour de 6 axes de recherche pour relever 8 défis sociétaux (challenges)
La matrice #DigitAg repose sur 6 axes de recherche et 2 enjeux majeurs qui regroupent 8 défis sociétaux.
Axes de recherche
Axe 1 : Impact des technologies de l'information et de la communication sur le monde rural
Axe 2 : Innovations en agriculture numérique
Axe 3 : Capteurs, acquisition et gestion de données
Axe 4 : Système d’information, stockage et transfert de données
Axe 5 : Structuration du Big data agricole
Axe 6 : Modélisation et simulation (systèmes de production agricole)
Challenges
Les défis sociétaux relevés par #DigitAg visent à répondre à 2 enjeux : améliorer la production
agricole (challenges 1 à 4) et mieux intégrer l’agriculture dans la société (challenges 5 à 8).
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Jeunes chercheurs et étudiants français et étrangers sont au cœur de #DigitAg pour mener des recherches qui conduiront à l’innovation. Avec le financement de 150 stages de master, 56 financements et la labellisation d’une cinquantaine de thèses, 18 années de post-doctorant et 72 mois d’échange de chercheurs de haut-niveau, #DigitAg est un dispositif très dynamique et attractif.
2017-2019 : 2 promotions de doctorants #DigitAg
Enjeu 1 – Améliorer la production agricole par l’usage des Technologies de l’Information et de la Communication
Challenge 1 : Le challenge agroécologique
Eléonore Schnebelin : Les systèmes d’innovations de l’agriculture numérique face à la transition écologique
Myriam Allo : Usages, changements d’usages des sols agricoles et pratiques agricoles : impacts sur les stocks de carbone du sol en milieu volcanique tropical. Approche spatiale et simulation cartographique appliquées à l’Ile de la Réunion
Challenge 2 : Le phénotypage rapide
Etienne David : Développement de méthodes d’apprentissage profond pour la caractérisation des cultures
Gaëtan Heidsieck : Gestion distribuée des workflows scientifiques pour le phénotypage haut-débit des plantes
Kaaviya Velumani : Suivi continu de la croissance de la végétation à partir de systèmes IoT au champ
Challenge 3 : La protection des cultures
Anice Cheraiet : Modélisation expérimentale et statistique des relations entre caractéristiques morphologiques de la vigne et dépôts de pulvérisation : application à l’agriculture de précision
Paul Tresson : Quantification de la régulation des ravageurs par les prédateurs généralistes par analyse de séquences d’images pour déterminer et quantifier les réseaux d’interactions, cas du charançon du bananier
Mathilde Chen : Analyse du risque de maladie sur blé et vigne en combinant des bases de données régionales et des informations locales en cours de saison
Challenge 4 : Des productions animales durables
Gaëlle Lefort : Intégration de données métabolomiques par quantification de données haut débit et application à l’analyse des causes de la mortalité néonatale chez le porc
Kevin Fauvel : Elaboration de techniques de fouille de données pour la conduite durable de troupeaux laitiers
Raphaël Gauthier : Modélisation de l’utilisation des nutriments et alimentation de précision des truies allaitantes
Hieu Nguyen Ba : Modélisation générique de la croissance des porcs dans des situations de challenges environnementaux
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Enjeu 2 – Une meilleure intégration sociale pour l’agriculture grâce aux TIC
Challenge 5 : Les services de conseil agricole
Boris Biao : L’innovation dans l’agriculture numérique est-elle responsable ?
Gabriel Volte : Optimisation exacte interactive pour les services numériques à l’agriculture
Louis Rénier : Usages du numérique et communautés en ligne dans la production et l’échange de savoirs sur les pratiques agro-écologiques
Romain Gautron : Apprentissage par renforcement pour l’agriculture des pays en voie de développement: un conseiller virtuel pour la maîtrise du risque et une optimisation multi-objectifs
Challenge 6 : La gestion des territoires agricoles
Jean-Eudes Yawogan Gbodjo : Amélioration des systèmes de suivi des cultures à l’échelle territoriale à partir de la télédétection multi-sources et des techniques d’apprentissage automatique: Regards croisés sur des systèmes de culture en France et au Sénégal
Arthur Crespin-Boucaud : Suivi des systèmes de culture par analyse de séries temporelles d’images satellite à très haute résolution et modélisation spatialisée : Application à La Région des Hautes Terres, à Madagascar
Léo Pichon : Méthodes d’évaluation de la qualité des données issues d’observations à haute résolution spatiale et temporelle pour une aide à la décision en viticulture
Giffona Justinia : Impact du développement du numérique sur la performance des exploitations agricoles et sur la dynamique d’agglomération
Challenge 7 : Intégration de l’agriculture dans les chaînes de valeur
Narjiss Araba : L’apport du numérique dans la mise en œuvre d’une garantie de prix : application aux marchés des céréales avec les contrats à terme et les options
Ysé Commandré : Distribuer durablement avec le digital ? Le cas des produits agricoles et alimentaires frais
Challenge 8 : Développement agricole au Sud
Julien Sarron : Estimation spatialisée des rendements d’une culture pérenne en Afrique de l’Ouest : le cas du manguier au Sénégal
Sarah Valentin : Extraction et agrégation d’informations issues de données multi-sources pour la veille internationale des maladies animales infectieuses
Julien Lamour : Analyse de données spatialisées issues de la production pour améliorer le diagnostic agronomique en bananeraie – Prise en compte de l’asynchronisme de la culture
Hugo Deléglise : La mise en relation des données hétérogènes pour le renforcement des systèmes de sécurité alimentaire – Cas de la production agricole en Afrique de l’Ouest
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Sujets de thèses transverses
Axe 1 : Impact des technologies de l'information et de la communication sur le monde rural
Norontsoa Annie Hanitriniala Andriandralambo : Informations de marché et entrepreneuriat des producteurs du péri-urbain d’Antananarivo : analyse comparée des filières riz et légumes
Axe 2 : Innovations en agriculture numérique
Laura Tomasso : Analyse juridique des plateformes collaboratives dans le secteur de l’agriculture numérique
Axe 3 : Capteurs, acquisition et gestion de données
Baptiste Oger : Optimisation sous contraintes adaptatives pour l’échantillonage spatial en agriculture de précision
Axe 4 : Système d’information, stockage et transfert de données
Cyrille Ahmed Midingoyi : Représentation sémantique et modulaire des modèles de cultures à l’aide d’un métalangage déclaratif
Axe 5 : Structuration du Big data agricole
Priscilla Keip : Sélection des plantes pour la santé animale et végétale dans les pays du Sud au moyen de la navigation conceptuelle exploratoire
Maxime Metz : Adaptation de deux algorithmes d’indexation “big-data” pour améliorer la méthode de chimiométrie local-PLS
Jacques Fize : Mise en correspondance de données massives et hétérogènes : application aux données de biodiversité
Girault-Bogue Gnanguenon-Guesse : Modélisation et visualisation des liens entre cinétiques de variables agro-environnementales et qualité des produits dans une approche parcimonieuse bayésienne
Axe 6 : Modélisation et simulation (systèmes de production agricole)
Léonard Torossian : Métamodélisation et optimisation robuste – application à la recherche d’idéotypes sous incertitude climatique sous incertitude climatique
Cécile Laurent : Proposition d’un modèle d’élaboration et d’estimation du rendement en viticulture par apprentissage à partir de données hétérogènes telles que des séries temporelles d’observations et des données climatiques historiques
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Valoriser
Chaque doctorant #DigitAg et chaque stagiaire de master #DigitAg bénéficie d’un budget spécifique pour mener ses travaux de recherche.
Les résultats des thèses pourront être diffusés via des applications informatiques dédiées, grâce à la mobilisation de développeurs informatiques spécialement recrutés (l’équivalent de 10 ans de développement est prévu).
La SATT AxLR assurera des formations à l’entrepreunariat pour tous les étudiants #DigitAg. Elle pourra accompagner et financer la maturation de projets d’étudiants innovants, et ce dès la fin du stage de master.
Une Graduate School innovante “à la française”
Pour associer au meilleur niveau formation et rechercher, notre objectif est de créer une Graduate School en Agriculture numérique. Ce nouveau type d’école doctorale, équivalent d’une Ecole Universitaire de Recherche (EUR), relie les formations initiales de niveau doctorat et master mais aussi le monde professionnel.
Actuellement, les 20 parcours de Masters concernés par la Graduate School Agriculture Numérique sont délivrés par Montpellier SupAgro, AgroParisTech Montpellier et l'Université de Montpellier dans un large éventail multidisciplinaire. Ils accueillent 300 étudiants dans des formations initiales et professionnelles, qui conjuguent sciences agronomiques, sciences sociales, économiques et de gestion, droit, sciences du numérique et mathématiques appliquées. L’institut Convergences #DigitAg construira 4 formations nouvelles dans les domaines de l’agriculture numérique et de l’innovation.
L'interdisciplinarité, les liens étroits avec la recherche et des entreprises innovantes caractérisent l'offre internationale de haut niveau de ces masters.
Des programmes sont spécifiquement ouverts à la formation professionnelle et continue.
Des outils innovants
Le lien avec les entreprises se construit également à travers 3 outils innovants qui contribuent à #DigitAg pour assurer le continuum recherche-formation-innovation :
La Chaire AgroTIC, créée par Montpellier SupAgro : 23 grandes entreprises, coopératives, PME et startups sont partenaires de cette chaire unique en France pour renforcer la communication entre établissement de formation, organismes de recherche et entreprises impliquées dans l'agriculture numérique.
Le Mas numérique, porté par Montpellier SupAgro, est une ferme méditerranéenne qui utilise les dernières technologies numériques commercialisées pour l'agriculture. Soutenu par un premier cercle de 4 entreprises françaises (ITK, SMAG, Vivelys et Pera-Pellenc) et un deuxième cercle d’une douzaine d’entreprises contributives, le Mas numérique accueille aussi bien les étudiants que les professionnels et techniciens agricoles.
L'Observatoire des Usages de l'Agriculture Numérique suit et analyse l'utilisation des solutions d'Agriculture Numérique en France et à terme, dans les pays du Sud. Quelles sont les technologies utilisées aujourd'hui ? Dans quel contexte et pour quelles agricultures ? Quels sont les services opérationnels ? L'Observatoire étudie l'utilisation innovante des technologies numériques et le développement des services d'information dans les chaînes de valeur et dans les sociétés rurales. Il recueille des informations, produit des tableaux de bord et publie de courtes notes ou études sur des thèmes choisis. Des partenariats avec les pays du Sud seront également créés, notamment en Afrique.
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#DigitAg : les chiffres-clés
147 M€ sur 7 ans Programme Investissement d’Avenir / ANR et partenaires du projet
29 Unités et unites mixtes de recherche au service de l’agriculture numérique en France et dans les pays du Sud
56 Thèses co-financées avec une aide financière spécifique pour les travaux du doctorant
50 Thèses labellisées
150 Stages de masters financés
18 Années de Post-Doctorat
72 mois d’accueil de chercheurs haut-niveau
120 mois de développement informatique pour des démonstrateurs issus des résultats de thèses
120 months of IT development
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Les 17 organismes partenaires
Les 4 organismes de recherche
Irstea – Institut national en sciences et technologies pour l’environnement et l’agriculture.
Coordinateur du projet
Etablissement Public à caractère Scientifique et Technique (EPST) sous la double tutelle du Ministère en charge de la Recherche et du Ministère en charge de l’Agriculture. Recherche pluridisciplinaire dédiée aux technologies pour le développement durable, la gestion de l’eau, et l’aménagement du territoire. Expertise et appui aux politiques publiques « agro-environnementales », partenariat avec les collectivités territoriales et les acteurs du monde économique. Labellisé Institut Carnot pour ses liens forts avec ses partenaires socio-économiques.
INRA – Institut National de la Recherche Agronomique.
Etablissement Public à caractère Scientifique et Technique (EPST) sous la double tutelle du Ministère en charge de la Recherche et du Ministère en charge de l’Agriculture. Recherches sur l’alimentation, l’agriculture et l’environnement. Systèmes de culture et d’élevage, production animale, phénotypage haut-débit, agriculture de précision, élevage de précision, modélisation et simulation d’agro-écosystèmes, ingénierie des connaissances et systèmes d’aide à la décision en agriculture, environnement et ressources naturelles, innovation technique et organisationnelle en agriculture, outils collaboratifs innovants.
INRIA – Institut National de Recherche en Informatique et Automatique
Etablissement Public à caractère Scientifique et Technique (EPST) sous la double tutelle du Ministère en charge de la Recherche et de l’Enseignement supérieur, et du Ministère en charge de l’Economie. Sciences numériques: Gestion des données massives / Big data, fouille de données, représentations des connaissances et inférences, intelligence artificielle pour l’aide à la décision.
CIRAD – Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement
Etablissement Public à caractère Industriel et Commercial (EPIC) sous la double tutelle du Ministère en charge de la Recherche et du Ministère en charge des Affaires étrangères. Développement durable en régions méditerranéennes et tropicales : sécurité alimentaire, changement climatique, gestion des ressources naturelles, réduction des inégalités et lutte contre la pauvreté.
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Les 3 établissements d’enseignement supérieur
Université de Montpellier
Université publique (EPSCP), labellisée I-SITE “Initiatives – Science – Innovation – Territoires – Économie” (I-SITE MUSE “Montpellier University of Excellence”). Son enseignement et ses recherches recouvrent la majeure partie des domaines scientifiques et technologiques : Sciences fondamentales et appliquées, Sciences sociales, Santé. Sujets #DigitAg : Droit privé appliqué à l’Innovation, Economie, Sciences du management, Electronique et photonique, Gestion des données, fouille de données.
Montpellier SupAgro
Etablissement public à caractère scientifique, culturel et professionnel (EPSCP) placé sous la tutelle conjointe du ministre chargé de l’agriculture et du ministre chargé de l’enseignement supérieur. Etablissement majeur de l’enseignement supérieur qui répond à 4 priorités scientifiques au travers de l’éducation et de programmes de recherche & développement : systèmes alimentaires durables, transition agro-écologique, ingénierie décisionnelle, innovation et entrepreneuriat. Enseignement de pointe pour les étudiants Ingénieurs, Masters et Doctorants.
Agro Paris Tech
Etablissement public à caractère scientifique, culturel et professionnel (EPSCP) avec le statut de grand établissement (GE), sous tutelle du ministère en charge de l’Agriculture. Formation continue en Géomatique (Mastère spécialisé SILAT – Systèmes d’Informations Localisées pour l’Aménagement des Territoires). Formations courtes spécialisées en Géomatique pour l’Agriculture et l’Environnement, et Certificat d’études avancées (CEA) en Géomatique.
Les 2 structures de transfert-développement
Acta – Les instituts techniques agricoles
L’Acta, créée par les organisations professionnelles agricoles, fédère 14 instituts techniques agricoles (ITA), organismes de recherche appliquée, d’appui technique des filières animales et végétales et leurs structures de recherche appliquée. En lien avec les ministères chargés de l’Économie et de l’Agriculture. Ces ITA fournissent une expertise directement applicable et jouent un rôle majeur dans la veille scientifique et technique, l’expérimentation, le rassemblement et la diffusion des connaissances, la formation, et l’aide aux politiques publiques.
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Les ITA impliqués dans #DigitAg sont : IDELE – Institut de l’Elevage, la référence technique et normative dans le domaine de l’élevage / ARVALIS – Institut du végétal, spécialisé sur les cultures de céréales, maïs, pommes de terre, lin, tabac et cultures fourragères / IFV – Institut Français de la Vigne et du Vin. Conduit des études pour l’ensemble de l’industrie française du vin, sur la sélection clonale, la production de plants, la croissance de la vigne, la gestion des vignobles, la fabrication du vin et le marketing / ITAVI – Institut Technique en Aviculture (volailles, lapins et poissons) et TERRES INOVIA, axé sur la culture de plantes oléagineuses et de légumineuses.
SATT AxLR
Société d’accélération du transfert de technologies (SATT) spécialisée dans la maturation et la commercialisation de projets innovants issus de la recherche académique. AxLR agit avec la majeure partie des laboratoires de la recherche publique implantés sur l’arc méditerranéen en Occitanie, une des régions françaises et européennes les plus dynamiques, avec plus de 200 laboratoires et près de 12 000 chercheurs.
Les 8 entreprises
AGRISCOPE
Agriscope met en place un système de mesure de précision de données environnementales et agricoles (capteurs, données et services). Experts en Objets connectés.
FRUITION SCIENCES
Fruition Sciences mène des recherches et projets de développement qui vont de la consultation occasionnelle à la collaboration à long terme. Pour les viticulteurs et les œnologues. Technologies et connaissances reposent sur l’utilisation de capteurs de flux de sèves pour économiser l’eau, accroître la production et améliorer la qualité des fruits.
IDATE DigiWorld
IDATE DigiWorld est un think-tank européen spécialisé dans l’économie numérique. Situé à Montpellier, ses domaines d’études sont les télécommunications, Internet, les marchés des média et les territoires numériques. Ses 50 membres sont des acteurs majeurs de l’économie du numérique. 3 domaines d’activités : DigiWorld Research (observatoire), IDATE Consulting (expertise), DigiWorld Institute (partage d’expériences). Expertise majeure dans #DigitAg : connaissance de l’Internet des objets, du Big Data et des impacts du marché vertical des technologies du numérique.
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ITK
ITK développe des outils d’aide à la décision pour le développement durable et l’agriculture intégrée. Ils permettent aux agriculteurs de mieux prévoir leurs interventions concernant l’irrigation, la fertilisation, le contrôle des ravageurs…Compétences clés : modèles agricoles mécanistes.
PERA PELLENC
Ingénieristes-équipementiers pour le chai. Pera-Pellenc fournit son expertise tout au long du processus de vinification. Compétences clés : mise en place des process et automatisation de ceux-ci.
SMAG
SMAG est le seul acteur français du marché qui combine l’édition de logiciels agronomiques et une offre diversifiée de services informatiques et agro-environnementaux, notamment pour l’agriculture de précision, la gestion des données, les applications smartphone et les objets connectés…Compétences clés : mise en place de plateformes web et mobiles pour l’agriculture, nouveaux business-models (SaaS, BtoBtoC), nouvelles architectures web (cloud, services web), outils de gestion et d’aide à la décision pour l’agriculture de précision, l’internet des objets, le Big data.
TERRANIS
TerraNIS conçoit, développe et commercialise des services de géoinformation dans les domaines de l’agriculture et de l’environnement. Elle gère les services Pixagri et Œnoview® à travers le monde, respectivement dédiés au suivi de l’agriculture et des vignobles. L’équipe TerraNIS a plus de 20 ans d’expérience dans le développement d’applications de géoinformation.
VIVELYS
L’équipe R&D de VIVELYS est spécialisée en œnologie et microbiologie (qualité du raisin et process œnologique). Compétences clés : Les modèles développés par Vivelys constituent
les clés de voûte de son savoir-faire et de ses solutions technologiques (étude des fruits et de la qualité de la récolte ; statut hydrique de la vigne ; extraction et oxygénation des moûts de raisins blancs ; suivi en continu de la densité optique lors de l’extraction pour les vins rouges ; levures ; contrôle de la fermentation ; automatisation et assistance dans le contrôle de la micro-oxygénation ; gestion des interactions dans les couples vin-bois).
Contacts : Véronique Bellon-Maurel – Directrice de l’institut Convergences Agriculture Numérique [email protected] – Communication : [email protected]
