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PHENOTIC

Conception de méthodes automatisées de phénotypage dédiées au végétal spécialisé

N°dossier : (cadre réservé à la Région)

Coordonnateurs : Carolyne DÜRR, INRA Angers-Nantes (Equipes sciences du végétal) David ROUSSEAU, Université d’Angers (Equipes STIC)

Partenaires : Sciences du Végétal : IFR QUASAV Angers (UMRs SAGAH, GENHORT, PAVE, PMS), GEVES-SNES, INRA Nantes (UMR) STIC : Université d’Angers (LISA, POMA), Université du Maine (LPEC), ESEO, ESAIP

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I - FICHE D’IDENTITE DU PROJET Titre : Conception de méthodes automatisées de phénotypage dédiées au végétal spécialisé Acronyme : PHENOTIC Dépôt d’une demande de soutien dans le cadre du volet « Paris scientifiques régionaux » �

Partenaire 1 Equipes des Sciences du Végétal Porteur du projet (centre de recherche qui assume la responsabilité du projet)

Nom du laboratoire/équipe de recherche : IFR-QUASAV Angers Etablissement de rattachement : INH – INRA* –-Université d’Angers * Etablissement porteur et gestionnaire du projet Coordinateur scientifique du projet : Nom : DÜRR Prénom : Carolyne Titre/fonction : Ingénieur de Recherche INRA (IR1, HDR). Coordonnées (tél/mail/adresse) : Tél : 02 41 22 55 36 Mail : durr@angers.inra.fr UMR Physiologie Moléculaire des Semences 16 Boulevard Lavoisier 49500 ANGERS cedex

Partenaire 1.1 UMRs de l’IFR QUASAV (Qualité et santé du végétal) Angers

Nom du laboratoire/équipe de recherche : UMR SAGAH, Sciences Agronomiques Appliquées à l’Horticulture Etablissement de rattachement : INRA-INH-Université d’Angers

Nom du laboratoire/équipe de recherche : UMR GENHORT Génétique et horticulture Etablissement de rattachement : INRA-INH-Université d’Angers

Nom du laboratoire/équipe de recherche : UMR PAVE Pathologie Végétale Etablissement de rattachement : INRA-INH-Université d’Angers

Nom du laboratoire/équipe de recherche : UMR PMS Physiologie Moléculaire des semences Etablissement de rattachement : Université d’Angers-INH-INRA

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Partenaire 1.2 GEVES

Nom du laboratoire/équipe de recherche : Station Nationale d’Essais des Semences Etablissement de rattachement : GEVES Partenaire 1. 3 UMR BIA Nantes

Nom du laboratoire/équipe de recherche : UMR Biopolymères Interactions Assemblages (BIA) Etablissement de rattachement : INRA Nantes Partenaire 1.4 INRA-ENITIAA Nantes

Nom du laboratoire/équipe de recherche : Unité de Sensométrie et de Chimiométrie Etablissement de rattachement : ENITIAA-INRA Nantes

Partenaires 2- Equipes STIC Partenaire 2.1

Nom du laboratoire/équipe de recherche : Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Automatisés (LISA, EA 4014) Etablissement de rattachement : Université d’ANGERS

Partenaire 2.2

Nom du laboratoire/équipe de recherche : Propriétés Optique des Matériaux et Applications (POMA, FRE 2988) Etablissement de rattachement : Université d’ANGERS

Partenaire 2.3 Nom du laboratoire/équipe de recherche : Laboratoire de Physique de l’Etat Condensé (LPEC, UMR 6087) Etablissement de rattachement : Université du MAINE

Partenaire 2.4 Nom du laboratoire/équipe de recherche : ESEO Etablissement de rattachement : Ecole Supérieure d’Electronique de l’Ouest Partenaire 2.5 Nom du laboratoire/équipe de recherche : ESAIP Etablissement de rattachement : Ecole Supérieure Angevine d’Informatique et de Productique

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Nombre de personnes impliquées dans ce projet (en équivalent temps plein : moyenne ETP/an) *Statut, grade : chercheurs, enseignants chercheurs permanents, post doctorants, ingénieurs, techniciens… (PU, MCU, MCF, DR, CR, IR, IE, HDR). CI = chercheurs et ingénieurs; EC = Enseignants-chercheurs Sous-Projet Semences et Plantules Personne Unité de

rattachement Discipline Statut et

grade* ETP

C DURR INRA PMS Scie. du Végétal IR1-HDR 0.25 D DEMILLY GEVES SNES Scie. du Végétal IR2 0.5 S DUCOURNAU GEVES SNES Scie. du Végétal IR2 0.1 M MANINNO GEVES SNES Scie. du Végétal IR2 0.1 B TEULAT-MERAH

INH PMS Scie. du Végétal MCF 0.1

J BUITINK INRA PMS Scie. du Végétal CR1-HDR 0.05 D BERTRAND INRA ENITIAA Scie. du Végétal DR2 0.1 B JAILLAIS INRA BIA

Nantes Scie. du Végétal IR2 0.1

Total Végétal 1.3 P PLAINCHAULT ESEO STIC MCF 0.2 B HAUSSY ESEO STIC MCF-HDR 0.1 J ROJAS LISA STIC MCU 0.2 A CLEMENT LISA STIC MCU 0.05 N DELANOUE LISA STIC Post-doc 0.1 A HUMEAU ESAIP STIC MCF-HDR 0.05 Total STIC 0.7 Total CI et EC 2.0 ETP M-H WAGNER GEVES SNES Scie. du Végétal AI 0.2 G CESBRON GEVES SNES Scie. du Végétal AJT 0.1 L LECORRE GEVES SNES Scie. du Végétal AJT 0.1 L BARBARIN GEVES SNES Scie. du Végétal TR 0.1 C LE BIGOT GEVES SNES Scie. du Végétal AJT 0.1 L LEDROIT INRA PMS Scie. du Végétal AJT 0.2 B LY-VU INH PMS Scie. du Végétal AJT 0.1 Total Technicien 0.9 ETP Sous-Projet Architecture du rosier Personne Unité Discipline Grade* ETP P MOREL INRA SAGAH Scie. du Végétal IE 1 0.2 L HIBRAND-SAINT-OYANT

INRA GENHORT

Scie. du Végétal IR 2 0.2

L HARDOUIN LISA STIC PU2 0.1 P RICHARD LISA STIC MCU 0.1 Total CI et EC 0.6 ETP O Douillet INRA SAGAH Scie. du Végétal TR 0.3

Total technicien 0.3 ETP

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Sous-Projet Patho-systèmes Nom Prénom Unité de

Rattachement Discipline Statut et

grade* temps de recherche consacré au projet (ETP)

F. CHAPEAU- BLONDEAU

LISA STIC PU1 0.1

D. ROUSSEAU LISA STIC MCU 0.2 R. BARILLE POMA STIC PU2 0.1 D. GINDRE POMA STIC MCU-

HDR 0.1

J-M. BRETEAU LPEC STIC PU2 0.1 Total STIC 0.6 T. BOUREAU PAVE Scie. du Végétal MCU 0.1 C. CAMPION PAVE Scie. du Végétal MCU 0.1 R. BERRUYER GENHORT Scie. du Végétal MCU 0.1 P. LASSERRE GENHORT Scie. du Végétal IE2 0.1 V. CAFFIER PAVE Scie. du Végétal CR1 0.1 M-A JACQUES PAVE Scie. du Végétal CR1 0.1 V GRIMAULT GEVES-SNES Scie. du Végétal IR 2 0.1 Total Végétal 0.7 ETP* Total CI et EC 1.3 ETP S. HANTEVILLE

INRA Scie. du Végétal TR 0.1

B. PETIT INRA Scie. du Végétal TR 0.1 Total technicien 0.2 ETP *L’implication indiquée pour ces chercheurs est le minimum envisagé et pourra augmenter au cours du projet en fonction des autres projets retenus pour l’UMR PAVE. Récapitulatif général Personnel scientifique et technique Sous-Projet STIC

Pers. Scie. Végétal

Pers. Scie. Pers.Tech. Total

Semences et plantules

0.7 1.3 0.9 2.9

Architecture rosier 0.2 0.4 0.3 0.9 Patho-systèmes 0.6 0.7 0.2 1.5 Total 1.5 2.4 1.4 5.3 ETP Dont personnel scientifique 3.9 ETP et personnel technique 1.4 ETP Au total 39 personnes, 30 membres du personnel scientifiques (9 HDR), 10 membres du personnel technique

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II – RESUME DU PROJET

Contexte : Au sein de la région Pays de la Loire, un secteur important et original de production concerne le végétal spécialisé (semences et horticulture au sens large). Cette situation a conduit au développement du pôle de recherche sur le végétal spécialisé à Angers et à la création du pôle de compétitivité Végépolys. Dans ce contexte, la performance de ce pôle de recherche sur le végétal dépend entre autres de sa capacité à mener une réflexion méthodologique et à se doter de moyens technologiques novateurs permettant le phénotypage de différents objets d’étude végétaux. Le phénotypage consiste à collecter, sur un grand nombre d’individus, un ensemble de caractéristiques notamment morphologiques dont la variabilité est analysée en fonction du patrimoine génétique et des conditions environnementales de production. Le phénotypage est souvent limité par la capacité en temps de travail humain à réaliser les observations dans le temps limité imposé par l’état du végétal à caractériser. Objectifs : Le projet présenté vise à accroître l’efficacité des recherches qui sont menées sur le site du Campus du végétal, regroupant l’ensemble des équipes de recherche sur le végétal à Angers. Etant donné en particulier les moyens de génotypage (identification de parties du génome d’individus) ou encore de protéomique (étude d’ensembles de protéines exprimées par un génome) disponibles, le phénotypage de grandes séries d’individus constitue un verrou majeur de l’étude des relations génotype-phénotype. Ainsi, augmenter la capacité à collecter des données sur des végétaux dans un temps limité tout en améliorant la nature et la précision des mesures est d’un intérêt primordial. Pour ce faire, une collaboration étroite entre spécialistes du végétal et des sciences et technologies de l’information et de la communication (STIC) est indispensable. C’est l’ambition des équipes inter- et pluri-disciplinaires du végétal et des STIC réunies autour de ce projet. Le travail proposé doit permettre d’augmenter les possibilités des techniques d’acquisition et leur débit, ainsi que les possibilités des traitements et des techniques de stockage des données. Il s’agit de développer une imagerie du végétal et plus généralement de se doter de capteurs adaptés aux mesures sur le végétal comme cela a été le cas pour le domaine médical. Résultats attendus : Le projet doit aboutir à spécifier le cahier des charges de plateformes de phénotypage moyen à haut débit nécessaires entre autres à l’exploitation des données issues des outils de génotypage. Le projet doit aussi permettre de proposer au fur et à mesure de son avancement de nouvelles actions de recherche fédératives, les équipes de différentes disciplines appréciant mieux les questions pouvant se poser. La mise en place de tels outils constitue une pièce supplémentaire à l’ensemble en cours de développement sur le site du végétal spécialisé et contribuerait à son rayonnement à l’échelle nationale et internationale. Méthodologie : Trois supports d’étude ont été retenus dans un premier temps : la croissance d’une plantule depuis la semence jusqu’à la reprise de la photosynthèse; la mise en place de l’architecture d’un rosier ; le développement d’un pathogène dans différents tissus. Le projet porte sur le développement de nouvelles techniques d’imagerie adaptées à ces différents objets végétaux, de taille variant du millimètre au mètre, et placés dans des environnements très variés. Un point indispensable à la réalisation des travaux porte sur le recrutement sur la durée du projet de personnel de niveau post-doc ou ingénieur jouant un rôle de catalyseur et de trait d’union dans les échanges entre équipes et entre disciplines. Cet ingénieur interagira avec les scientifiques permanents impliqués dans les trois sous-projets pour constituer le cahier des charges de la plateforme de phénotypage. L’avancée des travaux sera coordonnée et contrôlée par un comité de suivi.

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III – PRESENTATION PLUS DETAILLEE DU COORDINATEUR SCIENTIFIQUE ET DES PARTENAIRES AU PROJET

Le projet rassemble des équipes concernées par les Sciences du Végétal et des équipes des Sciences et Technologies de l’Information et de la Communication. Avant de présenter individuellement les personnes impliquées de ces équipes, la liste ci-dessous synthétise les noms des laboratoires et les effectifs impliqués. Liste des laboratoires et/ou équipes de recherche partenaires (Nombre de chercheurs C, enseignants-chercheurs EC, ingénieurs I et personnels techniques statutaires impliqués)

• Partenaire 1 - Equipes Sciences du Végétal Total personnel scientifique: 17; personnel technique : 10

- IFR QUASAV Angers UMR SAGAH INRA-INH-Université d’Angers, Sciences Agronomiques Appliquées à l’Horticulture (1 I, 1 technicien) UMR GENHORT INRA-INH-Université d’Angers, Génétique et Horticulture (2I, 1 technicien) UMR PAVE INRA-INH-Université d’Angers, Pathologie Végétale (2 C, 3 EC, 1technicien) UMR PMS Université d’Angers-INH-INRA, Physiologie Moléculaire des Semences (1C, 1 I, 1 MC, 2 techniciens) - GEVES Angers GEVES-Station Nationale d’Essais de Semences (4 I, 1 assistant ingénieur, 4 techniciens) - INRA Nantes UMR BIA Unité Biopolymères Interactions Assemblages (1 I) Unité de Sensométrie et Chimiométrie INRA Nantes-ENITIAA Ecole Nationale d’Ingénieurs des Techniques des Industries Agro-Alimentaires (1 C).

• Partenaire 2 - Equipes STIC Total personnel scientifique: 13

LISA Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Automatisés, Université d’Angers (7 EC). POMA Laboratoire des Propriétés Optiques des Matériaux et Applications, Université d’Angers (2 EC) ESEO Ecole Supérieure d’Electronique de l’Ouest (2EC) ESAIP Ecole Supérieure Angevine d’Informatique et de Productique, (1 EC) LPEC Laboratoire de Physique de l’Etat Condensé, Université du Maine (1 EC).

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A : Coordinateur scientifique Nom DÜRR Prénom : Carolyne Grade : IR1-HDR Emploi actuel : IR INRA, UMR 1191 Physiologie Moléculaire des Semences (PMS) Temps mensuel consacré au projet : 0,25 ETP sur la durée du projet Responsabilité dans le projet : Coordinateur scientifique, co-animation du sous-projet Semences et plantules Expériences professionnelles : Ingénieur agronome et doctorat en sciences agronomiques INA-PG, HDR en Sciences du végétal (Orsay-Paris XI); enseignant chercheur en Agronomie à l’INA-PG pendant 5 ans ; depuis 1987 ingénieur de recherche à l’INRA. Depuis fin 2005 à l’UMR PMS à Angers, responsable équipe Ecophysiologie, diversité génétique et modélisation de la levée (EDGML); et responsable de l’animation scientifique du front de recherche méthodologique 4 sur les Semences et Plantules du GEVES-SNES. Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : Référencement à l’Agence de Protection des Programmes de WinSIMPLE 2003 logiciel

INRA de simulation de la germination et de la levée Colbach N., Dürr C, 2003. Effects of seed production and storage conditions on black-grass

(Alopecurus myosuroides Huds.) germination and shoot elongation. Weed Science, 51, 708-717.

Dorsainvil F, Dürr C , Justes E, Carrera A, 2005. Characterisation and modelling of white mustard (Sinapis alba L.) emergence under several sowing conditions. European Journal of Agronomy, 23, 146-158.

Gallardo-Carrera A, Dürr C , Herbin M, Duval Y, Lingrand J, 2006. Analysis of the surface crack pattern of seedbeds in a silt loam soil. In Soil Management for Sustainability; R. Horn, H. Fleige, S. Peth and X. Peng (eds), Advances in GeoEcology, 38: 79-85.

Sester M, Dürr C , Darmency H, Colbach N, 2007. Modelling the effects of cropping systems on the seed bank evolution and the emergence of weed beet. Ecological modelling, 204, 47-58

Moreau-Valancogne P, Coste F, Crozat Y, Dürr C . 2008. Field emergence of bean (Phaseolus vulgaris L.) seed lots: characterisation, modelling and simulation. European Journal of Agronomy, 28: 309-320.

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Partenaire 1 - Equipes des Sciences du Végétal Partenaire 1.1 UMRs de l’IFR QUASAV Angers UMR SAGAH Membre 1 Nom : MOREL Prénom : Philippe Grade : IE1 Emploi actuel : Ingénieur d'Etudes, INRA Angers, UMR SAGAH Temps mensuel consacré au projet : 20% ETP Responsabilité dans le projet : Coordonateur sous-projet « Architecture du buisson », particpation via des compétences dans le domaine de l'analyse architecturale des plantes ligneuses, du buisson en particulier Expériences professionnelles : ingénieur horticole, spécialiste des systèmes hors sol et de l'agronomie horticole dans le domaine des plantes ornementales publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années Morel P., Michel J.C. & Guillemain G., 2008. Temperature and Salinity Effects on

Measurements of Growing Media Moisture Content Carried out with TDR and Capacitance Probes. Acta Hort., 779, 393-399.

Morel P & Menard S., 2006. Propriétés hydriques des nappes d'irrigation : caractérisation et comparaison de différents matériaux. PHM Revue Horticole 481: 34-41.

Morel P.& Guillemain G., 2004. Assessment of the possible phytotoxicity of a substrate using an easy and representative biotest. ISHS, International Symposium on Growing media and Hydroponics, September 8-14, 2001, Alnarp, Sweden. Acta Horticulturae 644: 417-423.

Morel P.& Michel J.C., 2004. Control of the moisture content of growing media by time domain reflectometry (TDR). Agronomie 24: 275-279.

Michel J.C., Morel P.& Riviere L.M., 2004. The importance of hydric history on physical properties and wettability of peats. ISHS, International Symposium on Growing media and Hydroponics, September 8-14, 2001, Alnarp, Sweden. Acta Horticulturae 644: 275-281.

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UMR GENHORT Membre 1 Nom : HIBRAND-SAINT OYANT Prénom : Laurence Grade : IR2 Emploi actuel : Ingénieur de recherche, INRA d’Angers, UMR Génétique et Horticulture Temps mensuel consacré au projet : 20% ETP Responsabilité dans le projet : implication dans le sous projet « Architecture du buisson » via des compétences sur l’étude génétique/phénotypique de l’Architecture du rosier. Expériences professionnelles : Doctorat de l’Université de Bordeaux II, 1992 : étude d’un virus végétal le GCMV (grapevine chrome mosaic virus). Maître de Conférences, Université de Limoges : Immunologie des muqueuses. INRA UMR GenHort : Etude génétique de l’Architecture du rosier. Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : Remay A., Le Couviour F., Thouroude T, Lalanne D., Hibrand Saint Oyant L. and Foucher

F., 2007. Do floral initiation and recurrent blooming share common pathways? Poster PlantGEM.

Hibrand-Saint Oyant L., Crespel L., Rajapakse S., Zhang L. and Foucher F., 2008. Genetic linkage maps of rose constructed with new microsatellite markers and locating QTL controlling flowering traits. Tree Genetics and Genomes 1 :11-23.

Crespel L. , Le Bris M. Hibrand Saint Oyant L.. Evaluation of ISSRs for variety identification and essentially derived variety concept in rose. Soumis à Plant Breeding

Foucher F., Chevalier M., Corre C., Soufflet-Freslon V., Legeai F., and Hibrand-Saint Oyant L .. New resources for flowering process study in rose. Soumis à Genome.

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UMR GENHORT Membre 2 Nom : BERRUYER Prénom : Romain Grade : MCU Emploi actuel : Maître de Conférences, Université d’Angers, UMR Génétique et Horticulture Temps mensuel consacré au projet : 20% de mon mi-temps recherche d’enseignant-chercheur Responsabilité dans le projet : implication dans le sous-projet patho-systèmes via des compétences en imagerie par épifluorescence et l’étude génétique/phénotypique du patho-système Carotte/Alternaria dauci. Expériences professionnelles : Ingénieur INA-PG + DEA Biologie, Diversité et Adaptation des Plantes Cultivées (option Phytopathologie), Thèse de doctorat de l’Ecole Nationale Supérieure Agronomique de Montpellier, travaux réalisés dans l’UMR BGPI, au CIRAD-CA, à Montpellier. Mobilité Post-doctorale de 3 ans au sein de l’Université d’Etat du Kansas (KSU) dans l’équipe de Barbara Valent. publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : Sallaud, C., Lorieux, M., Roumen, E., Tharreau, D., Berruyer, R., Svetasrani, A., Garsmeur, O.,

Ghesquiere, A. & Notteghem, J-L. (2003). Identification of two Resistance Gene Analogues closely linked to two blast resistance genes in the rice cultivar IR64. Teor Appl Genet. 106(5):794-803.

Berruyer, R., Adreit, H., Milazzo, J., Gaillard, S., Berger, A., Dioh, W., Lebrun, M-H., & Tharreau, D. (2003) Identification and fine mapping of Pi33, the rice blast resistance gene corresponding to the Magnaporthe grisea avirulence gene ACE1. Theor Appl Genet. 107(6):1139-47.

Berruyer, R., Poussier, P., Kankanalla, G., Mosquera, G. & Valent, B. (2006) Quantitative and qualitative influence of inoculation methods on in planta growth of rice blast fungus. Phytopathology. 96(4):346-355

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UMR GENHORT Membre 3 Nom : LASSERRE Prénom : Pauline Grade : IE2

Emploi actuel : Ingénieur d’études, INRA d’Angers, UMR Génétique et Horticulture

Temps mensuel consacré au projet : 10% de mon temps de recherche

Responsabilité dans le projet : implication dans le sous-projet patho-systèmes via des compétences sur l’étude génétique/phénotypique du patho-système Pommier/Tavelure.

Expériences professionnelles : Ingénieur ENITAC en 2006, CDD Service Séquençage sur plateforme CRGS - Génopole Midi-Pyrénées, CDD Ingénieur « Equipe Maïs-Blé » Biogemma Clermont-Fd. Ingénieur d’études à l’INRA d’Angers UMR GenHort depuis septembre 2007

Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : P. Lasserre, V. Soufflet-Freslon, CE. Durel, “Genetic Determinism of Scab Resistance in Apple

Cultivar ‘Discovery’: Comparison of QTL Mapping in Two Pedigreed Populations”, Poster (2008).

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UMR PAVE Membre 1 Nom BOUREAU Prénom : Tristan Grade : MCU Emploi actuel : enseignant-chercheur, Université d’Angers Temps mensuel consacré au projet : 20% de mon mi-temps recherche d’enseignant-chercheur Responsabilité dans le projet : implication dans le sous-projet pathosystèmes via mes compétences en pathologie végétale, et mes expériences d’imagerie sur différents patho-systèmes (cf publications). Expériences professionnelles : doctorat de Pathologie Végétale/Microbiologie en 2005 Co-tutelle Université de Helsinki (Finlande) et Institut National Agronomique de Paris-Grignon (Agroparistech). 2 ans ATER temps plein à l’Université Paris 6. 2 ans d’activité d’enseignant chercheur en Microbiologie à l’Université d’Angers. Activité de Recherche à l’UMR Pavé (INRA, INH, UA) sur la spécificité d’hôte des bactéries phytopathogènes. publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années :

Chun-Mei Li, Ian Brown, John Mansfield, Conrad Stevens, Tristan Boureau, Martin Romantschuk, and Suvi Taira (2002). The Hrp pilus of Pseudomonas syringae elongates from its tip and acts as a conduit for translocation of the effector protein HrpZ. EMBO J., 21 (8): 1909–1915.

Tristan Boureau, Jarkko Routtu, Elina Roine, Suvi Taira, Martin Romantschuk (2002). Localization of hrpA-induced Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 in infected tomato leaves. Molecular Plant Pathology 3 (6): 451-460.

Chun-Mei Li, Ian Brown, Conrad Stevens, John Mansfield, Tristan Boureau, Elina Hienonen, Martin Romantschuk, and Suvi Taira (2003). The Hrp pilus of Pseudomonas syringae. in Pseudomonas syringae and Related Pathogens, pp285-292. Ed Kluwer Academic Publishers.

Tristan Boureau, Marie-Agnès Jacques, Romain Berruyer, Yves Dessaux , Hélène Dominguez , Cindy. E. Morris (2004). Comparison of the Phenotypes and Genotypes of Biofilm and Solitary Epiphytic Bacterial Populations on Broad-Leaved Endive. Microbial Ecology 47 (1): 87-95.

Tristan Boureau, Hayat ElMaarouf-Bouteau, Amélie Garnier, Marie-Noëlle Brisset, Claude Perino, Igor Pucheu, Marie-Anne Barny. DspA/E, a type III effector essential for Erwinia amylovora pathogenicity and growth in planta, induces cell death in host apple and non-host tobacco plants. Molecular Plant-Microbe Interactions, 19(1) : 16-24

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UMR PAVE Membre 2 Nom : CAMPION Prénom : Claire Grade : MCU Emploi actuel : Enseignant - chercheur Temps mensuel consacré au projet : 20% de mon mi-temps recherche d’enseignant-chercheur Responsabilité dans le projet : implication dans le sous-projet patho-systèmes : maîtrise du patho-système modèle A. thaliana – A brassicicola Expériences professionnelles : Enseignant-chercheur depuis 2001 à l’UMR PAVE publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : Roux C., Lemarquand A., Orain G., Campion C., Simoneau P., Poupard P. 2006. Effects of

the plant growth regulator prohexadione-calcium and the SAR-inducer acibenzolar-S-methyl on the quality of apples at harvest. Journal of Horticultural Science & Biotechnology, 81, 139-145.

De Zelicourt A., Letousey P., Thoiron S., Campion C., Simoneau P., Elmorjan K., Marion D., Simier P., Delavault P. 2007. Ha-DEF1, a sunflower defensin, induces cell death in Orobanche parasitic plants. Planta 226, 591-600

Juchaux-Cachau M, Landouar-Arsivaud L, Pichaut JP, Campion C, Porcheron P, Jeauffre J, Noiraud-Romy N, Simoneau P, Maurousset L, Lemoine R. 2007. Characterization of AgMaT2, a Plasma Membrane Mannitol Transporter from Celery, Expressed in Phloem Cells, Including Phloem Parenchyma Cells. Plant Physiology, 145, 62–74

Iacomi-Vasilescu B., Bataillé-Simoneau N., Campion C., Dongo A., Laurent E., Serandat I., Hamon B., Simoneau P. 2008. Effect of null mutations in the AbNIK1 gene on saprophytic and parasitic fitness of Alternaria brassicicola isolates highly resistant to dicarboximide fungicides. Plant Pathology sous presse

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UMR PAVE Membre 3 Nom : CAFFIER Prénom : Valérie Grade : CR1

Emploi actuel : Chargé de Recherche, INRA d’Angers, UMR Pavé

Temps mensuel consacré au projet : 10% de mon temps de chercheur

Responsabilité dans le projet : implication dans le sous-projet patho-systèmes via une grande connaissance du pathogène Venturia inaequalis, étant spécialisée dans l’épidémiologie.

Expériences professionnelles : Doctorat de Phytopathologie (1995), Etude du patho-système oïdium/céréales - INRA Versailles-Grignon, Etude des patho-systèmes oïdium/pommier et tavelure/pommier depuis 1998 – INRA Angers

Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : Caffier V, Parisi L., 2007. Development of apple powdery mildew on sources of resistance to

Podosphaera leucotricha, exposed to an inoculum virulent against the major resistance gene Pl-2. Plant Breeding,126: 319-322

V. Caffier, F. Calenge, C. Denancé, M. Devaux, C.-E. Durel, P. Expert, V. Freslon, P. Gladieux, F. Guérin, B. Le Cam, N. Sapoukhina, 2007. Interaction pommier/venturia inaequalis : De la connaissance du pathogène a la construction et la gestion de génotypes à résistance durable. Colloque CPER 2000-2006, 29-30 novembre 2007, Angers, France

V. Caffier, B. Le Cam, M. Devaux, F. Didelot, P. Expert, P. Gladieux, CE Durel, 2007. Impact of scab resistance factors in apple on populations of Venturia inaequalis. Workshop Endure RA4.2 Exploitation of Plant Genetic Resistance 5-6 July 2007, Angers France (communication)

Caffier V, Didelot F, Le Cam B, Parisi L, 2006. Agressivité de souches de Venturia inaequalis contournant le gène de résistance Vf chez le pommier. VIe rencontres de Phytopathologie/Mycologie, Aussois, France, 16-19 janvier 2006 (poster, résumé).

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UMR PAVE Membre 4 Nom JACQUES Prénom : Marie-Agnès Grade : CR1 Emploi actuel : Chargée de Recherches à l’INRA, UMR PAVE (INRA-INH-UA). Temps mensuel consacré au projet : 10% de mon temps de recherche Responsabilité dans le projet : implication dans le sous-projet patho-systèmes, via mon expérience du patho-système Xanthomonas-haricot et d’autres patho-systèmes impliquant des bactéries phytopathogènes. Expériences professionnelles : Doctorat de Pathologie Végétale à l’Université de Paris XI, Orsay. Postdoc de 2 ans à Oxford. 13 ans de recherches en pathologie végétale à l’INRA. publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : Darsonval, A. Darrasse, D. Meyer, M. Demarty, K. Durand, C. Bureau, C. Manceau and M.-

A. Jacques. 2008. Type III secretion system of Xanthomonas fuscans subsp. fuscans is involved in phyllosphere colonization process and in transmission to seeds of susceptible bean. Appl. Environ. Microbiol. in revision.

Darrasse, A., C. Bureau, R. Samson, C. Morris, and M.-A. Jacques. 2007. Contamination of bean seeds by Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli associated with low bacterial densities in the phyllosphere under field and greenhouse conditions. Eur. J. Plant Pathol. 119:203-215.

Jacques M.-A., K. Josi, A. Darrasse & R. Samson. 2005. Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli var. fuscans is aggregated in stable biofilm population sizes in the phyllosphere of field-grown beans. Applied and Environmental Microbiology 71:2008-2015.

Moura M.L., L.M Brito., I.M. Mourao, J. Duclos & M.-A. Jacques. 2005. Tomato pith necrosis (TPN) caused by Pseudomonas corrugata and Pseudomonas mediterranea : severity of damages and crop loss assessment. Proceedings of the First International Symposium on Tomato Diseases, Orlando, Florida, USA, 21-24 June, 2004. Acta Hort. 695: 365-371.

Boureau T., M.-A. Jacques, R. Berruyer, Y. Dessaux, H. Dominguez & C.-E. Morris. 2004. Comparison of the phenotypes and genotypes of biofilm and solitary epiphytic bacterial populations on broad-leaved endive. Microbial Ecology 47:87-95.

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UMR PMS Membre 1 Nom TEULAT-MERAH Prénom : Béatrice Grade : MCF Emploi actuel : Enseignante- chercheuse à l’Institut National d’Horticulture (INH) Angers, membre de l’UMR PMS, équipe EDGML Temps mensuel consacré au projet : 0,1 ETP ; 2 jours par mois Responsabilité dans le projet : contribution à la mise au point des conditions expérimentales pour l’acquisition d’images en conditions environnementales différenciées, mise au point du phénotypage haut débit de populations de lignées recombinantes Expériences professionnelles : doctorat en Sciences agronomiques 1997, étude de l’expression de gènes dans les graines au cours de leur remplissage et de la germination, génétique quantitative, physiologie des stress abiotiques. Depuis 2005, UMR PMS Angers. Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : Teulat-Merah B, Brunel S, Wagner M-H, Prospéri J-M, Huguet T, Dürr C (2007) Genetic

diversity and QTL analyses of ecophysiological traits linked to seedling establishment in the model legume Medicago truncatula. Model Legume Congress. Tunis, Tunisie, 24-28 mars 2007. (Communication orale et poster)

Diab AA, Teulat-Merah B, This D, Ozturk NZ, Bensher D, Sorrells ME 2004. Identification of drought-inducible genes and differentially expressed sequence tags in barley. Theor. Appl. Genet. 109:1417-1425.

Forster BP, Ellis RP, Moir J, Talamé V, Sanguineti MC, Tuberosa R, This D, Teulat-Merah B, Ahmed I, Mariy SAEE, Bahri H, El Ouahabi M, Zoumarou-Wallis N, El-Fellah M, Ben Salem MB, 2004. Genotype and phenotype associations with drought tolerance in barley tested in North Africa. Annals of Applied Biology. 144(2):157-168.

Teulat B, Zoumarou-Wallis N, Rotter B, Ben Salem M, Bahri H, This D, 2003. QTL for relative water content in field grown barley and their stability across Mediterranean environments. Theor. Appl. Genet. 108(1)181-188.

Aubry C, Morère-Le Paven M.C, Chateigner-Boutin A.L, Teulat-Merah B, Ricoult C, Peltier D, Jalouzot R, Limami M.A, 2003. A gene encoding a germin-like protein, identified by cDNA-AFLP approach, is specifically expressed during germination of Phaseolus vulgaris. Planta. 217:466-475.

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UMR PMS Membre 2 Nom BUITINK Prénom : Julia Grade : CR1-HDR Emploi actuel : chargée de recherche INRA, UMR PMS Angers, responsable de l’équipe Tolérance aux stress Temps mensuel consacré au projet : 0.05 ETP Responsabilité dans le projet : contribution à la mise au point des conditions expérimentales pour l’acquisition d’images en conditions environnementales différenciées, phénotypage haut débit, suivi analyses NIRs Expériences professionnelles : Doctorat Ingénieur en Sciences Agronomiques et de l'Environnement, Wageningen Agricultural University en 2000. Post-doctorat Institut National d’Horticulture, Angers (2000-2002), physiologie moléculaire des semences ; depuis 2002, Chargée de Recherche 1, INRA, UMR 1191 Physiologie Moléculaire des Semences, Angers, France, HDR ; responsable équipe Tolérance aux Stress. Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années Rosnoblet, C., Aubry, C., Leprince, O., Ly Vu, B., Rogniaux, H. and Buitink, J (2007) The

regulatory gamma subunit SNF4b of the sucrose nonfermenting related kinase complex is involved in longevity and stachyose accumulation during maturation of Medicago truncatula seeds. Plant J., 51:47-59.

Buitink, J ., Leger, J.L., Guisle, I., Ly Vu, B.L., Wuillème, S., Lamirault, G., Le Bars, A., Le Meur, N., Becker, A., Küster, H. and Leprince, O. (2006) Transcriptome profiling uncovers metabolic and regulatory processes occurring during the transition from desiccation sensitive to –tolerant stages in Medicago truncatula seeds. Plant J. 47: 735–750.

Boudet J, Buitink J , Hoekstra FA, Rogniaux H, Larre C, Satour P, Leprince O (2006) Comparative analysis of the heat stable proteome of radicles of Medicago truncatula seeds during germination identifies late embryogenesis abundant proteins associated with desiccation tolerance. Plant Physiology 140: 1418–1436.

Leprince O, Satour P, Ly Vu B, Buitink J (2004) The role of sugars and hexose phospohorylation in regulating the re-establishment of desiccation tolerance in germinated radicles of Cucumis sativa and Medicago truncatula. Physiologia plantarum, 122: 200-209.

Buitink J , Leprince O (2004) Glass formation in plant anhydrobiotes: survival in the dry state. Cryobiology, Vol 48 (3) : 215-228.

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Partenaire 1.2 GEVES Membre 1- Responsable scientifique Nom DEMILLY Prénom : Didier Grade : IR2 Emploi actuel : Ingénieur de recherche INRA, Responsable de laboratoire à la Station Nationale d’Essais de Semences du GEVES Temps mensuel consacré au projet : 0,5 ETP Responsabilité dans le projet : acquisition et traitement d’images ; métrologie ; co-animation sous-projet Semences et plantules Expériences professionnelles : Ingénieur Agronome, 17 ans d’expérience professionnelle à la Station Nationale d’Essais de Semences. Responsable de laboratoire échantillonnage et cytologie, coordinateur métrologie. Responsable du projet Vision sur le CPER semences 1994-1998, Coordinateur de l’axe « Visiosem » sur le CER 2000-2006. Responsable de l’axe « Vision » du front méthodologique 4 du GEVES. Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années Demilly D., Wagner M. H., Brunel S., Dürr C. 2007 Using computer vision to analyse the

relationship between physical characteristics of Medicago truncatula seeds and their germination and root elongation. 28th ISTA Congress, 5-11 May 2007, Iguassu Falls, Brazil, poster.

Demilly D., Plainchault P., Vigouroux B., Clément A., Bertrand D., Feutry A., Dürr C., Casals M-L, Ducournau S., Mannino M.R., Brunel S., Léchappé J., 2007, Utilisation d’acquisitions et d’analyse d’images automatisées pour déterminer des paramètres physiques et biologiques des semences, Graines 2007, 7-8 juin 2007, Angers, communication orale.

Demilly D., Plainchault P.., Vigouroux B., Bertrand D., Feutry A., Dürr C., Casals M-L, Clément A., Ducournau S., Mannino M. R., Wagner Marie-Hélène, Muracciole V., Brunel S., Léchappé J., 2007, Analyse des semences par vision artificielle, Colloque Végétal et Semences, 29 et 30 novembre 2007, INH, Angers, communication orale.

Demilly D. 2007 Deux exemples d’utilisation de l’analyse d’images pour caractériser la germination des semences - Colloque Végétal et Semences, 29 et 30 novembre 2007, INH, Angers, communication orale.

Demilly D., Bertrand D., Casals M-L., Mannino M. R., Feutry A., Plainchault P, Ladonne F 2005 Apport de la vision artificielle à l’analyse de la qualité des semences : exemple d’étude de la qualité germinative de lots de semences de carottes. Rencontres du Végétal Angers (prix de la meilleure affiche).

Plainchault P , Demilly D., Feutry A., Tourveille S., Bertrand D., "Development of an imaging system for the high-speed identification of seeds", IEEE Sensors 2003 , Toronto, October 2003.

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Partenaire 1.2 GEVES Membre 2 Nom : DUCOURNAU Prénom : Sylvie Grade : IR2 Emploi actuel : Responsable du Laboratoire de Germination de la Station Nationale d’Essais de Semences (GEVES) Temps mensuel consacré au projet : 2 jours / mois ; 0,1 ETP Responsabilité dans le projet : Implication dans le sous projet « Semences et plantules » via des compétences sur les méthodes de caractérisation de la qualité germinative des semences d’espèces choisies. Expériences professionnelles : Ingénieur agronome. Doctorat « Production et technologie des produits végétaux ». Spécialisée depuis 15 ans sur la qualité germinative des semences. Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : Ducournau S., Feutry A., Plainchault P., Revollon P., Vigouroux B., Wagner M.H., 2004. An

image acquisition system for automated monitoring of the germination rate of sunflower seeds. Computers and electronics in agriculture 44, 189-202.

Ducournau S., Feutry A., Plainchault P., Revollon P., Vigouroux B., Wagner M.H., 2005. Using artificial vision to monitor germination time course of sunflower (Helianthus annuus L.) seeds. Seed Science and Technology 33 (2), 329-340.

Wagner M. Hélène, Matthews Stan, Feutry Armand, Demilly Didier, Ducournau Sylvie. Germination rate monitoring, a useful way for seed vigour testing on maize (Zea mays L.) 28th ISTA Seed Symposium, 5-11 May 2007, Iguassu Falls, Brazil, poster.

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Partenaire 1.2 GEVES Membre 3 Nom : MANNINO Prénom : Maria Rosaria Grade : IR 2 Emploi actuel : responsable du laboratoire d’Analyses physiques du GEVES-SNES Temps mensuel consacré au projet : 2 jours par mois ; 0,1 ETP Responsabilité dans le projet : suivi de la partie du programme sur semences sèches Expériences professionnelles : Doctorat Biologie Végétale et Productivité de la Plante Cultivée Université Milan (Italie) ; post –doctorat INRA Colmar effet de l’azote sur la qualité technologique du maïs; depuis 15 ans Responsable du laboratoire d’Analyses physiques du GEVES-SNES (analyses officielles sur échantillons issus des lots de semences; recherche méthodologique; standardisation des méthodes au niveau international) Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : LADONNE F., MANNINO M.R., BERTRAND D., 2003. Caractérisation des semences de

carotte par analyse d’image : relation avec la qualité germinative. Rencontre du Végétal, 20-21 novembre 2003, Angers (poster).

MANNINO M.R., DENEUFBOURG F., DE GOYON B., LECHAPPE J., 2004. Evolution de la flore adventice observée au cours des analyses de contrôle de la qualité des semences en laboratoire. Les 2èmes Rencontres du Végétal, 18-19 novembre 2004, Angers.

MURACCIOLE V., PLAINCHAULT P., BERTRAND D., MANNINO M.R., VIGOUROUX B., 2007, Mise en place d’un outil automatique pour l’analyse des caractéristiques physiques des semences sèches: application aux lots de tournesols, Graines 2007, 7-8 juin 2007, Angers, France (poster) ;

MURACCIOLE V., PLAINCHAULT P., BERTRAND D., MANNINO M.R., 2007, Development of an automated device for sorting seeds - application on sunflower seeds. 311-318, Icinco 2007, Angers (France).

MURACCIOLE V., PLAINCHAULT P., BERTRAND D., MANNINO M.R.,, VIGOUROUX B., 2007, Methodology for creating dedicated machine and algorithm on sunflower counting, 6761-31, Optics East, Boston (USA).

MURACCIOLE V., PLAINCHAULT P., MANNINO M.R., BERTRAND D., VIGOUROUX B., 2007, Analyse des semences par vision artificielle, Colloque Végétal et Semences, 29 et 30 novembre 2007, INH, Angers (France) (communication orale)

DEMILLY D., BERTRAND D., CASALS M.-L., MANNINO M.R., FEUTRY A., PLAINCHAULT P., LADONNE F., 2007 Apport de la vision artificielle à l’analyse de la qualité de lots de semences de carotte, Colloque Végétal et Semences, 29 et 30 novembre 2007, INH, Angers (France) (poster).

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Partenaire 1.2 GEVES Membre 4 Nom GRIMAULT Prénom : Valérie Grade : IR2 Emploi actuel : Responsable du Laboratoire de Pathologie de la Station Nationale d’Essais de Semences (GEVES) Temps mensuel consacré au projet : 0.1 ETP Responsabilité dans le projet : contribution aux méthodes d’analyse pour des interactions plantes bio agresseurs (bactéries, virus, champignons, nématodes) Expériences professionnelles : Doctorat en sciences, spécialité phytopathologie. Responsable du laboratoire de pathologie de la SNES depuis 2005 : évaluation de la résistance des variétés aux bio agresseurs et détection et identification de bio agresseurs transmis par semences. Responsable de projet dans le Front méthodologique III du GEVES. 9 ans d’expérience de responsable de laboratoire de pathologie dans une société semencière : pathologie dans le cadre de la sélection variétale, diagnostic sur symptômes et diagnostic moléculaire de bio agresseurs. publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années Grimault, V., Olivier, V., Guyot, L., Valette, N., Viallevieille, F. And Lybeert, H. 2006. seed

transmission of Acidovorax valerianellae on corn salad. Procc of the 3rd International Seed Health Conference, 6-8 September 2006, Bydgoszcz, Poland.

V Grimault, S Helleboid, J Vasseur, JL Hilber. 2007. Co-Localization of ß-1,3-Glucanases and Callose During Somatic Embryogenesis in Cichorium. Plant signalling and Behaviour, 2 (7): 455 – 461.

Grimault, V., V. Giroult, C. Aligon, S. Herbert and O., Molinero-Demilly. 2007. Évaluation et optimisation du test français de résistance au nématode à kystes, des variétés de crucifères fourragères (moutarde blanche et radis fourrager). Séminaire CTPS 25 Avril 2007, Paris, France.

Mathis R., Grimault V., Andro C., Porcher L., OlivierV., Guyot L., Valette N. and Germain R.. 2007 Use of a bio-PCR method for detection of Xanthomonas hortorum pv. carotae in carrot seeds. 28th International Seed Testing Association Seed Symposium, Iguaçu Brésil, 7-9 mai 2007

Mathis R., Porcher L., Guimier C., Wirth M., Guyot L., Valette N., Olivier V., Demilly D., Grimault V., and Léchappé J.. Detection of Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis from tomato seeds based on bio-PCR: steps towards a new protocol. 28th International Seed Testing Association Seed Symposium, Iguaçu Brésil, 7-9 mai 2007

Grimault, V., Olivier, V., Avrillon, M., and Sérandat, I. 2007. First SHC proficiency test: Botrytis cinerea / sunflower seeds. SHC meeting, ISTA congress, Iguacu falls, Brazil.

V. Grimault, M. Briard, M.A. Jacques, B. Meriaux, M. Henry, M. Jacquet, V. Olivier, L. Guyot, C. Giroult. 2007. Setting up a glasshouse test to determine resistance of carrot varieties to Xanthomonas hortorum pv. carotae. 32rd International carrot conference, 5-7 September, Arcachon, France

Mathis R., Porcher L., Guimier C., Olivier V., Guyot L., Valette N., Serandat I., Avrillon M., Grimault V. et Léchappé J.. Application de la PCR dans l’analyse de la qualité sanitaire des semences à la SNES. 4èmes Rencontre du Végétal Angers 16-17 janvier 2007.

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Partenaire 1. 3 UMR BIA Nantes Membre 1 Nom JAILLAIS Prénom : Benoit Grade : IR2 Emploi actuel : Ingénieur de Recherches INRA à Nantes Unité Biopolymères Interactions Assemblages (BIA), équipe Amidon Enzymes Temps mensuel consacré au projet : 1 journée selon l’avancement du projet, 0.1 ETP Responsabilité dans le projet : Contribution au développement de méthodes de phénotypage multispectral sur les semences; imagerie multispectrale et spectroscopie infrarouge Expériences professionnelles : - UMR INRA/INA PG « Ingénierie de la qualité des aliments » 2001-2007 : Analyse spectroscopique Moyen infra-rouge (MIR) et proche infrarouge (PIR), développement de méthodes d’analyses basée sur la spectroscopie infrarouge, responsable Assurance Qualité d’Unité et de département ; développement de méthodes chimiométriques associées à la spectroscopie infrarouge - Depuis 2007, Unité BIA Nantes - Développement de technique d’imagerie multispectrale appliquée la caractérisation des phénotypes de graines de maïs et de blé (en cours de publication) ; développement d’un automate de phénotypage à haut débit (en cours de réalisation) Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années M.E. Lafargue et B. Jaillais, 2002 « La spectroscopie proche infrarouge dans

l’agroalimentaire. Principes et instrumentation, traitement des données, applications. » Spectra-Analyse, 31(228) 15-22.

D. Bouveresse, J. Maalouly et B. Jaillais 2003 « Sélection d’échantillons représentatifs par des méthodes chimiométriques. Application à des modèles d’étalonnage. » Spectra-Analyse, 33(237) 23-27.

J. Maalouly et B. Jaillais, 2004. « Glucides » Chapitre du livre « La spectroscopie infrarouge et ses applications analytiques », . Bertrand et E. Dufour Coordonateurs, Eds ; Tec & Doc.

B. Jaillais, R. Pinto, A. S. Barros, D. N. Rutledge 2005 “Outer-Product Analysis (OPA) using PCA to study the influence of temperature on NIR spectra of water.” Vibrational Spectroscopy, 39(1) 50-58.

B Jaillais, M. A. Ottenhof, I. A. Farhat and D. N. Rutledge 2005 “Outer-product analysis (OPA) using PLS Regression to study the retrogradation of starch” Vibrational Spectroscopy 40(1) 10-19.

B. Jaillais, V. Morrin, G. Downey, 2007. “Image processing of outer-product matrices - A new way to classify samples - Examples using visible/NIR/MIR spectral data” Chemometrics and intelligent laboratory systems 86(2), 179-188.

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Partenaire 1.4 INRA-ENITIAA Nantes Membre 1 Nom BERTRAND Prénom : Dominique Grade : DR2 Emploi actuel : Directeur de recherches à l’INRA. Directeur de l’Unité ENITIAA-INRA de Sensométrie et de Chimiométrie. Temps mensuel consacré au projet : 0,1 ETP Responsabilité dans le projet : analyse multispectrale, traitement statistique des données Expériences professionnelles : Docteur en Biochimie. Spécialiste de la spectroscopie infrarouge et proche infrarouge et auteur d’un livre sur ce sujet. Nombreux travaux scientifiques sur la chimiométrie des spectres et des images multivariées. Concepteur d’un système permettant l’acquisition d’images multivariées d’échantillons biologiques Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années Oust Janbu A, Moretro T, Bertrand D, Kohler A: FT-IR microspectroscopy : a promising

method for the rapid identification of listeria species. FEMS Microbiolgical Letters in press (2008)

Bonnier F, Bertrand D, Rubin S, Ventéo L, Pluot M, Baehrel B, Manfait M, Sockalingum G: Detection of pathological aortic tissues by infrared multispectral imaging and chemometrics The Analyst ( in press)

Kohler A, Hanafi H, Bertrand D, Qannari EM, Oust Janbu A, Moretro T, K N, Martens H: Interpreting several types of measurements in bioscience. In: Kneipp PLaJ (ed) Modern concepts in biomedical vibrational spectroscopy pp. 333-356. John Wiley & Sons (2008).

Bertrand D, Dufour E: La spectroscopie infrarouge et ses applications analytiques, pp. 688. Tec & Doc, Lavoisier, Paris (2006).

Camps C, Guillermin P, Mauget JC, Bertrand D: Discrimination of storage duration of apples stored in cooled room and shelf-life by visible-near infrared spectroscopy. Journal of Near Infrared spectroscopy: 169-167 (2007).

Chevallier S, Bertrand D, Kohler A, Courcoux P: Application of PLS-DA in multivariate image analysis. Journal of Chemometrics 20: 221-229 (2007).

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Partenaire 2- Equipes STIC

Partenaire 2.1 LISA Membre 1 Responsable scientifique partenaires STIC Universités (Angers, le Mans) Nom : CHAPEAU-BLONDEAU Prénom : François Grade : PU1 Emploi actuel : enseignant-chercheur, université d’Angers Temps mensuel consacré au projet : 20% de mon mi-temps recherche d’enseignant-chercheur. Responsabilité dans le projet : implication dans le sous-projet patho-systèmes via les compétences STIC. Expériences professionnelles : Doctorat d’électronique en 1987 à l’université Paris 6. Année de recherche postdoctorale aux USA en 1988. Vingt ans d’activité d’enseignant-chercheur universitaire en STIC. Responsable de l’Equipe Signal-Image du LISA depuis 1998. Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : A. Humeau, F. Chapeau-Blondeau, D. Rousseau, P. Rousseau, V. Trzepizur, P. Abraham;

"Multifractality, sample entropy, and wavelet analyses for age-related changes in the peripheral cardiovascular system: Preliminary results"; Medical Physics 35, 717-723 (2008).

D. Rousseau, F. Chapeau-Blondeau; "Noise-improved Bayesian estimation with arrays of one-bit quantizers"; IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 56, 2658-2662 (2007).

F. Duan, F. Chapeau-Blondeau, D. Abbott; "Noise-enhanced SNR gain in parallel array of bistable oscillators"; Electronics Letters 42, 1008-1009 (2006).

D. Rousseau, F. Chapeau-Blondeau; "Stochastic resonance and improvement by noise in optimal detection strategies"; Digital Signal Processing 15, 19-32 (2005).

F. Chapeau-Blondeau, D. Rousseau; "Noise-enhanced performance for an optimal Bayesian estimator"; IEEE Transactions on Signal Processing 52, 1327-1334 (2004).

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LISA Membre 2- Coordination générale STIC Nom ROUSSEAU Prénom : David Grade : MCU Emploi actuel : enseignant-chercheur, Université d’Angers Temps mensuel consacré au projet : 40% de mon mi-temps recherche d’enseignant-chercheur. Responsabilité dans le projet : Coordination générale de la partie STIC, coordination et. implication dans le sous-projet patho-systèmes via les compétences STIC. Expériences professionnelles : 2004 Doctorat de traitement du signal et des images à l'Université d'Angers. Enseignant-Chercheur dans l’équipe Signal-Image du Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Automatisés (LISA) depuis 2005. publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : S. Blanchard, D. Rousseau, D. Gindre, F. Chapeau-Blondeau; "Constructive action of the

speckle noise in a coherent imaging system"; Optics Letters 32, 1983-1985 (2007). D. Rousseau, G. V. Anand, F. Chapeau-Blondeau; "Noise-enhanced nonlinear detector to

improve signal detection in non-Gaussian noise"; Signal Processing 86, 3456-3465 (2006).

D. Rousseau, F. Chapeau-Blondeau; "Constructive role of noise in signal detection from parallel arrays of quantizers"; Signal Processing 85, 571-580 (2005).

F. Duan, D. Rousseau, F. Chapeau-Blondeau; "Residual aperiodic stochastic resonance in a bistable dynamic system transmitting a suprathreshold binary signal"; Physical Review E 69, 011109,1-10 (2004).

D. Rousseau, J. Rojas Varela, F. Chapeau-Blondeau; "Stochastic resonance for nonlinear sensors with saturation"; Physical Review E 67, 021102,1-6 (2003).

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LISA Membre 3 Nom HARDOUIN Prénom : Laurent Grade : PU2 Emploi actuel : enseignant-chercheur, Université d’Angers Temps mensuel consacré au projet : 10% ETP. Responsabilité dans le projet: implication dans le sous-projet «architecture du buisson» via les compétences STIC. Expériences professionnelles: Doctorat d’acoustique, 1993 Université de Poitiers. Quinze ans d’activité d’enseignant-chercheur universitaire en STIC. Responsable de l’équipe Modélisation des Systèmes Dynamiques du LISA depuis 2007. Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : Paillat J.L., Lucidarme P., & Hardouin L. , 2008. Variable Geometry Tracked Vehicle,

description, model and behaviour mecatronics, 7th france japan congres, Grand Bornand, France.

Delanoue, L. Jaulin, L. Hardouin, M. & Lhommeau M.. Guaranteed characterization of capture basins of nonlinear state-space systems. Lecture Notes Electrical Engineering, Springer, in press.

Hardouin L., Maia C.A., Cottenceau B. & Lhommeau M.. Optimal Observer Design for Linear Systems over Idempotent Semirig. In press IEEE TAC.

Hardouin L., Maia C.A., Cottenceau B. & Lhommeau 2007 M. Observer Design for (max,+) linear systems. DCDS'07, June 13-15, Paris.

Ouerghi I.& Hardouin L . 2006. Control Synthesis for P-Temporal Event Graphs ,WODES'06, July 10-12, Ann Arbor, University of Michigan, USA

Maia C. A., Mendes R.S. & Hardouin L ., 2005. Identificação de Sistemas a Eventos Discretos Maxplus lineares", Sba Controle & Automação, vol.16, no.4 :407-416.

Lhommeau M., Hardouin L., Cottenceau B. & Jaulin L., 2004. Interval Analysis and Dioid : Application to Robust Controller Design for Timed Event Graphs", Automatica 40 : 1923-1930.

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LISA Membre 4 Nom RICHARD Prénom : Paul Grade : MCU (CN) Emploi actuel : enseignant-chercheur, Université d’Angers Temps mensuel consacré au projet : 10% ETP. Responsabilité dans le projet: implication dans le sous-projet «architecture du buisson» via les compétences STIC. Expériences professionnelles: Doctorat de Robotique 1996 Université Pierre et Marie Curie (Paris 6). 8 ans d’activité d’enseignant-chercheur universitaire en STIC. Responsable de l’action « Réalité Virtuelle : Simulation et Interaction « (RVSI) du LISA depuis 2004. publications les plus significatives des cinq dernières années : Ullah S., Otmane S.& Richard P., 2007. Haptic Feedback in a Large-Scale VEs :

Evaluation of SPIDAR-G. Proc. 4th International Conference on Enactive Interfaces, ACROE and ICA Laboratory, Grenoble, France, November, 19-24 () 289-292.

Naud M., Richard P., Chapeau-Blondeau F.& Ferrier J. -L., 2007. Automatic generation of aesthetic images for computer assisted virtual fashion design, Proc. Generative Arts 10th International Conference (GA2007), Milan, Italy, December 12-14.

Richard P., Chamaret D., Inglese, F.-.X, Lucidarme P.& Ferrier J.-L. , 2006. Human-Scale Haptic Virtual Environment for Product Design: Effect of Sensory Substitution. The International Journal of Virtual Reality,), 5(2):37-44.

Richard E., Tijou A., Richard P..& Ferrier J. -L:, 2006. Multi-modal virtual environments for education with haptic and olfactory feedback. Virtual Reality Journal, Special Issue: “Using Virtual Reality in Education” 10:207-225.

Otmane S., Leligeour V., Richard P.& Mallem M., 2006. Distributed software architecture for collaborative tele-operation based on networked mixed reality. 2nd IEEE Int Conf. on Information & Communication technologies : from Theory to Application, Damascus, Syria, April 24 - 28, 1273-4

Fuchs P., Papin J. –P., Richard P. & Tijou A., 2006. Les interfaces olfactives, Chap. IV-11 - Le Traité de Réalité Virtuelle, Volume 2 : L’interfaçage, l’immersion et l’interaction en environnement virtuel, Fuchs P., Moreau G. (Eds), Presse de l’Ecole des Mines, Parution : 03/2006 ISBN:2-911762-63-0.

Inglese F.-X., Lucidarme P., Richard P.& Ferrier J.-L., 2005. PREVISE: A Human-Scale Virtual Environment with Haptic Feedback. Proc. 2nd Int. Conf. on Informatics in Control, Automation and Robotics (ICINCO), Barcelona, Spain, Sept., 2 140-145.

Bouguila L., Evequoz F., Courant M., Hirsbrunner B.& Richard P., 2004. Active Locomotion Interface for Virtual Environments. Proc. 14th Int. Conf. on Artificial Reality and Tele-Existence (ICAT’04), Coex, Korea, Nov.

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LISA Membre 5 Nom : CLÉMENT Prénom : Alain Grade : MCU Emploi actuel : Enseignant-Chercheur au laboratoire LISA, Institut Universitaire de Technologie, Université d’Angers. Temps mensuel consacré au projet : 1 jour par mois (0,05 ETP) Responsabilité dans le projet : contribution à la modélisation colorimétrique de l’illuminant vert pour des images couleur ou multicomposantes. Segmentation d’images couleur ou multicomposantes sous illuminant vert. Expériences professionnelles : - Enseignant-Chercheur 61ème section LISA/Université d’Angers depuis 2001.

- Chef de projet bioinformatique et génie logiciel de 1997 à 1998 Thélème - Maison de la Technopole, 49066 Angers.

- Ingénieur en génie logiciel et imagerie médicale de 1992 à 1996, Sopha Médical - 78534 Buc et C.H.U. Pitié-Salpêtrière - 75634 Paris (INSERM U66). Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : Vigouroux B., Clément A. (2007). Suivi individualisé de l’imbibition et de la germination de

semences sur table de Jacobsen, par analyse d’images. 1er Colloque National du Réseau Français de Biologie des Graines, Angers, France, p. 139.

Wagner M.H., Matthews S., Feutry A., Demilly D., Clément A., Vigouroux B., Ducournau S. (2007). Germination rate monitoring, a useful way for seed vigour testing on maize (ZEA mays L.). 28th ISTA Congress (International Seed Testing Association), 5-11 may 2007, Iguassu Falls, Brazil.

Clément A. (2004). Isaac : une plate-forme pour le développement et la mise en routine d'algorithmes en analyse d’images couleur. Journal d'information trimestriel de la Délégation du CNRS Bretagne et Pays de la Loire, Phare Ouest n° 33, p7.

Ouattara S., Clément A. (2007). Étiquetage d'histogrammes multidimensionnels compacts pour l'analyse d'images multicomposantes. Actes du 21ème colloque sur le traitement du signal et des images GRETSI' 07, 11-14 septembre 2007, Troyes, France, Actes sur CD-ROM.

Clément A., Vigouroux B. (2003). Unsupervised segmentation of scenes containing vegetation (Forsythia) and soil by hierarchical analysis of bi-dimensional histograms. Pattern Recognition Letters, n° 24, p. 1951-1957.

Chevalier M., Perrochon E., Clément A., Dubot A.L., Tellier M., Cadot Y., Barbeau G. (2003). Utilisation de l'analyse d'images pour l'étude des composés phénoliques de la pellicule de baie de raisin (vitis vinifera 2., c.v. Cabernet Franc). Journal International des Sciences de la Vigne et du Vin, vol. 37, n° 1, p. 63-65.

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LISA Membre 6 Nom : ROJAS VARELA Prénom : Julio Grade : MCU Emploi actuel : Enseignant – chercheur 63 section à l’IUT d’Angers Temps mensuel consacré au projet : 4 jours par mois ; 0,2 ETP Responsabilité dans le projet : Analyse d’image couleur ou multicomposantes sous illuminant vert Expériences professionnelles : Enseignant à l’IUT d’Angers depuis 1988 en traitement du signal et images. Chercheur au laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Automatisés (LISA) de l'Université d'Angers dans le domaine du traitement du signal (résonance stochastique) et images (analyse morphométrique de fibres de myéline. Aide au diagnostic de maladies neurologiques). Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : J.P. Rodriguez, R. Vargas, J. Rojas Varela, A. Clément, B. Vigouroux, F. Chapeau-

Blondeau ; Help with neurological pathologies diagnosis by segmentation of color images of myelin fibers in optical microscopy ; 8th Inter American Congress on Electron Microscopy ; La Habana ; Cuba, 2005.

J.P. Rodriguez, V. Parthe, R. Vargas, L. Mateu, E. Vonasek, J. Rojas Varela, C. Cavaro-Menard, and F. Chapeau-Blondeau. ; Argentic Impregnation Method Derived From Silver Nitrate Appied To The Nervous Tissue ; 8th Inter American Congress on Electron Microscopy ; La Habana ; Cuba, 2005.

E. Vonasek, J. P. Rodríguez, J. Rojas, M. Cotua, B. Camargo ,V. Parthe, T. Bonillo, R. Vargas and L. Mateu; Fast Evaluation of Characteristics of Sural Nerve Myelin of Patients with Polineuropathies.Complementary Morphometric and X-Rays Diffraction Studies; XVIIIth World Congress of Neurology 5-11 November 2005 Sydney Australia.

D. Rousseau, J. Rojas Varela, F. Duan, F. Chapeau-Blondeau, 2005; Evaluation of a nonlinear Bistable Filter for Binary Signal Detection; International Journal of Bifurcation & Chaos, vol. 15, n°2, Feb. 2005.

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LISA Membre 7 Nom DELANOUE Prénom : Nicolas Grade : Post-doc Emploi actuel : Attaché Temporaire d’Enseignement et de Recherche (ATER) au Laboratoire LISA. Temps mensuel consacré au projet : 20% ETP de mon mi-temps d’enseignant-chercheur. Responsabilité dans le projet : Implication dans le sous-projet semences et plantules via les compétences STIC. Expériences professionnelles : 2006 Doctorat d’Automatique et Informatique Appliquée à l’Université d’Angers. 2008 Encadrement de projets d’élèves ingénieur sur le traitement d’images pour Peugeot PSA. publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années Nicolas Delanoue, Luc Jaulin, Bertrand Cottenceau, Using interval arithmetic to prove that a

set is path-connected, Journal: Theoretical Computer Science, Special issue: Real Numbers and Computers (2004).

Nicolas Delanoue, Luc Jaulin, Bertrand Cottenceau Guaranteeing the homotopy type of a set defined by non-linear inequalities, Journal: Reliable Computing (2005).

N. Delanoue, L. Jaulin and B. Cottenceau , Counting the Number of Connected Components of a Set and Its Application to Robotics, In Applied Parallel Computing, J. Dongarra, K. Madsen, J. Wasniewski (Eds), Lecture Notes in Computer Science. Volume 3732 / 2006. pp. 93 ISBN: 3-540-29067-2 (2006).

Sébastien Lagrange, Nicolas Delanoue, Luc Jaulin, On sufficient conditions of the injectivity : development of a numerical test algorithm via interval analysis, Accepted for publication in Reliable Computing, (2007).

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Partenaire 2.2 POMA Membre 1 Nom BARILLE Prénom : Régis Grade : PU2 Emploi actuel : enseignant-chercheur, université d’Angers Temps mensuel consacré au projet : 20% de mon mi-temps recherche d’enseignant-chercheur Responsabilité dans le projet : implication dans le sous-projet patho-systèmes via les

compétences en STIC et imagerie optique non conventionnelles. Expériences professionnelles : Doctorat d’électronique en 1991 à l’université Montpellier II.

Année de recherche à l’université de Bordeaux II. Deux ans de recherche sur le projet VIRGO de recherche d’ondes gravitationnelles. Délégation CNRS à l’université de Bordeaux II en 2001 et 2002. Professeur invité à l’université de Canberra (Australie). Responsable de projets de collaboration franco- Polonais, Franco-Iranien et Franco-Russe. Vingt ans d’activités d’enseignant-chercheur universitaire en STIC et optique. Expertise en microscopies électronique (SEM), NSOM (champ proche), non linéaires (THG, TPEF).

Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : S. Ahmadi Kandjani, R. Barille, E. Ortyl, S. Dabos-Seignon, S. Kucharski, J.-M. Nunzi, ‘Self-induced diffraction grating storage in polymer films’, Optics express, 13(26), pp 10697

– 10702, (2005). R. Barille , P. La Penna, "Multifractality of laser beam spatial intensity in a turbulent

medium", Applied Optics, 45(14), pp 3331 – 3339, (2006). R. Barille, S. Ahmadi Kandjani, S. Dabos-Seignon, J.-M. Nunzi, F. Letournel, E. Ortyl, S.

Kucharski, ‘Neuron growth engineering on a photoinduced surface relief grating: a tool for plastic neuroelectronics‘, Proc. of SPIE Vol. 6191, Biophotonics and New Therapy Frontiers; Romualda Grzymala, Olivier Haeberle; Eds.

R. Barille, L. Canioni, S. Rivet, L. Sarger, P. Vacher, T. Ducret, "Visualization of intracellular Ca2+ dynamics with simultaneous Two Photon Excited

Fluorescence and Third Harmonic Generation microscope", Appl. Phys. Lett, 79(23), (2001).

L. Canioni, S. Rivet, L. Sarger, R. Barille, Pierre Vacher, Pierre Voisin, "Imaging of Ca2+ intracellular dynamic with Third Harmonic Generation microscope", Opt.

Lett., 26(8), 515, (2001).

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Partenaire 2.2 POMA Membre 2 Nom : GINDRE Prénom : Denis Grade : MCU- HDR Emploi actuel : Enseignant-chercheur, université d’Angers Temps mensuel consacré au projet : 20% de mon mi-temps recherche d’enseignant-chercheur Responsabilité dans le projet : Implication dans le sous-projet patho-systèmes via les compétences STIC et imageries de fluorescence linéaire et non linéaires, imagerie de speckle. Expériences professionnelles : Doctorat de Sciences pour l’Ingénieur à Besançon en 1994. Enseignant-chercheur à l’Université d’Angers depuis 1995. Responsable de l’Equipe Composants Electroniques et Photoniques Moléculaires du POMA depuis 1998. Délégation CNRS en 2005 et 2006 à l’Institut de Physique et de Chimie des Matériaux de Strasbourg. Compétences en lasers organiques DFB en couches minces, microscopie à génération de seconde harmonique, mémoires optiques et stockage d’images sur des polymères. publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années Brevet déposé par le CNRS le 5 mai 2006 Extension internationale PCT/FR2007/051219 le 15 novembre 2007 Mémoires optiques, procédé de lecture et d’écriture de telles mémoires optiques, et dispositif pour la lecture et l’écriture de telles mémoires A. Fort, K. D. Dorkenoo, D. Gindre, A. Barsella D. Gindre, I. Ka, A. Boeglin, A. Fort, K. D. Dorkenoo Image storage through gray-scale

encoding of second harmonic signals in azo-dye copolymers Applied Physics Letters, 90, 094103 (2007)

D. Gindre, A. Boeglin, G. Taupier, O. Crégut, J.-P. Vola, A. Barsella, L. Mager, A. Fort, K. D. Dorkenoo Toward submicrometer optical storage through controlled molecular disorder in azo-dye co-polymer films J. Opt. Soc. Am. B, Vol. 24, N° 3, pp. 532-537 (2007)

D. Gindre, A. Boeglin, A. Fort, L. Mager, and K. D. Dorkenoo Rewritable optical data storage in azobenzene copolymers Optics Express, Vol. 14, N° 21, pp. 9896-9901 (2006)

S. Blanchard, D. Rousseau, D. Gindre, F. Chapeau-Blondeau Constructive action of the speckle noise in a coherent imaging system Optics Letters, vol. 32, n° 14, pp. 1983-1985 (2007)

F. Chen, D. Gindre, J.-M. Nunzi First-order distributed feedback dye laser effect in reflection pumping geometry Optics Letters, vol. 32, n° 7, pp. 805-807 (2007)

J.P. Bombenger, L. Mager, D. Gindre, K.D. Dorkenoo, A. Fort, High resolution patterning of quadratic non-linear optical properties in doped photopolymer thin films, Optics Communications, vol. 280, n°1, pp. 192-196 (2007)

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Partenaire 2.3. LPEC Membre 1 Nom : BRETEAU Prénom : Jean-Marc Grade : PU2 Emploi actuel : Enseignant-chercheur, université du Maine (Le Mans). Membre du Laboratoire de Physique de l'Etat Condensé (LPEC ; UMR 6087) dans l'équipe Dynamique Photoinduite dans la Matière Condensée (DPMC). Temps mensuel consacré au projet : 20% de mon mi-temps recherche d’enseignant-chercheur Responsabilité dans le projet : Implication dans le sous-projet patho-systèmes via les compétences STIC et imagerie thermographique. Expériences professionnelles : 1986 : Doctorat en Sciences des Matériaux (Paris VI) ; 1987-1995 : Ingénieur de recherche chez Thomson-CSF (imagerie médicale puis systèmes optroniques) ; 1993 : Habilitation à Diriger des Recherches (Université du Maine ; Le Mans) Depuis 1995 : Professeur des universités à l'université du Maine. En charge des enseignements de Métrologie à l'IUT Mesures Physiques. Formation à la thermographie IR pour les étudiants en LP Contrôle Non Destructif de l'UFR des Sciences et Techniques. Activité de recherche sur l'optoacoustique et l'étude,sous impulsions laser ultrabrèves, des matériaux nanostructurés. publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années T. PEZERIL, P. RUELLO, S. GOUGEON, N. CHIGAREV, D. MOUNIER, J.M.

BRETEAU, P. PICART, V. GUSEV, Generation and detection of plane coherent shear picosecond pulses by lasers : experiment and theory, Phys. Rev. B, 75, 174307, (2007).

D MOUNIER, E MOROZOV, P RUELLO, M EDELY, P BABILOTTE, C MECHRI, J.M. BRETEAU, V GUSEV, Application of transient femtosecond polarimetry / ellipsometry technique in picosecond laser ultrasonics, J. Phys.: Conf. Ser. 92 - 012179 (2007).

T. PEZERIL, N. CHIGAREV, P. RUELLO, S. GOUGEON, D. MOUNIER, J.M. BRETEAU, P. PICART, V. GUSEV, Laser acoustics with picosecond collimated shear strain beams in single crystals and polycrystalline materials, Phys. Rev. B, 73, 132301 (2006).

P. RUELLO, B. PERRIN, T. PEZERIL, V. GUSEV, S. GOUGEON, N. CHIGAREV, P. LAFFEZ, P. PICART, D. MOUNIER, J.M. BRETEAU, Opto-acoustical spectrum of the Metal-Insulator transition compound NdNiO3 : sub-picosecond pump-probe study, Physica B : Condensed Matter, 363/1-4, 43-54 (2005).

P. PICART, J. LEVAL, M. GRILL, J.P. BOILEAU, J.C. PASCAL, J.M. BRETEAU, B. GAUTIER, S. GILLET, 2D full field vibration analysis with multiplexed digital holograms, Optics express, Vol.13, N°22, 8882-8892 (2005).

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Partenaire 2.4- ESEO Membre 1- Responsable scientifique Nom : PLAINCHAULT Prénom : Patrick GRADE : MCF Emploi actuel : Directeur de la recherche de l’ESEO, Responsable du département Automatismes et Informatique Industriels Temps mensuel consacré au projet : 0.2 ETP

Responsabilité dans le projet : participation à l’ encadrement du CDD, contribution à l’ élaboration de capteurs intelligents sur la partie semences et plantules, en particulier télémétrie à balayage haute vitesse

Expériences professionnelles : Enseignement méthodologie de conduite de projet et architecture d’ordinateur. Recherche : Participation aux CPER 2000-2006 et au projet PREDIT SARI-VIZIR (2005-2008). publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années Brevets : 1) Dispositif à Transpondeur octobre 2003 sous le n° 2 838 566. 2) Capteurs intelligents Demande en cours n° 07/07517 déposée le 15/10/2007 Publications : S. Ducournau, A. Feutry, P. Plainchault, P. Revollon,, B. Vigouroux, M.H. Wagner, 2005.

Using artificial vision to monitor germination time course of sunflower (Helianthus annuus L.) seeds. Seed Science and Technology 33, 329-340.

S. Ducournau, A. Feutry, P. Plainchault, P. Revollon,, B. Vigouroux, M.H. Wagner, 2004. An image acquisition system for automated monitoring of the germination rate of sunflower seeds. Computers and Electronics in Agriculture 44, 189–202.

S. Ducournau, A. Feutry, P. Plainchault P. Revollon, B. Vigouroux and M.H. Wagner, 2004. Using computer vision to monitor germination time course of sunflower (Helianthus annuus L.) seeds. Seed Science and Technology , 33-2.

Patrick Plainchault, Didier Demilly, Bertrand Vigouroux, Dominique Bertrand, Armand Feutry, "De l’analyse d’image au suivi de la germination : utilisation de la vision artificielle appliquée au végétal", C2I 2007, 4ème Colloque Interdisciplinaire en Instrumentation, 17-19 Octobre 2007 Nancy, France

Vincent Muracciole, Patrick Plainchault, Maria-Rosaria Mannino, Dominique Bertrand,” Methodology for creating dedicated machine and algorithm on sunflower counting”, SPIE Optics East, 9 - 12 September, 2007, Boston, USA

Vincent Muracciole, Patrick Plainchault, Dominique Bertrand, Maria Rosaria Mannino, “Development of an automated device for sorting seeds - application on sunflower seeds”, ICINCO’07, 9-12 Mai, 2007, Angers, France

Sébastien AUBIN (ESEO), Patrick PLAINCHAULT (ESEO), Thierry BOSCH (ENSEEIHT-LEN7), Fiber Bragg gratings to observe displacement/positioning”, 5th Topical Meeting on Optoelectronic Distance/Displacement Measurements and Applications (ODIMAP), 02-04 october 2006, Madrid Espagne

Plainchault P , Demilly D., Feutry A., Tourveille S., Bertrand D., "Development of an imaging system for the high-speed identification of seeds", IEEE Sensors 2003 , Toronto, October 2003.

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Partenaire 3- ESEO Membre 2 Nom : HAUSSY Prénom : BERNARD GRADE : MCF-HDR mécanique énergétique Emploi actuel : Adjoint directeur des études, enseignant-chercheur Temps mensuel consacré au projet : 0,1 ETP Responsabilité dans le projet : traitement statistique des données. Expériences professionnelles : Enseignement des mathématiques appliquées et physique. publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années : B. Haussy, C.Jung, J.F. Ganghoffer 2004. Homogenization of the undulations of a single

yarn within a woven structure. Applications to the modelling of the traction. International Journal of Mechanical Sciences 46 –– 961,979

B.Haussy, J.F.Ganghoffer. 2005.Instability analysis in orthoropic hyperelastic cylindrical thick shells under pressure: application to aneurysm. Archive of Applied Mechanics. 74-9 600-617

J.F.Ganghoffer, B.Haussy. (2005) Mechanical modeling of growth considering domain variation. Part I: constitutive framework. International Journal of Solids and Structures. 42 4311-4337

N.Mefti, B.Haussy, J.F.Ganghoffer(2006). Mechanical modelling of the rolling phenomenon at the cell scale. International Journal of Solid and Structures (IJSS), 43 7378-7392

B.Haussy, J.F. Ganghoffer (2006) Discrete probabilistic modeling of damage and adhesion. Archive of Applied Mechanics.75 338-354

B.Haussy, J.F.Ganghoffer. 2006. Modelling of curved interfaces in composite shells International Journal of Mechanical Sciences.48 1234-1245

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Partenaire 2.5- ESAIP Membre 1 Nom : HUMEAU Prénom : Anne Grade : MCF-HDR Emploi actuel : enseignante et chercheur au groupe ESAIP. Temps mensuel consacré au projet : 1 jour par mois (0,05 ETP) Responsabilité dans le projet : système informatique, base de donnée, programmation Expériences professionnelles : - Depuis 1998 : Enseignante et chercheur au groupe ESAIP. Responsable du Service "Enseignement Supérieur et Recherche" du groupe ESAIP depuis 2007. - Rattachée au laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Automatisés (LISA) de l'Université d'Angers depuis 2006. - Octobre 1997 à Août 1998 : Ingénieur développement à la société AXODE (Angers). Publications (ou brevets) les plus significatives des cinq dernières années HUMEAU A., CHAPEAU-BLONDEAU F., ROUSSEAU D., ROUSSEAU P., TRZEPIZUR W.,

ABRAHAM P. (2008) "Multifractality, sample entropy, and wavelet analyses for age-related changes in the peripheral cardiovascular system: Preliminary results", Med. Phys., 35, pp. 717-723.

HUMEAU A., FIZANNE L., ROUX J., ASFAR P., CALES P., ROUSSEAU D., CHAPEAU-BLONDEAU

F. (2007) "Laser Doppler flowmetry signals to quantify effects of isoflurane on the peripheral cardiovascular system of healthy rats", Appl. Phys. Lett., 91, 263901.

HUMEAU A., STEENBERGEN W., NILSSON H., STRÖMBERG T. (2007) "Laser Doppler perfusion monitoring and imaging: novel approaches", Med. Biol. Eng. Comput., 45, pp. 421-435.

ASSOUS S., HUMEAU A., TARTAS M., ABRAHAM P., L’HUILLIER J.P. (2006) "S-transform applied to laser Doppler flowmetry reactive hyperemia signals", IEEE Trans. Biomed. Eng., 53, pp. 1032-1037.

ROULIER R., HUMEAU A., FLATLEY T.P., ABRAHAM P. (2005) "Comparison between Hilbert-Huang transform and scalogram methods on non-stationary biomedical signals : application to laser Doppler flowmetry recordings", Phys. Med. Biol., 50, pp. 5189-5202.

HUMEAU A., FIZANNE L., GARRY A., SAUMET J.L., L’HUILLIER J.P. (2004) "Signal processing methodology to study the cutaneous vasodilator response to a local external pressure application detected by laser Doppler flowmetry", IEEE Trans. Biomed. Eng., 51, pp. 190-192.

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IV – DESCRIPTION DU PROJET

Acronyme : PHENOTIC Titre court : Conception de méthodes automatisées de phénotypage

dédiées au végétal spécialisé A – Objectifs et contexte

• Objectifs scientifiques

Au sein de la région Pays de la Loire, un secteur important et original de production concerne le végétal spécialisé (semences et horticulture au sens large). Cette situation a conduit au développement du pôle de recherche sur le végétal spécialisé à Angers et à la création du pôle de compétitivité Végépolys. Dans ce contexte, la performance de ce pôle de recherche sur le végétal dépend entre autres de sa capacité à mener une réflexion méthodologique et à se doter de moyens technologiques novateurs permettant le phénotypage de différents objets d’étude végétaux.

Le phénotypage consiste à collecter, sur un grand nombre d’individus, un ensemble de caractéristiques notamment morphologiques dont la variabilité est analysée en fonction du patrimoine génétique et des conditions environnementales de production. Le phénotypage est souvent limité par la capacité en temps de travail humain à réaliser les observations dans le temps limité imposé par l’état du végétal à caractériser. Le projet présenté vise à accroître l’efficacité des recherches qui sont menées sur le site du Campus du végétal, regroupant l’ensemble des équipes de recherche sur le végétal à Angers. En effet, étant donné les moyens de génotypage ou encore de protéomique disponibles, le phénotypage de grandes séries d’individus constitue un verrou majeur de l’étude des relations génotype-phénotype. Ainsi, augmenter la capacité à collecter des données sur des végétaux dans un temps limité tout en améliorant la nature et la précision des mesures est d’un intérêt primordial.

Réciproquement les problématiques de caractérisation liées au phénotypage végétal correspondent pour les disciplines relevant des STIC à des défis méthodologiques importants. Les contraintes liées à l’acquisition de données sur des plantes dans des conditions environnementales variées et au traitement de ces données spatio-temporelles posent de nouvelles questions en particulier sur les possibilités d’utilisation d’imagerie multimodale et l’acquisition d’informations 3D ainsi que sur l’accélération des vitesses d’acquisition. Dans ce double objectif, une collaboration étroite entre spécialistes du végétal et des sciences et technologies de l’information et de la communication (STIC) est indispensable. C’est l’ambition des équipes réunies autour de ce projet. Le travail proposé doit permettre d’augmenter les possibilités des techniques d’acquisition et leur débit, ainsi que les possibilités des traitements et des techniques de stockage des données.

• Eléments de contexte (lien avec pôles de compétitivité,…)

Ce projet est en cohérence avec différents projets en cours de réalisation. Il s’inscrit dans le cadre de l’Institut Fédératif de Recherche Qualité et Santé du Végétal (IFR QUASAV) d’Angers et de la mise en place d’installations expérimentales mutualisées sur le site du

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Campus du végétal, regroupant l’ensemble des équipes de recherche sur le végétal à Angers. Il correspond de plus à une stratégie élaborée collectivement entre les Sciences du Végétal et les STIC. Il s’agit de valoriser à terme un effort de recherche : les robots et équipements à mettre au point et les compétences techniques nécessaires ne se justifient pas à l‘échelle de laboratoires individuels, publics ou privés, mais bien sous forme de plateforme d’utilisation collective. Ce projet collaboratif doit contribuer à créer entre partenaires du site angevin (Universités, Ecoles, INRA, GEVES-SNES) un continuum allant de la recherche à l’application. La caractérisation de l’architecture, la capacité à la détection de symptômes de maladies pourront fournir des outils d’aide à la sélection des plantes sur leur forme ou sur leur sensibilité aux pathogènes intéressants pour les professionnels dans le cadre du pôle Végépolys. Une plateforme dédiée au phénotypage des semences et plantules n’a pas d’équivalent à l’échelle internationale alors que plusieurs équipes de recherche seraient utilisatrices d’un tel outil. Ainsi, le projet ouvre également des perspectives de collaboration avec des équipes nationales ou internationales, en particulier à l’échelle européenne. Le projet PHENOTIC est soutenu par le pôle de compétitivité du végétal spécialisé : Végépolys (cf pièce jointe ; http://www.vegepolys.eu). Ce soutien souligne l'intérêt que les professionnels des filières végétales spécialisées en particulier portent à ce projet.

• Intérêt structurant pour le développement des laboratoires concernés

La capacité à résoudre les problèmes liés à l’acquisition et au traitement automatisés de données sur le végétal est un véritable challenge pour les pôles de recherche sur les végétaux et repose sur une coopération interdisciplinaire accrue et structurée. Actuellement le développement de ce type d’installations automatisées fait l’objet de recherches sur plusieurs sites car il s’agit d’un verrou technologique majeur. La mise en place de tels outils constitue une pièce supplémentaire à l’ensemble en cours de développement sur le site du végétal spécialisé et contribuerait à son rayonnement. Ce projet vise à accroître la synergie entre des équipes de recherche en biologie végétale et en STIC. Il doit permettre de fédérer les compétences et d’agir comme un levier pour cristalliser des interactions naissantes, tant entre équipes de différentes disciplines qu’au sein d’une même discipline. Le projet doit aboutir à spécifier le cahier des charges de plateformes de phénotypage moyen à haut débit nécessaires entre autres à l’exploitation des données issues des outils de génotypage. Le projet doit aussi permettre de proposer au fur et à mesure de son avancement de nouvelles actions de recherche fédératives, les équipes de différentes disciplines appréciant mieux les questions pouvant se poser et les écueils éventuels. Enfin, il doit aussi avoir pour retombées de contribuer à la valorisation et au développement des formations supérieures délivrées dans les domaines des STIC et des Sciences du végétal. B – Description du projet scientifique Dans un premier temps, trois supports d’étude végétaux ont été retenus et constituent les grands axes opérationnels du projet : la croissance d’une plantule depuis la semence jusqu’à la reprise de la photosynthèse; la mise en place de l’architecture d’un rosier ; le développement d’un pathogène dans différents tissus. Le phénotypage est à réaliser aussi bien sur espèce modèle pour la génomique type Medicago truncatula et Arabidopsis thaliana que sur espèces d’intérêt économique. Le projet porte sur le développement de techniques d'imagerie multimodalités, et plus généralement de capteurs coopératifs et des traitements associés, adaptés à ces différents objets végétaux, de taille variant du millimètre au mètre, et placés dans des environnements très variés.

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Plusieurs objectifs sont partagés dans les trois sous-projets et correspondent aux verrous à lever. Le phénotypage est nécessaire dans chacun des cas pour caractériser le comportement des plantes en série dans différents environnements et permettre la recherche du déterminisme génétique des comportements observés. Ce n’est toutefois pas le seul but visé. En effet, il s’agit aussi de dépasser les capacités de mesures manuelles face à un temps limité pour réaliser la mesure recherchée sur un nombre d’individus donné. Enfin, il peut s’agir aussi d’accéder à des variables inaccessibles si on se limite à des mesures liées aux capacités humaines dans le domaine du visible.

Il est prévu de mener les travaux dans chacun des axes de telle façon que s’établissent constamment des échanges sur les avancées des équipes impliquées dans les différents domaines d’investigation. Pour ce faire, un point indispensable à la réalisation des travaux porte sur le recrutement sur la durée du projet de personnel de niveau docteur ou ingénieur jouant un rôle de catalyseur et de trait d’union dans les échanges entre équipes et entre disciplines. En particulier, l’investissement des compétences universitaires STIC vers le végétal dépendra de manière déterminante du canal constitué par l’ingénieur qui s’appuiera sur ses compétences fédératives en imagerie pour s’impliquer sur les trois supports d’étude. Les paragraphes ci-dessous détaillent l’organisation opérationnelle selon les grands axes retenus, en précisant pour chaque action le rôle des équipes impliquées et de l’ingénieur.

• Sous-projet Semences et Plantules

Le travail vise à rendre possible un ensemble de mesures non destructives et un suivi dynamique, en partant d’une semence sèche jusqu’à une jeune plante viable. Le nombre d’individus à phénotyper peut varier de quelques centaines (cas de la caractérisation d’un lot de semences) à quelques milliers (caractérisation de populations de lignées recombinantes). Différentes étapes et états sont à caractériser : état initial (semences sèches), cinétique d’imbibition, germination (percée de la radicule), début de croissance hétérotrophe des organes de la jeune plante. Ces mesures sont à réaliser dans un ensemble de conditions environnementales variées (gammes de température et de potentiels hydriques, lumière verte simulant l’obscurité pour la plante), à plus grand débit qu’à l’heure actuelle et sur des espèces de plus petite taille, en particulier A. thaliana. Les informations doivent être obtenues à l’échelle individuelle, en assurant si nécessaire un suivi dynamique au cours duquel sont conservées les informations acquises à chaque étape sur un individu. L’intervalle de temps qui doit être obtenu pour les suivis dynamiques est de l’ordre de l’heure voire moins, sur des durées totales d’une quinzaine de jours, sachant toutefois que tous les individus ne sont pas toujours obligatoirement à caractériser simultanément. Le travail envisagé comporte trois types d’actions : Action 1 : Développement à partir de l’expérience acquise sur les prototypes existants a- Semences sèches Les données à acquérir concernent la structure externe et interne des semences : forme, texture, couleur, état de l’embryon et des réserves (y compris présence de parasitisme), importance et état des enveloppes. Plusieurs moyens d’acquisition d’images existent : prototype de machine de caractérisation 3 D et convoyage des semences en flux; caméra au-dessus du banc de germination (voir point suivant); radiographie (accès à la structure interne). Les limites actuelles majeures sont le convoyage et/ou le placement individuel, la taille des semences pour lesquelles on peut acquérir l’information, le débit d’acquisition et la possibilité de traitement automatisé des images. L’objectif est d’améliorer et/ou dépasser les capacités de chacun de ces dispositifs. Dans un premier temps, concernant la radiographie, on testera et

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développera des algorithmes de traitement sur des images acquises. Puis, on examinera les nouveaux matériels disponibles. On testera les possibilités d’acquisition d’images de semences avec ces matériels ; on testera et mettra au point les algorithmes de traitement. Les problèmes de convoyage et/ou placement seront aussi considérés. L’utilisation de la machine 3D doit être testée et améliorée pour permettre la caractérisation individuelle et le stockage des informations permettant un tri et/ou un suivi ultérieur de chaque individu. b- Cinétique d’imbibition, germination, allongement à l’obscurité A partir des connaissances acquises sur le dispositif actuel (banc de germination : caméras placées au-dessus d’une table de Jacobsen ; Ducournau et al, 2005), il s’agit de créer un prototype permettant d’élargir la gamme des espèces analysées en particulier pour caractériser des espèces de plus petite taille (A. thaliana), en maîtrisant une gamme de températures et potentiels hydriques. Il est nécessaire d’adapter tous les aspects du dispositif : caméra, objectif, éclairage, caractéristiques du support. Le matériel actuel sera utilisé pour tester la possibilité d’acquérir des images en lumière verte, en caractérisant précisément les longueurs d’onde réellement utilisées dans les différents dispositifs actuels (Mancinelli, 1988). Concernant les espèces de petite taille, il faut déterminer le type de caméra et/ou objectif nécessaire. Il faut mettre par ailleurs au point un dispositif expérimental pour le suivi vertical de l’allongement et l’acquisition d’images, et développer un traitement automatisé haut débit adapté à ces images. Les traitements d’images de type transformation en niveaux de gris et analyse morpho-métrique seront en premier lieu testés. Un traitement des images vertes par modélisation de l’illuminant sera aussi envisagé et comparé aux méthodes classiques. Une autre caractéristique mesurable est la force exercée par les plantules (Goyal et al, 1982). Un prototype avec 10 postes de mesures est disponible, avec la possibilité d’extension à 20 postes de mesures. Il s’agit d’évaluer la qualité des mesures effectuées, les disfonctionnements actuels et d’améliorer le fonctionnement. Il s’agit ensuite d’acquérir des données en séries. Une chaîne de traitement a été mise au point mais reste à valider. En utilisant les données acquises dans le modèle de simulation des levées, il s’agira de déterminer l’intérêt de développer ce type de mesure comme élément de phénotypage en série.

Action 2 : Test de nouvelles techniques d’acquisition d’informations Il s’agit de rechercher de nouveaux capteurs coopératifs pour caractériser semences et jeunes plantes tout en respectant les contraintes d’acquisition mentionnées en introduction. a- Possibilités de l’analyse multispectrale Une caméra disponible actuellement (D Bertrand, Nantes) permet l’éclairage de l’objet à photographier par différentes longueurs d’ondes. Ce type d’acquisition d’images serait testé sur semences et plantules pour obtenir des informations dans les spectres de longueurs d’onde disponibles (possibilité d’en ajouter, collaboration ESEO) et pour établir si cela apporte des informations physiques complémentaires (par exemple vitrosité), mais aussi biochimiques. Deux spectres seraient d’ores et déjà intéressants à examiner : vert et proche infrarouge (NIR). En effet, le NIR peut informer sur la teneur en différents composés majeurs du grain (Velasco et al. 1999). Une étude pour l’utilisation de cette technique (corrélation avec la composition en C, N, et sucres solubles) est en cours sur M. truncatula (coll. J.M. Prosperi, INRA Montpellier). Ces mesures dépassent le seul accès aux caractéristiques morphologiques, mais sont intéressantes car non destructives et donnant accès à des informations importantes pour caractériser les semences. Il faudra évaluer lorsque cela n’a pas été déjà étudié l’influence des spectres utilisés sur la germination et la croissance des plantules.

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b- Possibilité de télémétrie dans différentes longueurs d’onde Les travaux actuels sur l’utilisation de la télémétrie (ESEO) visent à augmenter le débit d’acquisition des images et leur fusion avec des images acquises simultanément dans le visible. Le temps d’acquisition actuel est très long pour la reconstitution d’un volume. La couleur rouge du rayon peut aussi perturber le suivi non destructif de l’allongement. Le projet doit permettre de faire le point sur la vitesse d’acquisition possible selon la variable recherchée et sur la possibilité de mettre au point un laser dans différentes gammes de longueurs d’onde (inexistant à l’heure actuelle).

Action 3 : Conception des traitements et du stockage des données, interfaces et logiciels Cette action porte sur la mise au point des logiciels et interfaces homme-machine ergonomiques pour le pilotage des prototypes développés : radiographie, pilotage des caméras pour acquisition d’images. Les caractéristiques d’accès et de flexibilité des logiciels, la facilité de traitement des données, la possibilité d'accès aux images ou données à chaque étape du traitement seront spécifiées afin de choisir ou mettre au point les logiciels qui seront utilisés. Il est aussi nécessaire de concevoir les différentes étapes du stockage et du traitement des données acquises, permettant de récupérer facilement l’ensemble des données: stockage des images brutes, mise au point et stabilisation des traitements statistiques pour définir et extraire les données de ces images. Il faut aussi optimiser et automatiser les traitements des données pour rendre ces résultats utilisables dans les logiciels utilisant les données traitées : par exemple PlabQTL (recherche de zones chromosomiques), SIMPLE (SIMulation of Plant Emergence). Cette activité peut se mettre en place dès la première année sur la base de séries de données déjà acquises. Mancinelli AL, 1988. Phytochrome photoconversion in vivo. Plant Physiology, 86, 749-753. Ducournau S., Feutry A., Plainchault P., Revollon P., Vigouroux B., Wagner M.H., 2004. An image

acquisition system for automated monitoring of the germination rate of sunflower seeds. Computers and electronics in agriculture 44, 189-202.

Goyal M, Drew L, Carpenter T 1982. Analytical Prediction of Seedling Emergence Force. Trans. ASAE 25: 38-41.

Velasco L, Möllers C, Becker H.C.,1999. Estimation of seed weight, oil content and fatty acid composition in intact single seeds of rapeseed (Brassica napus L.) by near-infrared reflectance spectroscopy. Euphytica. 106, 79-85.

Calendrier, Membres impliqués et rôle de chacun (CDD = ingénieur recruté) Actions, partenaires impliqués

1ère année 2ème année 3ème année

Radiographie, Machine 3D ESEO, CDD, SNES

1ers algorithmes sur films actuels

Images autres machines, tests algorithmes. Test amélioration machine 3D

Cahier des charges achat et automatisation.

Télémétrie laser ESEO, CDD, SNES

Point sur l’état actuel Evaluation possibilité laser

Nouveau capteur laser si possible

Dispositif imbibition, germination, allongement, à différentes températures et potentiels, lumière verte, SNES, PMS, CDD

Début adaptation Arabidopsis. Test support allongement toutes espèces

Potentiels et températures Local et dispositif lumière verte

Augmentation débit

Capteurs force CDD, SNES, PMS

Montage, analyse disfonctionnement

Mesures, impact sur simulations des levées

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Analyse conventionnelle et non conventionnelle images acquises sous illuminant vert SNES, CDD, LISA

Analyse images déjà acquises sur plantules et en lumière verte

Analyse d’images acquises sur nouveaux dispositifs

Algorithmes opérationnels

Analyse multispectrale D Bertrand, B Jaillais, ESEO, LISA

Utilisation caméra multispectrale, test longueurs d’onde, ajout avec ESEO

Traitement images

Spectroscopie D Bertrand, B Jaillais, POMA, CDD

Analyse biblio et possibilités

Test matériel Angers, mise en place manip exploratoire

Poursuite le cas échéant des explorations

Traitement, stockage des données, logiciels ESAIP, ESEO, D Bertrand Développement modèle SIMPLE SNES, PMS, CDD

Utilisation séries moyen débit acquis, chaînes de traitements

Système informatique de stockage données images et données traitées

Points sur améliorations nécessaires

Programmation, amélioration interface

Référencement nouvelle version logiciel

• Sous-projet Architecture 3D d’un rosier

L'analyse architecturale du rosier buisson a pour but, d'une part, d'évaluer l'effet des facteurs environnementaux sur la forme de la plante et sa qualité esthétique, d'autre part, d'étudier le déterminisme génétique des composantes de son architecture. Cette analyse nécessite l'acquisition de mesures morphologiques, topologiques et géométriques (Godin et al., 1999). Ces mesures sont réalisées à différentes échelles, avec une précision variable selon l'organe pris en compte. Leur périodicité varie selon l'objectif de l'étude (suivi de croissance ou caractérisation de l'architecture à un stade défini). Actuellement, elles sont réalisées manuellement, les données étant enregistrées à l'aide d'un tableur spécifique (3A ou PiafDigit), permettant une saisie automatique de la topologie (Adam et al., 1999). Elles sont précises mais très consommatrices en temps. Les mesures géométriques sont réalisées à l'aide d'un digitaliseur Polhemus qui permet d'enregistrer la position d'un point dans l'espace (Costes et al., 1999). Cette méthode est efficace pour obtenir une numérisation intégrale d'une plante entière; mais elle est longue à mettre en œuvre et son utilisation est délicate (en particulier sensibilité aux perturbations électromagnétiques). Ces différentes contraintes limitent les capacités d'acquisition de données. En effet, en période végétative, la croissance continue des plantes impose d'effectuer les mesures rapidement pour éviter une forte variabilité des résultats. Or, pour une bonne précision statistique des résultats, un nombre suffisant de répétitions, donc de plantes mesurées, est indispensable. Le projet proposé devra donc permettre de lever les principaux verrous, qui limitent actuellement les possibilités d'obtenir plus de données phénotypiques en un temps déterminé. Ce projet comprend deux volets : d'une part la mise en œuvre de capteurs adaptés à l'acquisition de données architecturales, si possible automatiquement, d'autre part le couplage de données obtenues en continu avec un modèle 3D du rosier permettant une estimation en temps réel des paramètres de ce modèle. Capteurs et acquisition de données architecturales La conception d’outils de mesure innovants pour l’étude de l’architecture du rosier buisson a été initiée dans le cadre d’un stage de Master 2 (IAIE), co-encadré en 2007 par le LISA et l'UMR SAGAH (Duquenoy 2007). Le but était de faciliter l’acquisition de mesures non

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destructives et de permettre leur enregistrement automatique. Deux systèmes mécatroniques complémentaires ont été imaginés. Ils comportent chacun deux parties (mécanique et électronique). Le premier capteur est un digitaliseur fixe, constitué d'un bras articulé et d'un plateau tournant; il permettra d'acquérir les données spatiales. Son envergure est de 50 cm environ. Le deuxième appareil est un digitaliseur portable, permettant une mesure de longueur; il est constitué d'un capteur en forme de pince et d’un module ZigBee™ / IEEE 802.15.4 (Silicon Labs) spécialement conçus pour la réalisation de systèmes de communication radiofréquence sans fil. L’implémentation du module ZigbeeTM pour l’acquisition automatique de données a été réalisée; mais le capteur lui-même reste à fabriquer. La conception mécanique des bras du second capteur a été initiée par la réalisation de plans. Par contre la partie CAO et la fabrication de l'appareil restent à réaliser. Dans le cadre du projet présenté, il est prévu d'achever ces deux prototypes sur les deux premières années. Pour chacun d'entre eux, un stagiaire Master 2 prendra en charge, la première année, la définition, l'usinage et la phase de test la première année, et, en seconde année, la réalisation d'une version exploitable et l'interfaçage avec le logiciel de simulation. Il est par ailleurs prévu de concevoir un système de mesure qui permette l'acquisition de données architecturale en temps réel et en 3D, à partir de caméras disposées autour de la plante. Grâce aux images numériques obtenues et à un seuillage suffisamment sélectif, on tentera de reconstituer la plante à partir de ses différentes composantes architecturales. Si cet objectif est atteint, cet équipement permettra une acquisition de données continues permettant un suivi de croissance de la plante. Cette étude sera menée par les chercheurs STIC et l'ingénieur en CDD, avec l'appui d'un stagiaire Master 2 pour la mise en place de la chaîne d'acquisition d'images. Estimation en temps réel des paramètres d'un modèle de croissance du rosier Actuellement, plusieurs modèles de croissance de plantes existent pour diverses espèces (Prusinkiewicz, 1999; Allen, et al., 2005). Pour le rosier buisson, un premier modèle, basé sur les L-Systems, a été développé en 2007 par l'UMR SAGAH. Il permet de simuler et de prédire la croissance du rosier dans l'environnement du logiciel LStudio, les paramètres du modèle sont définis à partir de mesures de l'architecture de rosiers réalisées préalablement. Dans le cadre d'une thèse en cours, une approche similaire a été entreprise au LISA. Un logiciel ouvert est en phase de réalisation, son objectif est de simuler virtuellement la croissance d'une plante et de permettre une interaction en temps réel via des techniques de réalité augmentée. Dans le cadre du présent projet l'objectif serait d'interfacer ce logiciel avec le système de capture et de segmentation d'images développé au préalable afin d'estimer les paramètres du modèle de croissance et permettre une reconstruction en temps réel de la plante observée. Les systèmes considérés peuvent être vus comme des systèmes hybrides caractérisés par les règles d'une grammaire et une dynamique continue liée à la vitesse de croissance des tiges. Un estimateur non linéaire aurait donc en charge d'établir les paramètres du système (Collins., 2001), il serait particulièrement intéressant pour évaluer dans un second temps l'impact de la variabilité génétique et environnementale sur la croissance des plantes. Ce travail sera réalisé par l'ensemble de l'équipe de recherche ayant en charge ce projet, assisté de l'ingénieur en CDD. Adam B., Sinoquet H. & Godin C., 1999b. 3A version 1.0 : Un logiciel pour l'Acquisition de

l'Architecture des Arbres, intégrant la saisie simultanée de la topologie au format AMAPmod et de la géométrie par digitalisation 3D, Guide de l'utilisateur, INRA-PIAF, Clermont-Ferrand, France.

Allen M.T., Prusinkiewicz P. & DeJong, T.M., 2005. Using L-systems for modelling source-sink interactions, architecture and physiology of growing trees: The L-PEACH model. New Phytologist, 166, 869-880.

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Collins M., 2001. Parameter estimation for statistical parsing models: Theory and practice of distribution-free methods. In IWPT.

Costes E., Sinoquet H., Godin C. & Kelner J.J., 1999. 3D digitizing based on tree topology: application to study the variability of apple quality within the canopy. Acta Hort., 499, 271-280.

Godin C., Costes E. & Sinoquet H., 1999a. A method for describing plant architecture which integrates topology and geometry. Annals of Botany, 84, 343-357.

Duquesnoy B., 2007. .Développement d’instruments de mesures d’organes de plantes. Rapport de stage Master LISA / SAGAH.

Prusinkiewicz P., 1999. A look at the visual modelling of plants using L-systems. Agronomie 19, 211-224.

Logiciel Lstudio - http://algorithmicbotany.org/lstudio/ Digitaliseur Polhemus - http://polhemus.com/

Calendrier Actions Année 1 Année 2 Année 3

Digitaliseur absolu 3D

Définition et usinage du prototype. Test et retour expérimental Finalisation du prototype 6 mois de stage Master

Réalisation d'une version exploitable Interfaçage avec le logiciel de simulation Application sur plantes pour mesurer la taille de certains organes 3 mois de stage Master

Application sur plantes pour mesurer la taille de certains organes

Digitaliseur relatif portable

Définition et usinage du prototype Test et retour expérimental Finalisation du prototype 6 mois de stage Master

Réalisation d'une version exploitable Application sur plantes pour mesurer la taille de certains organes 3 mois de stage Master

Application sur plantes pour mesurer la taille de certains organes

Système d'acquisition et de segmentation d'images

Définition et réalisation du banc de capture d'images (caméra). Etude des techniques de segmentation des images de rosiers Ingénieur CDD : 3 mois ; 6 mois de stage Master

Connexion du « capteur » numérique avec le logiciel de reconstruction 3D. Ingénieur CDD : 3 mois

Estimation des paramètres du modèle de croissance

Analyse du modèle L-system du rosier

Développement d'un estimateur non linéaire pour L-System

Développement d'un estimateur non linéaire pour L-System. Interconnexion avec le logiciel de reconstruction 3D Ingénieur CDD : 3 mois

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• Sous-projet Patho-systèmes Les techniques d’analyse d’image utilisées de façon croissante permettent de mettre en

place une reconnaissance automatique de symptômes, permettant une quantification objective de l’intensité de la maladie. De telles approches permettent de mesurer les paramètres tels que la surface de feuille attaquée par le pathogène de manière indépendante de l’observation par un expert, garantissant ainsi l’homogénéité des notations. La rapidité d’acquisition et l’automatisation des procédures de traitement de l’image permettent d’augmenter le nombre d’échantillons analysables. L’analyse d’image permet aussi d’étudier des aspects complexes tels que la répartition spatiale du pathogène. Aux techniques d’imagerie classiques exploitant les données obtenues dans le visible, peuvent se superposer des approches d’imagerie non conventionnelles. Celles-ci permettent d’obtenir des images non visibles à l’œil notamment par exploitation de longueurs d’ondes dans l’ultraviolet ou l’infrarouge. Du fait de la diminution récente de leur coût de mise en œuvre, ces imageries non conventionnelles, auparavant réservées à des laboratoires ou des secteurs industriels spécialisés, se démocratisent et commencent tout juste à être considérées pour des applications liées au végétal. Nous avons identifié l’imagerie thermique et l’imagerie de fluorescence comme très récemment appliquées, pour la première fois, à l’étude des interactions entre plantes et pathogènes. Ces techniques sont des outils puissants pour visualiser la transpiration des feuilles et l’activité photosynthétique des tissus (Chaerle et al., 2007). Or, la présence d’un pathogène altère ces deux paramètres. Ces techniques appliquées de façon conjointe ont permis de localiser dans les tissus végétaux divers types de pathogènes, virus (Perez-Bueno et al., 2006), champignons (Oerke et al., 2006), et bactéries (Berger et al., 2007), bien avant l’apparition de symptômes visibles. Le développement d’algorithmes spécifiques pour le traitement des données peut permettre de détecter la présence du pathogène dans les tissus végétaux dès 6 heures après inoculation (Berger et al., 2007). L’observation de tissus végétaux infectés au moyen d’une combinaison d’approches d’imagerie non conventionnelles permet aussi d’obtenir des signatures spécifiques des pathogènes, et de telles techniques pourraient constituer la base de nouvelles approches de diagnostic prometteuses (Chaerle et al., 2007). De nombreuses approches d’imagerie non conventionnelle autres que l’imagerie thermique ou l’imagerie de fluorescence peuvent être développées, et la combinaison de ces techniques devrait ouvrir de nouvelles voies multimodales d’études non destructives des interactions entre plantes et pathogènes (Lenk et al., 2007).

Dans ce contexte, la méthodologie proposée pour l’axe opérationnel patho-systèmes se décline en 5 actions que nous décrivons en indiquant le rôle des membres impliqués, du CDD et des stagiaires :

Action 1 : Réflexion et prospection sur les domaines d’imagerie ouvrant de nouveaux contrastes liés à la présence de patho-systèmes. Cette action nécessitera des recherches bibliographiques et sera assurée directement par les membres STIC et végétal du sous-projet patho-systèmes. Action 2 : Expériences préliminaires pour vérifier la corrélation entre le contraste de l’image et la présence du pathogène. Cette action nécessitera des techniques opératoires biologiques et sera pilotée par les membres « végétal » du sous-projet patho-systèmes avec l’apport de stagiaires de formation biologiste en co-encadrement par le CDD.

Action 3 : Analyse des images produites par le système d’imagerie testé : dépendance statistique, problématique de détection, d’estimation, de segmentation, de recalage d’images, de fusion d’images et multimodalité. Cette action est centrée sur des compétences d’acquisition de traitement et d’analyse d’images et sera pilotée par les membres STIC du

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sous-projet patho-systèmes avec l’apport de stagiaires de formation traiteur de signaux et d’images en coencadrement par le CDD.

Action 4 : Expériences visant la transposition au niveau macroscopique d’imagerie avec gènes rapporteurs agissant comme des agents de contraste. Cette action sera prise en charge directement par les membres STIC et végétal du sous-projet patho-systèmes.

Action 5 : Les expériences préliminaires des actions 2 et 3 seront réalisées sur du matériel non spécifiquement dédié au projet PHENOTIC et mise à disposition sous forme de prêt le temps du projet. Pour les expériences préliminaires qui se seront montrées suffisamment prometteuses, un cahier des charges spécifiant l’agencement, l’achat de matériels d’acquisition, de traitement et de stockage des données spécifiquement dédiés à une plate-forme de phénotypage sera réalisé par le CDD en coopération avec les membres du sous-projet patho-systèmes. Ce cahier des charges inclut également la définition des protocoles expérimentaux de mesures ainsi que les logiciels et procédures de traitement et d’analyse d’images à utiliser.

Sur les 3 années du projet PHENOTIC, nous prévoyons d’appliquer les 5 actions décrites ci-dessus sur plusieurs types d’imageries non conventionnelles et multimodalités qui seront systématiquement testées sur différents patho-systèmes de types fongiques ou bactériens. Le calendrier prévisionnel est le suivant : Imageries étudiées Année 1 Année 2 Année 3 Thermographie infrarouge et Imagerie de fluorescence.

Actions 2 et 3 Actions 2, 3

Actions 4 et 5

Autres imageries multimodalités (polarimétrie, speckle)

Action 1 Actions 2 et 3 Actions 2, 3

Actions 4 et 5

Au terme de ce calendrier prévisionnel, les perspectives envisageables aujourd’hui

sont l’acquisition des dispositifs d’imagerie adaptés à l’étude des patho-systèmes que nous aurons testés et la transposition de notre méthodologie à d’autres patho-systèmes et d’autres types d’imagerie.

Oerke et al., 2006. Thermal imaging of cucumber leaves affected by downy mildew and environmental conditions. Journal of Experimental Botany, Vol. 57, No. 9, pp. 2121–2132.

Chaerle et al., 2007. Monitoring and screening plant populations with combined thermal and chlorophyll fluorescence imaging. Journal of Experimental Botany, Vol. 58, No. 4, pp. 773–784.

Perez-Bueno et al., 2006. Imaging viral infection: studies on Nicotiana benthamiana plants infected with the pepper mild mottle tobamovirus. Photosynth Res. 90:111–123.

Berger et al., 2007. Visualization of dynamics of plant–pathogen interaction by novel combination of chlorophyll fluorescence imaging and statistical analysis: differential effects of virulent and avirulent strains of P. syringae and of oxylipins on A. thaliana. Journal of Experimental Botany, Vol. 58, No. 4, pp. 797–806.

Lenk et al., 2007. Multispectral fluorescence and reflectance imaging at the leaf level and its possible applications. Journal of Experimental Botany, Vol. 58, No. 4, pp. 807–814.

Les actions envisagées concernant les trois sous-projets pour la valorisation et la diffusion des résultats en terme de culture scientifique et technique (au niveau régional, national, européen, international) sont développées dans la partie E du projet.

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C - Qualités du consortium Ce projet fédère l’activité d’équipes de disciplines différentes, STIC et équipes de recherche travaillant sur le végétal spécialisé pour établir le cahier des charges d’une plateforme de phénotypage. En travaillant ensemble à un projet qui a un objectif opérationnel, les travaux proposés ont aussi pour objectif d’accroître les collaborations entre ces équipes, de faire en sorte qu’elles connaissent les questions et les compétences de chacun des domaines, afin d’installer une coopération élargie et durable. Le nombre élevé de personnes impliquées tient aux trois sous-projets et à l’aspect novateur et cristallisateur que joue cette proposition autant pour les équipes STIC que Végétal. Cela témoigne d’un intérêt à s’investir en commun dans un projet visant à améliorer les techniques de phénotypage qui sont désormais à la clé de nombreux travaux de recherche dans le végétal. Une des caractéristiques de ce projet est de reposer sur une implication importante d’ingénieurs de l’INRA et du GEVES intéressés au développement de tels moyens expérimentaux novateurs ce qui est une activité au cœur de leur métier. Les compétences des équipes des STIC sont essentielles à la mise au point de ces moyens qui n’existent pas sur le marché et sont à concevoir. Ce projet associe enfin des équipes de recherche de différentes disciplines et des équipes appartenant à des structures qui recherchent des améliorations technologiques relatives à des procédures de service public et professionnel (GEVES).

• Sous-projet Semences et plantules Les chercheurs du domaine du végétal impliqués dans le sous-projet Semences et Plantules sont des spécialistes de l’étude de l’analyse de la germination et de la levée de différentes espèces, grandes cultures, mauvaises herbes et plantes modèles utilisées en génomique. Ils s’intéressent à l’acquisition de données automatisée avec des objectifs complémentaires liés à leurs différents domaines d’activité. La plupart d’entre eux (mentionnés par une * dans le tableau ci-dessous) ont également une expérience antérieure en traitement et analyse d’image ayant donné lieu à publication. Nom Spécialité mise à profit dans le projet DURR Carolyne* Agronomie, écophysiologie de la germination et de la levée BUITINK Julia Biologie moléculaire semences, biochimie TEULAT-MERAH Béatrice Cartographie génétique Medicago, analyse QTLS DEMILLY Didier* Métrologie, analyse image sur semences et plantules DUCOURNAU Sylvie* Analyses caractéristiques germinative, certification MANINO Maria* Analyses physiques sur semences, certification WAGNER Marie-Hélène* Recherches méthodologiques semences BERTRAND Dominique* Analyse multispectrale, traitements statistiques JAILLAIS Benoit* Analyse multispectrale, phénotypage haut débit Cet ensemble dédié au végétal de chercheurs et ingénieurs est renforcé par le soutien de 6 techniciens et un assistant-ingénieur apportant leur concours aux campagnes d’acquisition des données et au test des prototypes. Deux chercheurs d’équipes nantaises traitant du végétal sont aussi impliqués en raison de leur expérience très forte en imagerie et traitement du signal. Les chercheurs du domaine des STIC impliqués sont des spécialistes du traitement statistique de l’information et de la physique de l’imagerie. De plus, certains d’entre eux (mentionnés par une * dans le tableau ci-dessous) ont déjà des collaborations scientifiques en commun en cours ayant donné lieu à publication y compris avec des membres de la partie végétale du sous-projet.

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Nom Spécialité STIC-Imagerie mise à profit dans le projet CLEMENT Alain* Traitement d’images, colorimétrie ROJAS Julio Traitement d’images, colorimétrie DELANOUE Nicolas Traitement d’images, traitement de données HUMEAU Anne Informatique, base de données, traitement de l’image PLAINCHAULT Patrick* Télémétrie, gestion de projets industriels HAUSSY Bernard Analyse statistiques, traitement de données La collaboration entre les deux équipes (végétal et STIC) a été initiée lors du précédent Contrat de Plan Etat-Région. La perspective est de conforter et élargir ces collaborations. La perspective de mise en place d’une plateforme opérationnelle valorisant l’effort de recherche engagé entre ces équipes est plus avancée pour ce sous-projet étant donné l’expérience acquise et les prototypes existants.

• Sous-projet Architecture Rosier Les chercheurs et ingénieurs impliqués dans l'action "Architecture du buisson" sont des spécialistes de l'écophysiologie, du développement morphogénétique et de la cartographie génétique des plantes ornementales ligneuses. Nom Spécialité mise à profit dans le projet HIBRAND—SAINT OYANT Laurence

Cartographie génétique du rosier

MOREL Philippe Ecophysiologie et analyse architecturale des plantes ornementales

Les chercheurs du domaine des STIC impliqués dans l'action architecture du buisson sont des spécialistes de la réalité virtuelle, de la robotique et de l'automatique.

Nom Spécialité STIC-mécatronique mise à profit dans le projet RICHARD Paul Réalité Virtuelle et Robotique HARDOUIN Laurent Robotique, mécatronique, observation et estimation d'état de

systèmes non linéaires Une collaboration entre les deux équipes (végétal et STIC) de cette action a été initiée lors d'une pré-étude de digitaliseurs en 2007.

• Sous-projet Patho-systèmes

Les chercheurs du domaine du végétal impliqués dans ce sous-projet sont des spécialistes de l’étude des patho-systèmes de types bactériens ou fongiques appliqués au végétal spécialisé. De plus, certains d’entre eux (mentionnés par une * dans le tableau ci-dessous) ont également une expérience antérieure en traitement et analyse d’image ayant donné lieu à publication. Nom Patho-systèmes étudiés BOUREAU Tristan * Xanthomonas (bactérie)/haricot ou Medicago CAMPION Claire Alternaria (champignon)/ Arabidopsis BERRUYER Romain * Alternaria (champignon)/ carotte LASSERRE Pauline Venturia (champignon)/ pommier CAFFIER Valérie Venturia inaequalis (champignon) JACQUES Marie-Agnès * Xanthomonas (bactérie)/haricot ou Medicago GRIMAULT Valérie Test résistance variétés à divers pathogènes (ex Plasmopara

halstedeii/tournesol) Cet ensemble de chercheurs est renforcé par le soutien de 2 techniciens responsables de la gestion du matériel végétal sur le site angevin de l’INRA et rompus à la notation experte

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classique des patho-systèmes. Ces techniciens apporteront leur concours (traçabilité, établissement de procédures de métrologie respectant les règles de confinement du matériel contaminé, installation des dispositifs expérimentaux) lors des campagnes d’acquisition des données. Les chercheurs du domaine des STIC impliqués dans ce sous-projet sont des spécialistes du traitement statistiques de l’information et de la physique de l’imagerie. De plus, certains d’entre eux (mentionnés par une * dans le tableau ci-dessous) ont déjà des collaborations scientifiques en commun en cours sur des imageries optiques non conventionnelles ayant donné lieu à publication.

Nom Spécialité STIC-Imagerie mise à profit dans le projet CHAPEAU-BLONDEAU François*

Traitement statistique de l’information à l’interface avec la physique

ROUSSEAU David * Traitement statistique de l’information à l’interface avec la physique

GINDRE Denis * Imagerie de fluorescence linéaire et non linéaire, imagerie de speckle

BARILLE Régis Microscopies non conventionnelles, imagerie de speckle BRETEAU Jean-Marc Thermographie Infrarouge, imagerie de speckle La collaboration entre les deux équipes (végétal et STIC) du sous-projet patho-systèmes est initiée avec le projet PHENOTIC.

D- Suivi et Gestion du projet

• Organisation et description du mode de gestion du projet

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Les scientifiques et techniciens permanents définissent les différentes tâches nécessaires à l’avancement du projet. Ils s’investissent directement par des travaux scientifiques chacun dans leur domaine de compétence (Végétal, STIC) et leur groupe de travail (patho-système, semences et plantules, architecture rosier). Ils encadrent des stagiaires. Les coordonnateurs (1 par sous-projet) Carolyne DÜRR : coordonnatrice sous-projet semences et plantules, coordonnatrice générale végétal, responsable du projet. David ROUSSEAU : coordonnateur sous-projet patho-systèmes, coordonnateur général STIC. Philippe MOREL : coordonnateur sous-projet architecture rosier. Ils font partie des scientifiques permanents et ils veillent au déroulement des différentes actions au sein de leur sous-projet mais aussi entre sous-projets. Ils interagissent directement avec l’ingénieur CDD en concertation avec les autres coordonnateurs pour assurer la cohérence de l’ensemble. Une page Web sera créée comme un moyen de communication supplémentaire entre partenaires.

L’ingénieur CDD est sur le terrain pour chaque sous-projet et participe aux différentes tâches pour les aspects ingénierie. Il assure la pérennité du travail des stagiaires. Il intègre, avec la coopération des coordinateurs, les résultats de chaque sous-projet pour l’établissement du cahier des charges de la plateforme de phénotypage. Il veille tout particulièrement et dans toute la mesure du possible à une certaine homogénéité dans les langages, logiciels, interfaces mises au point. Il sera plus fortement impliqué au cours des deux premières années sur le sous-projet Semences et plantules (65 % de son temps) étant donné l’avancement des travaux et le sous-projet Rosier (25% de son temps), les 10% restants étant dédiés aux études en imagerie non conventionnelle du sous-projet patho-systèmes. La dernière année sera plus fortement consacrée à l’avancement des travaux sur le sous-projet patho-systèmes et à l’élaboration générale du cahier des charges. Les personnels techniques en CDD viennent d’une part renforcer les équipes pour les campagnes de collecte de données. D’autre part, en fonction des besoins dans les sous-projets une aide au montage des différents prototypes est apportée. Les stagiaires sont principalement issus de formations délivrées par les partenaires de l’enseignement supérieur impliqués dans le projet ce qui a pour objectif de contribuer à renforcer la dynamique enseignement-recherche. Ils participent à des travaux scientifiques ciblés, bien délimités en contenu et en durée, encadrés par les scientifiques permanents. Suivi des activités et du déroulement du projet Il est prévu une réunion de suivi des activités par trimestre dans chaque sous-projet, suivie d’une réunion d’avancement global des trois sous-projets chaque trimestre aussi. En effet, le projet doit rester mené collectivement : les trois groupes de travail ont à tirer parti d’une stimulation collective car ils fédèrent des activités de même type, arrivées à des degrés de maturité variés et des chercheurs ayant des compétences complémentaires aussi bien en STIC qu’en biologie végétale au sens large. L’ingénieur recruté aura une réunion d’état des différents travaux avec les responsables des sous-projets une fois par mois au début du projet puis à un rythme qui s’établira en fonction des besoins. Enfin, un comité de suivi comprenant des futurs utilisateurs et responsables de la plateforme (IFR et GEVES dans un premier temps) et au moins deux experts extérieurs (STIC et Végétal) sera mis en place et se réunira une fois par an.

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• Appui en personnel dédié

Ce projet repose sur le recrutement d’un ingénieur en CDD pendant 3 ans, avec l’appui de personnel technique temporaire évalué au total à 8 mois sur le projet. De plus, une moyenne d’un à deux stagiaires par an pour chaque discipline (Sciences du Végétal et STIC) travaillera à ce projet (cf tableau partie G). Ces personnels temporaires affectés au projet seront encadrés par un groupe de personnel permanent apportant des contributions réparties selon les sous-projets et dans le temps.

• Structure, organisme ou établissement assurant le suivi et la gestion financière du projet : Centre INRA Angers-Nantes

E - Résultats et potentiel de développement

• Etat actuel des résultats Deux des sous-projets ont déjà été initiés lors de travaux antérieurs. Un premier travail a été initié pour concevoir des digitaliseurs adaptés aux plantes étudiées par les équipes des UMR SAGAH, dans le cadre d’un stage de Master 2 (IAIE), co-encadré en 2007 par le LISA et l'UMR SAGAH. Un premier modèle de développement du rosier, basé sur les L-Systems, a été développé en 2007 par l'UMR SAGAH. Il permet de simuler et de prédire la croissance du rosier dans l'environnement du logiciel LStudio, les paramètres du modèles (règles d'une grammaire, vitesse de croissance des tiges,...) sont définis à partir de mesures réalisées sur l'architecture de rosiers. Dans le cadre d'une thèse en cours, une approche similaire a été entreprise au LISA. Un logiciel ouvert est en phase de réalisation, son objectif est de simuler la croissance d'une plante et de permettre une interaction en temps réel entre le modèle et l’utilisateur via des techniques de réalité augmentée via des techniques de réalité augmentée. Concernant le sous-projet Semences et plantules, la coopération est établie de plus longue date et plusieurs prototypes ont déjà été élaborés en commun. Un des objectifs est de cristalliser des coopérations déjà initiées et de les amplifier. La mise en forme du cahier des charges pour les plateformes de phénotypage dont les équipes du végétal ont besoin est un support permettant aux équipes d’étayer et d’élargir leur collaboration dans la perspective de les ancrer de façon durable dans le domaine du végétal.

• Potentiel de développement dans le domaine d’étude Le phénotypage de plantes horticoles peut intéresser différents secteurs professionnels, en particulier les organismes chargés d'expérimentations, pour obtenir des mesures discriminantes et objectives entre traitements expérimentaux, et les entreprises effectuant de la création variétale et de la sélection, dans l'objectif de caractériser quantitativement les génotypes obtenus. Il en est de même pour le phénotypage de symptômes de plantes malades. Ce type de mesures pourrait aussi être testé à terme pour l’évaluation de la manifestation phénotypique de la résistance des variétés aux attaques d’agents pathogènes. Les différents prototypes peuvent le cas échéant aboutir à un dépôt de brevet. Le conseil scientifique du pôle de compétitivité angevin Végépolys a apporté son soutien en labellisant le projet PHENOTIC ici présenté, soulignant l’intérêt des professionnels du Végétal Spécialisé pour le développement de telles approches de recherche pouvant aboutir à développer l’ingénierie du végétal à Angers.

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• Résultats scientifiques attendus et impact en terme de visibilité nationale voire

européenne Le phénotypage haut débit représente un tel verrou pour la biologie moléculaire que des conceptions d’outils utilisant les nouvelles technologies apportées par les STIC font l’objet de publications dans les revues de biologie et physiologie végétale de haut niveau. Les résultats feront l’objet de propositions de publications dans ces revues et celles relatives aux STIC, ainsi que de présentations dans des Congrès internationaux tels que ceux sur les semences organisés par l’ISSS (International Seed Science Society) et l’ISTA (International Seed Testing Association) ou encore l’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Le groupe pourra intégrer le réseau Pixels INRA (réseau de chercheurs échangeant à propos de leur activité en matière d’imagerie) et contribuer aux Ecoles-Chercheurs, ainsi qu’aux Journées de la Mesure organisées par l’INRA. On peut d’ores et déjà envisager d’associer aux tentatives de mesures, en tenant compte des moyens humains et techniques disponibles, des laboratoires extérieurs associés à nos projets. En effet les sollicitations existent déjà : par exemple pour des caractérisations de différents types de semences (adventices Dijon, analyse image Lin, A. thaliana). Cette ouverture pourrait se développer dans le cadre de la participation à un appel d’offre européen comportant les thématiques génotypage/phénotypage.

• Impact(s) potentiel(s) sur les dispositifs de formation en enseignement supérieur

- Création de modules complémentaires en STIC, conférences et TD dans des modules de formation de masters pro et recherche des sciences du végétal. Les masters d’Angers plus spécialement concernés pour la partie STIC sont le Master Pro IOSI (Ingénierie en Optoélectronique Signal et Imagerie) et le Master Recherche SIBM (Signaux et Images en Biologie et Médecine). Pour la partie végétale, il s’agit du Master Recherche Grand-Ouest Biologie intégrative BIOVIGPA, du Master Pro TVPS Technologie du végétal et Productions Spécialisées UA-INH, Master Pro Sciences et productions végétales Agrocampus Rennes-INH. Les étudiants de ces masters auront des propositions de sujets de stages en relation avec projet sur le végétal et STIC. La conception et la réalisation des prototypes développés à l'occasion de ce projet seront intégrées dans les projets tutorés de la formation d'ingénieurs de l'ISTIA. - Séminaires interdisciplinaires entre les laboratoires STIC et Végétal pour une audience élargie au delà des membres impliqués dans le projet PHENOTIC, en particulier participation aux séminaires inter-UMRs de l’IFR QUASAV. - Formations internes et externes en traitement des images en lien avec les procédures développées dans le cadre du projet PHENOTIC : formation thésards utilisateurs, ingénieurs et techniciens des instituts techniques et maison semences par exemple à l’occasion des workshops SNES et ISTA.