Modélisation de l'optimisation du pilotage des performances des bovins et de la qualité de leur viande

Modeling of the optimization of the management cattle performances and the qualitie of their meat

• Auteur / Autrice : Alexandre Conanec
• Direction : Jérôme Saracco, Marie-Pierre Ellies-Oury
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques appliquées et calcul scientifique
• Date : Soutenance le 10/11/2021
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et informatique (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Optimisation Mathématique Modèle Aléatoire et Statistique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mathématiques de Bordeaux - Institut national de recherche en informatique et en automatique (France). Centre de recherche Inria de l'université de Bordeaux (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Anne Gégout-Petit
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Saracco, Marie-Pierre Ellies-Oury, Ali Gannoun, Catherine Larzul, Sébastien Couvreur, Marie Chavent
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ali Gannoun, Catherine Larzul

Mots clés

Mots clés contrôlés

Qualité

Boeuf (viande)

Optimisation mathématique

Mots clés libres

Optimisation multi-Objectifs

Modèle de substitution

Value at Risk

Compromis

Viande bovine

Multi-Objectives optimisation

Surrogate model

Value at Risk

Trade-Off

Beef meat

Résumé

La filière viande bovine française, qui est confrontée à de nombreux défis menaçant sa pérennité au sein des territoires, souhaite se relancer en proposant une montée en gamme de ses produits. Dans cette thèse, nous avons donc développé un outil d'aide à la décision pour accompagner les acteurs de la filière (transformateurs, distributeurs, etc.) dans la conception de nouvelles démarcations.Cet outil s'appuie sur une approche innovante pour gérer les antagonismes entre performance des bovins et la qualité de leur viande, et permet ainsi au décideur de choisir le compromis qui correspond le mieux à ses attentes.Cette recherche de compromis a été modélisée sous la forme d'un problème d'optimisation multi-objectifs qui est résolu grâce à la définition d'un ordre partiel entre les vecteurs de l'espace des objectifs : la dominance de Pareto.En l’absence de fonctions objectifs analytiques, des modèles de substitution ont été estimés à partir d’observations des objectifs pour des paramètres de production donnés. Pour assurer au décideur que la valeur optimale promise se réalisera à une occurrence contrôlée, une version de la Value-at-Risk adaptée à un problème multi-objectifs a été développée.Les nombreuses données nécessaires pour estimer les modèles de substitution sont issues d’expérimentations européennes sur les bovins. Celles-ci avaient étudié au minimum un aspect de la qualité de la viande issue du muscle Longissimus thoracis : la qualité sensorielle ou la qualité nutritionnelle, via le profil en acide gras du muscle.Une interface web libre d'accès a été conçue avec le package R Shiny afin de diffuser l’outil d'aide à la décision. Des cahiers des charges répondant à des enjeux que nous avons identifiés comme pertinents ont enfin été générés grâce à cette interface afin d’alimenter la discussion sur les potentielles applications de l’outil.

The French beef industry, which is facing numerous challenges that threaten its sustainability in the territories, wishes to revive itself by proposing an increase in the quality of its products. In this thesis, we have developed a decision support tool to assist the stakeholders in the sector (processors, distributors, etc.) in designing new demarcations.This tool is based on an innovative approach to deal with the antagonisms between cattle performance and meat quality, and thus enables the decision-maker to choose the trade-off that best meets his expectations.This trade-off search has been modeled as a multi-objective optimization problem that is solved by defining a partial order between the vectors of the objective space: the Pareto dominance.Lacking analytical objective functions, surrogate models have been estimated from observations of the objectives for given production parameters. To ensure to the decision maker that the promised optimal value will be reached at a controlled occurrence, a version of the Value-at-Risk adapted to a multi-objective problem was developed.The numerous data needed to estimate the surrogate models were provided by European cattle experiments. These had studied at least one aspect of the quality of meat from the Longissimus thoracis muscle: sensory quality or nutritional quality, via the fatty acid profile of the muscle.An open access web interface was designed with the R Shiny package in order to distribute the decision support tool. Finally, specifications responding to issues that we identified as relevant were generated using this interface in order to discuss the potential applications of the tool.