BEST PAPER MTSR'2021

Best paper 15th International Conference on Metadata and Semantics Research (see here )

Mélanie Munch, Patrice Buche, Cristina Manfredotti, Pierre-Henri Wuillemin, Helene Angellier-Coussy. A process reverse engineering approach using Process and Observation Ontology and Probabilistic Relational Models: application to processing of bio-composites for food packaging. 15th International Conference on Metadata and Semantics Research, Nov 2021, Madrid, Spain. Paper available here

Les activités de recherche de l'équipe ont donné lieu à la conception et la réalisation de plusieurs prototypes de logiciel disponibles sur la plateforme ICO.

Aide au choix multi-critères d’emballages alimentaires éco-conçus avec prise en compte des préférences des acteurs des filières et des perceptions consommateurs

Fait marquant département INRA CEPIA 2018

Publication associée :

Choice of environment-friendly food packagings through argumentation systems and preferences. Bruno Yun, Pierre Bisquert, Patrice Buche, Madalina Croitoru, Valérie Guillard, Rallou. Ecological Informatics 48 (2018) 24-36 (https://doi.org/10.1016/j.ecoinf.2018.07.006)

L’article présente une méthode numérique originale d’aide à la sélection de solutions alternatives proposées en débat aux différents acteurs de la filière. Cette méthode basée sur la théorie de l’argumentation est appliquée au choix multicritère d’emballages alimentaires. Cette méthode prend en compte à la fois les arguments potentiellement contradictoires des acteurs de la filière et les perceptions des consommateurs. Elle permet de trier les solutions alternatives (types d’emballage) en débat en fonction de préférences exprimées sur les fonctionnalités désirées de l’emballage.

Pour en savoir plus:

• Contexte et enjeux :
  L'emballage alimentaire joue un rôle crucial dans l'impact environnemental des produits frais après la récolte. L'emballage est généralement considéré à tort comme un coût économique et environnemental supplémentaire. Cependant, en minimisant le gaspillage et les pertes alimentaires, il pourrait contribuer de manière significative à la réduction de l'impact environnemental global de l’aliment emballé. Un bon équilibre entre la charge environnementale (consommation de ressources et problèmes liés à la gestion des déchets) et les avantages réels liés aux conditions d'utilisation (réduction des pertes de produits alimentaires) doit donc être défini lors du dimensionnement d'un emballage pour une application donnée. Au-delà du gaspillage alimentaire et de la réduction de l’impact sur l’environnement, les parties prenantes (industries de l’alimentation et de l’emballage, autorités sanitaires, consommateurs, collectivités en charge de la gestion des déchets, etc.) expriment généralement divers types de préoccupations concernant l’emballage, parfois contradictoires. Par conséquent, pour aider les parties à prendre en compte tous les arguments exprimés, nous avons conçu un outil numérique fondé sur la théorie de l’argumentation qui prend en compte les préférences contradictoires exprimées.
• Résultats :
  Dans cet article, nous présentons les étapes de la méthode d’aide à la décision implémentées sous forme de logiciel qui a été conçues dans le cadre du projet Pack4Fresh du métaprogramme GloFoods. Elle repose sur la définition, d’une part, d’une représentation structurée des arguments des experts et des résultats des sondages consommateurs et, d’autre part, de la relation d’attaque entre les arguments exprimés. L’expression de préférences sur les fonctionnalités désirées des emballages permet de classer les solutions alternatives d’emballages en prenant en compte les arguments des acteurs de la filière et les perceptions des consommateurs. Les résultats obtenus par le logiciel sur une étude de cas (emballage de fraises fraîches) sont présentés et discutés.
• Perspectives :
  Cette méthodologie promet de soutenir l’innovation en guidant la conception d’emballages d’aliments de nouvelle génération, biosourcés, «intelligents» et éco-efficaces. La recherche est active dans ce domaine, mais porte principalement sur des aspects techniques tels que les propriétés fonctionnelles des matériaux à une échelle qui se focalise principalement sur la conservation de l’aliment. Cependant, pour être acceptables et utilisées, ces solutions de nouvelle génération doivent prendre en compte toutes les considérations et attentes des utilisateurs finaux tout au long de la chaîne logistique, de la production à la consommation et après utilisation, en tenant compte du cycle de vie.
• Valorisation :
  Dans le cadre du projet européen GLOPACK coordonné par l’UMR IATE, l’outil d’aide à la décision sera testé sur plusieurs autre cas d’utilisation (viande fraiche, fromages, produits bio végétariens, …) en collaboration avec plusieurs partenaires de la filière emballage à l’échelle européenne. Son utilisation sera combinée avec l’outil numérique d’aide à la sélection multicritères d’emballages alimentaires prenant en compte l’optimisation technologique de l’emballage développé dans le cadre du projet européen EcoBioCap également coordonné par l’UMR IATE (Guillard et al. 2015, Tamani et al. 2015).
• Références bibliographiques :
  • Tamani, N., Mosse, P., Croitoru, M., Buche, P., Guillard, V., Guillaume, C., Gontard, N., 2015. An argumentation system for eco-efficient packaging material selection. Comput. Electron. Agric. 113, 174–192.
  • Guillard V., Buche P., Destercke S., Tamani N., Croitoru M., Menut L., Guillaume C., Gontard N. A Decision Support System to design modified atmosphere packaging for fresh produce based on a bipolar flexible querying approach, Comput. Electron. Agric., 2015, 111, 131–139

Je mange moins de viande ! Quels arguments ?

Fait marquant département INRA CEPIA 2019

Publications associées :

• N. Salliou and R. Thomopoulos (2018). Modelling Multicriteria Argument Networks about Reduced Meat Consumption. In: Proceedings of FoodSim 2018, Ghent, Belgium, April 2018, pp. 46–51.
• N. Salliou and R. Thomopoulos (2018). Je mange moins de viande ! Quels arguments ? Viandes & produits carnés, 8 pages. www.viandesetproduitscarnes.com, ref. VPC‐2018‐34‐4‐5.

Un débat vif, parfois très polarisé, se joue sur la consommation de produits animaux dans les pays développés. Nous avons modélisé une partie de la diversité d’arguments en jeu à partir d’un échantillon provenant principalement d’internet, mais aussi de journaux et de
présentations scientifiques. Nous avons proposé une méthodologie afin d’explorer les principaux arguments et les relations entre eux auxquels les individus en transition sont confrontés. Grâce à cette méthodologie, nous avons pu formaliser un réseau d’arguments et également identifier les arguments clefs les plus centraux du fait de leur forte implication dans des attaques par et vers d’autres arguments. Les premiers résultats issus de ce réseau d’arguments montrent la place dominante des arguments de santé par rapport aux considérations éthiques ou environnementales. Même si les arguments éthiques semblent de faible importance dans notre réseau, ceci est dû selon notre analyse à la difficulté d’en débattre sur un plan rationnel. La question clef de la nécessité des produits animaux pour la santé humaine est probablement déterminante dans les choix éthiques vers des régimes végétariens.

Pour en savoir plus:

• https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01837516
• https://www.viandesetproduitscarnes.com/index.php/fr/156-abstracts/980-modeling-of-multicriterion-argument-networks-on-the-reduction-of-animal-product-consumption

Capitalisation et mobilisation du savoir-faire fromager pour maintenir la qualité du produit via un outil numérique d’aide à la recommandation d’actions technologiques

Fait marquant département INRA CEPIA 2019 et présidence INRA 2019

Publication associée :

Expertise-based decision support for managing food quality in agri-food companies. Patrice Buche, Bernard Cuq, Jérôme Fortin, Clément Sipieter: Computers and Electronics in Agriculture 163 (2019), Article 104843 https://doi.org/10.1016/j.compag.2019.05.052

La durabilité des filières fromagères qui valorisent leur terroir passe par la conservation et la transmission des savoirs. A la demande des centres techniques fromagers et de partenaires industriels, une méthode numérique originale d’aide à la recommandation d’actions technologiques a été proposée afin de corriger un défaut ou de maintenir une qualité d’un fromage dans un procédé de fabrication. Elle s’appuie sur un outil informatique de capitalisation et de mobilisation du savoir-faire fromager recueilli, à l’échelle de la filière, via la prise en compte de l’expérience empirique des producteurs fromagers, de l’expérience technique et des connaissances scientifiques (fromagers, techniciens fromagers et chercheurs). Cet outil sera utilisé en formation initiale et permettra une montée en compétence des collectifs au sein des filières.

Pour en savoir plus:

• Contexte et enjeux :

  Les filières fromagères valorisant leur terroir représentent une activité agricole économique importante en France, avec environ 17 900 producteurs de lait, 1 290 producteurs fermiers et 432 établissements de transformation. En 2014, les volumes de produits laitiers commercialisés sous Indication Géographique (IGP/AOP) s’élevaient à 254 351 tonnes, pour un chiffre d’affaires estimé à 1,97 milliards d’euros HT sortie fabrication – affinage, soit près de 11,8 % du chiffre d’affaires des produits de grande consommation des entreprises laitières françaises (Les chiffres clés 2014 Produits laitiers AOP, CNAOL-INAO 2015). Les filières fromagères bénéficiant d’une Indication Géographique (AOP/IGP) fondent leur stratégie de différenciation du produit mis en marché sur la valorisation des ressources locales en lien avec leur terroir et sur l’expression des savoir-faire d’expérience tant au niveau de la production que de la transformation. Les savoir-faire spécifiques à chacune des filières sont nombreux et particulièrement diversifiés. Ils dépendent du type de technologie fromagère et des conditions de production du lait en lien avec les ressources naturelles. Au niveau de la transformation, les fromagers-affineurs, par leurs pratiques et leur savoir-faire d’expérience, vont chercher à s’adapter aux variations naturelles des caractéristiques des laits et des fromages. Il s’agit de « faire avec », en acceptant une certaine diversité des caractéristiques des produits finis, comme preuve de leur relation à leurs conditions de production. Ce positionnement, qui n’est pas sans rappeler les principes de l’agroécologie, engendre une richesse de savoir-faire des acteurs, issue de leur propre expérience, dont la transmission est assurée par l’apprentissage sur site. Des évolutions internes aux appellations, en particulier en termes de renouvellement et de formation des opérateurs, fragilisent fortement la préservation et la transmission de ces savoir-faire. Le développement des méthodes « numériques » permettant l'exploitation de bases de connaissances ouvre de nouvelles perspectives en termes de valorisation de l’expérience collective au sein d’une filière en proposant des modes de raisonnement complexe allant bien au-delà de la description et de la formalisation de procédés standards.

• Résultats :

  Basée sur les retours d’expérience obtenus dans les filières fromagères, une méthode originale de capitalisation des connaissances et d’aide à la recommandation d’actions technologiques a été développée. Une recommandation permet de corriger un défaut ou de maintenir une qualité d’un produit alimentaire dans un procédé de fabrication, ce procédé étant composé de plusieurs opérations unitaires. Une méthodologie complète ainsi qu’un outil logiciel associé ont été proposés : ils permettent (1) la collecte de connaissances formelles et informelles des opérateurs de ligne et des experts du procédé concerné, (2) la validation collective de cette connaissance, et (3) son encodage dans un langage de représentation de connaissances [Chein et Mugnier 2009] fondé sur une ontologie générique permettant (4) une aide à la recommandation semi-automatisée. Les recommandations sont basées sur la représentation des relations causales existant entre les défauts et/ou les qualités d’un produit et les actions technologiques en s’appuyant sur des mécanismes explicatifs. L’outil permet également de déterminer les impacts possibles d’une action technologique recommandée sur d’autres défauts et qualités. L’outil proposé peut être également utilisé à des fins de formation. Grâce à une interface conviviale, cet outil a vocation à être utilisé au quotidien et permet de prendre en compte les retours d’expérience afin d’enrichir et de faire évoluer la base de connaissances. La généricité de l’ontologie utilisée pour structurer les connaissances permet de l’appliquer à n’importe quelle filière et procédé de transformation.

• Perspectives :

  La prochaine étape sera de prendre en compte l’incertitude associée aux triplets <situation d'intérêt (défaut/qualité), situation explicative, action technologique>. Cette mesure de l’incertitude sera basée sur les retours d’expérience des fromagers et techniciens fromagers en prenant en compte la fréquence des situations rencontrées et l'efficacité de l’action mise en œuvre dans ces situations.

• Valorisation :

  Dans le cadre du projet CASDAR Docamex coordonné par le Centre Technique de Franche Comté (CTFC), l’outil d’aide à la décision est testé sur plusieurs filières AOP (Comté, Reblochon, Salers, Emmental de Savoie, Cantal). La méthode et l’outil logiciel sont destinés à être exploités dans ces filières et la généricité de l’approche permet d’envisager des valorisations dans d’autres filières (blé dur, vigne et vin, …).

• Références bibliographiques :

  Chein, M., Mugnier, M.-L., 2009. Graph-based Knowledge Representation and Reasoning. Computational Foundations of Conceptual Graphs. Springer, Advanced Information and Knowledge Processing Series, London.

  Buche, P., Cucheval, V., Diattara, A., Fortin, J., Gutierrez, A., 2013a. Implementation of a knowledge representation and reasoning tool using default rules for a decision support system in agronomy applications. In: Graph Structures for Knowledge Representation and Reasoning – Third International Workshop, GKR 2013, Beijing, China, August 3, 2013. Revised Selected Papers, pp. 1–12.

@Web, une plateforme d’organisation des données pour le partage et la réutilisation connectée à l’entrepôt numérique dataverse de l’INRA : application à la réalisation d’un Data Article

Publications associées :

• https://www6.inra.fr/cahier_des_techniques/Les-Cahiers-parus/Les-N-Speciaux/Donnees-de-la-recherche-20182/Art3-ns-Donnees-de-la-recherche-2018
• Consumer perception data and scientific arguments about food packaging functionalities for fresh strawberries Bruno Yun, Patrice Buche, Pierre Bisquert, Sandrine Costa, Madalina Croitoru, Julien Cufi, Valérie Guillard, Alrick Oudot, Rallou Thomopoulos Data in Brief 20 (2018) 1924–1927 (https://doi.org/10.1016/j.dib.2018.09.034)

L’article présente la mise en œuvre d’une démarche Open Science qui permet de rassembler dans l’entrepôt de données ouvert sur le Web, @Web, des tableaux de données provenant de sources hétérogènes en suivant les principes FAIR de gestion des données (i.e. Findable, Accessible, Interoperable, Reusable). @Web est connecté à l’entrepôt numérique Dataverse de l’INRA. Il permet donc d’associer aux tableaux annotés un DOI et de répliquer les tableaux de données dans le Dataverse INRA.

Pour en savoir plus:

• Contexte et enjeux :
  Le contexte actuel de la recherche est marqué par une augmentation rapide du nombre de publications présentant des résultats basés sur la production de données haut débit qui s’accompagnent de traitements importants des données. Dans la plupart des domaines scientifiques, les chercheurs déclarent avoir beaucoup de mal à reproduire les résultats expérimentaux publiés (Baker 2016). La mise à disposition d’entrepôts de données permettant un accès aux données associées à un article scientifique facilite le travail de reproduction des expérimentations et de réutilisation des données produites. Un deuxième objectif est d’augmenter la visibilité du travail des chercheurs en rendant accessible par des moteurs de recherche (par exemple Datacite) les données qu’ils souhaitent mettre à disposition et par la publication de Data Papers en complément des articles habituels.

• Résultats :
  L’article présente la mise en œuvre d’une démarche Open Science qui permet de collecter dans un entrepôt de données ouvert sur le Web des tableaux de données provenant de sources hétérogènes en suivant les principes FAIR de gestion des données (i.e. Findable, Accessible, Interoperable, Reusable). L’interopérabilité et la réutilisation des données est garantie par l’utilisation d’une ontologie pour leur annotation dans un vocabulaire de référence et leur structuration en tableaux. L’association d’un DOI (Digital Object Identifier) permet de rendre accessibles les tableaux de données annotés par l’ontologie, en particulier par l’intermédiaire du moteur de recherche de Datacite. La démarche Open Science est illustrée par la collecte de données caractérisant des matériaux d’emballage commercialisés ou innovants et leur réutilisation dans un outil d’aide à la sélection multicritères d’emballages alimentaires de produits frais respirant (e.g. abricot, fromage, endives).

  Par ailleurs, l’ouverture des données dans une démarche de type Open Science permet d’accroître la visibilité du travail du chercheur. Celui-ci a la possibilité de publier ses jeux de données dans l’entrepôt afin de publier un Data Paper en complément des publications classiques dans des revues ou journaux. Chacun des jeux de données d’un chercheur annoté dans l’entrepôt de données d’@Web étant pourvu d’une URL et d’un DOI, ces trois types de productions (article scientifique, Data Paper et jeux de données) peuvent se citer respectivement comme indiqué dans la figure 1.

  

   

  Figure 1 Citations entre les 3 types de production d’un chercheur

  Le Data Paper publié dans la revue Data in Brief concernant des données de perception de consommateurs et des connaissances expertes sur plusieurs alternatives d’emballages INRA illustre la démarche qui peut être mise en œuvre dans cet entrepôt.

• Perspectives :

  La réalisation de l’entrepôt @Web et son interconnexion avec le Dataverse INRA s’inscrit dans l’effort actuellement réalisé dans l’institut pour faciliter le travail de mise à disposition des données de la recherche (e.g. Portail Data INRA, Open Air+). Le passage à l’échelle d’@Web, actuellement en cours, a pour objectif, conjointement avec la reconnaissance institutionnelle de la production de Data Papers, de favoriser ce nouveau mode de diffusion des résultats de la recherche. La mise en relation d’@Web avec d’autres entrepôts de données permettant notamment de gérer des données de procédé est une autre perspective d’évolution de l’entrepôt à court terme.

• Valorisation :

  Dans le cadre des projets européens NOAW et GLOPACK coordonnés par l’UMR IATE, l’entrepôt @Web sera utilisé pour collecter les données produites dans ces projets qui auront vocation à être réutilisés dans les outils d’aide à la conception et à la sélection d’emballages alimentaires biodégradables et biosourcés (Guillard et al. 2015, Tamani et al. 2015, Yun et al. 2018).

• Références bibliographiques :
  • Baker, M. (2016). 1,500 scientists lift the lid on reproducibility. Nature News, 533(7604), 452.
  • Tamani, N., Mosse, P., Croitoru, M., Buche, P., Guillard, V., Guillaume, C., Gontard, N., 2015. An argumentation system for eco-efficient packaging material selection. Comput. Electron. Agric. 113, 174–192.
  • Guillard V., Buche P., Destercke S., Tamani N., Croitoru M., Menut L., Guillaume C., Gontard N. A Decision Support System to design modified atmosphere packaging for fresh produce based on a bipolar flexible querying approach, Comput. Electron. Agric., 2015, 111, 131–139
  • Yun B., Bisquert P., Buche P., Croitoru M., Guillard V., Thomopoulos R. Choice of environment-friendly food packagings through argumentation systems and preferences. Ecological Informatics 48 (2018) 24-36