Prost, Lorène (2008) Modéliser en agronomie et concevoir des outils en interaction avec de futurs utilisateurs : le cas de la modélisation des interactions génotype-environnement et de l’outil DIAGVAR. Doctorat Agronomie, UMR 211 Agronomie INRA/AgroParisTech, AgroParistech 2008AGPT0013 p.198.
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Résumé
Les agronomes conçoivent de nombreux modèles dont l’utilisation hors de la recherche est discutée. Cette thèse, entre agronomie et ergonomie de conception, propose une démarche de conception d’un outil DIAGVAR d’aide à l’évaluation variétale, pensée en lien avec l’usage de cet outil par trois groupes d’acteurs (obtenteurs, agents en charge de l’inscription variétale et agents des instituts techniques). Cette démarche a pour objectif le développement conjoint du modèle inscrit dans l’outil et des activités des différents participants à la conception, chercheurs et utilisateurs. Notre démarche de conception articule une analyse de l’activité d’évaluation variétale et une phase de simulation dans laquelle les utilisateurs potentiels manipulent un prototype de DIAGVAR. Cette démarche nous a permis d’identifier plusieurs questions agronomiques sur le modèle. Deux ont été traitées, sur le renouvellement des indicateurs du statut azoté d’une culture pour rendre possible l’intégration de cette mesure dans les essais variétaux et sur la stabilité des méthodes statistiques utilisées dans le modèle sur les configurations de réseau d’essais très variables des acteurs de l’évaluation variétale. Le traitement de ces questions aboutit à de fortes modifications du modèle agronomique. D’un point de vue ergonomique, notre démarche vise à permettre aux concepteurs et aux utilisateurs de s’engager dans des genèses instrumentales. Nous analysons ces genèses et la façon dont notre démarche modifie l’activité des utilisateurs. Nous proposons enfin un cadre pour identifier comment notre projet ingénierique de conception d’outil contribue à produire des connaissances scientifiques génériques.
| Type d'EPrint: | Thèse (Doctorat) |
|---|---|
| Directeur de Thèse: | Jeuffroy, Marie-Hélène et Cerf, Marianne |
| Date: | 21 Février 2008 |
| Jury de Thèse: | Bergez, Jacques-Eric et Cerf, Marianne et Collonnier, Cécile et Daniellou, François et Doré, Thierry et Lefort, Marianne et Monod, Hervé |
| Ecole Doctorale: | ED 435 AGRICULTURE, ALIMENTATION, BIOLOGIE, ENVIRONNEMENTS ET SANTE |
| Discipline: | Agronomie |
| Fonds: | AgroParistech |
| Institution: | AgroParistech |
| Laboratoire: | UMR 211 Agronomie INRA/AgroParisTech |
| Sujets: | 7. Sciences de la vie et ingénierie du vivant |
| Mots-clés libres: | Wheat, Blé, Model, Modèle, Conception, Utilization, Usage, Participation, Activity, Activité |
| Code ID: | 3692 |
| Déposé par : | Lorène Prost |
| Déposé le : | 01 Août 2008 |
Table des Matières
INTRODUCTION 1
A. PROBLEMATIQUE 4
I. LA CONCEPTION DES MODELES EN AGRONOMIE 4
1. DES MODELES AGRONOMIQUES SURTOUT UTILISES PAR LEURS CONCEPTEURS 4
2. ETUDE DES LIENS ENTRE CONCEPTION ET USAGE DES MODELES EN AGRONOMIE 6
2.1 Diversité de ce que les agronomes appellent des modèles 7
2.2 Objectif des modèles : des modèles pour la recherche 7
2.3 Une démarche de conception partagée et axée sur l’évaluation 9
2.3.1 Les grandes étapes de conception 9
2.3.2 Une démarche de conception segmentée et axée sur la validation 11
2.4 Une démarche qui n’est pas pensée par rapport à un usage ou une utilisation 11
3. QUELLE PLACE POUR LES UTILISATEURS DANS LA CONCEPTION DE MODELES
AGRONOMIQUES ? 12
II. LA CONCEPTION AVEC LES UTILISATEURS 16
1. INTRODUCTION 16
2. UNE APPROCHE DE LA CONCEPTION OUVERTE SUR L’UTILISATEUR 16
2.1 La conception se poursuit dans l’usage 16
2.2 Les raisons à l’implication des utilisateurs 17
3. COMMENT PENSER LE PROCESSUS DE CONCEPTION EN LIEN AVEC LE DEVELOPPEMENT ? 19
3.1 Différents objectifs dans la conception 19
3.2 Quelle analyse de l’activité pour atteindre ces différents objectifs ? 20
3.2.1 Analyser l’activité pour reconfigurer les situations de travail 20
3.2.2 Analyser l’activité dans une perspective développementale 22
3.3 Comment susciter un processus de développement autour de l’outil ? 25
III. LE CAS DE L’EVALUATION VARIETALE ET DES OUTILS D’ANALYSE DES IGE 28
1. L’EVALUATION VARIETALE 28
2. LE PROCESSUS D’EVALUATION REMIS EN QUESTION PAR LES EVOLUTIONS DE LA
PRODUCTION 30
3. COMMENT PREVOIR LES INTERACTIONS GENOTYPE-ENVIRONNEMENT ET LES VALORISER
DANS L’EVALUATION DES VARIETES ? 32
4. PRESENTATION DE LA METHODE DE C. LECOMTE 33
4.1 Diagnostiquer les facteurs limitants des essais 34
4.2 Décomposer les IGE pour mieux connaître les variétés 37
4.3 Récapitulatif des fonctionnalités potentielles de la méthode 38
4.4 Une méthode pour des réseaux d’essais 38
4.5 Une méthode qui requiert des outils informatiques et une automatisation 39
IV. VERS DES QUESTIONS DE RECHERCHE 40
B. LA DEMARCHE DE RECHERCHE MISE AU POINT 44
I. PHASE INITIALE : L’ANALYSE DE L’ACTIVITE 44
1. PRINCIPE : PRIVILEGIER L’EXPLOITATION D’ENTRETIENS EXISTANTS 44
2. MISE EN OEUVRE : LES ENTRETIENS UTILISES 46
3. PRODUITS DE LA PHASE 1 47
3.1 Construction du partenariat de travail 48
3.1.1 Choix des acteurs 48
3.1.2 Mise en place des interactions pour le travail autour de l’outil d’évaluation variétale 50
3.2 Elaboration d’un cadre pour la phase de simulation 52
3.3 Questionnement des données d’entrée nécessaires à la méthode 53
3.4 Mise au point d’un prototype 55
II. PHASE 2 : PREMIERE UTILISATION DU PROTOTYPE 59
1. PRINCIPE : CREER UNE INTERACTION AUTOUR DE L’UTILISATION DU PROTOTYPE 59
2. MISE EN OEUVRE : SIMULATIONS AVEC LE PROTOTYPE 60
2.1 Premier temps : la découverte du prototype 60
2.2 Deuxième temps : l’utilisation indépendante 61
2.3 Troisième temps : le débriefing de l’utilisation 61
3. PRODUITS DE LA PHASE 2 63
3.1 La transcription des discussions 63
3.2 Un partage des points de vue 63
3.3 Des remises en question des routines 64
III. PHASE 3 : QUESTIONNEMENT DES CONCEPTS ET DE LA VALIDITE DE L’OUTIL 65
1. PRINCIPE : UNE MISE EN DEBAT DES DISCOURS ENTRE AGRONOMES 65
2. MISE EN OEUVRE : DISCUSSIONS AUTOUR DES TRANSCRIPTIONS DE LA PHASE 2 65
3. PRODUITS DE LA PHASE 3 66
3.1 Réflexions pour les ergonomes 66
3.2 Réflexions pour les agronomes 67
IV. PHASE 4 : RETOUR VERS LES UTILISATEURS POUR FAIRE UN DEBRIEFING DE LA
DEMARCHE SUIVIE 71
1. PRINCIPE : SE REMEMORER LE PROCESSUS POUR DISCUTER DE SON DEROULEMENT ET DE
SES EFFETS. 71
2. MISE EN OEUVRE : DES ENTRETIENS AUTOUR DE L’ENSEMBLE DE LA DEMARCHE 71
2.1 Construction des entretiens 71
2.2 Méthode d’analyse des changements cités au cours des entretiens 72
3. PRODUITS 73
3.1 Les retours sur la méthodologie du travail 73
3.2 Les changements de l’activité d’évaluation variétale 75
V. DISCUSSION : LIMITES ET CADRAGE DE LA DEMARCHE 76
1. AMELIORER LA DEMARCHE 76
1.1 Phase 1 76
1.2 Phase 2 77
1.3 Phase 3 78
1.4 Phase 4 79
2. IMPORTANCE DU CADRAGE 79
C. EXPLORATION DE QUESTIONS AGRONOMIQUES A L’INTERFACE ENTRE
LE MODELE DIAGVAR ET L’ACTIVITE DES UTILISATEURS 81
I. DES QUESTIONS AGRONOMIQUES CONCERNANT LE DIAGNOSTIC AGRONOMIQUE ET LA
MODELISATION 81
1. QUESTIONNEMENT D’ELEMENTS DU DIAGNOSTIC AGRONOMIQUE 81
1.1 Quelles données d’entrée pour satisfaire aux exigences du diagnostic et respecter les
pratiques expérimentales des acteurs ? 81
1.1.1 Problème des notations maladies 81
1.1.2 Problème de la mesure du stade Epi 1 cm 83
1.1.3 Problème de l’indicateur du statut azoté des cultures 83
1.2 Quels indicateurs choisir pour décrire les facteurs limitants ? 84
1.3 Faut-il conserver des génotypes révélateurs ? 85
2. QUESTIONNEMENT SUR LA FAÇON DE MODELISER DES PHENOMENES BIOLOGIQUES ET SON
EVALUATION 87
2.1 Comment mieux quantifier les relations entre facteurs limitants (FL) et perte de rendement
87
2.2 Quels critères pour juger de la pertinence des résultats du diagnostic agronomique ? 88
2.3 Comment gérer le problème des données manquantes ? 89
2.4 Comment déterminer le rendement potentiel des génotypes révélateurs ? 89
2.5 Comment expliquer le comportement de DIAGVAR face à des variations des bases de
données d’entrée ? 90
II. RECHERCHE D’UN INDICATEUR DU STATUT AZOTE COMPATIBLE AVEC LES PRATIQUES
EXPERIMENTALES DES ACTEURS 91
1. ÉMERGENCE DE LA QUESTION 91
2. LE TRAVAIL EFFECTUÉ: “REPLACING THE NITROGEN NUTRITION INDEX BY THE
CHLOROPHYLL METER TO FACILITATE N WHEAT STATUS ASSESSMENT” 91
2.1 Introduction 91
2.2 Materials and methods 93
2.2.1 Relationship between SPAD readings and NNI 93
2.2.2 Time span around flowering for SPAD measurements 95
2.3 Results and discussion 96
2.3.1 Correlation between SPAD readings from different leaves 96
2.3.2 Relationship between NNI and SPAD 97
2.3.3 Time span of SPAD measurement around flowering. 99
2.4 Conclusion 100
2.5 Acknowledgements 101
III. SENSIBILITE DES METHODES STATISTIQUES AUX DONNEES 102
1. ÉMERGENCE DE LA QUESTION 102
2. LE TRAVAIL EFFECTUÉ : COMPARISON OF STEPWISE SELECTION AND BAYESIAN MODEL
AVERAGING FOR YIELD GAP ANALYSIS 103
2.1 Introduction 103
2.2 Materials and methods 104
2.2.1 Data 104
2.2.2 Linear regression models 105
2.2.3 Bootstrap sampling 106
2.3 Results 107
2.3.1 Full set of explanatory variables 107
2.3.2 Reduced set of explanatory variables 109
2.4 Discussion and conclusion 110
2.5 Acknowledgements 112
IV. DISCUSSION : TRAITEMENT DES QUESTIONS ET CONNAISSANCES PRODUITES 113
1. LES DIFFICULTES A PENSER LA PRODUCTION DE CONNAISSANCES 113
1.1 Les inconforts 113
1.2 Un cadre pour les résoudre 116
2. DECLINAISON DU CADRE C-K-A DANS NOTRE TRAVAIL 118
2.1 Le concept 118
2.2 Les situations singulières d’action 118
2.3 Les champs de connaissances explorés 118
3. CIRCULATION ENTRE LES ESPACES C-K-A 118
3.1 Connaissances mises en mouvement dans le travail sur l’indicateur azote 119
3.2 Connaissances mises en mouvement dans le travail sur la stabilité des méthodes
statistiques 119
3.3 Connaissances mises en mouvement dans les autres questions 121
3.4 Circulation vers l’espace des concepts 121
4. APPORTS DU CADRE C-K-A POUR PENSER LA PRODUCTION DE CONNAISSANCES DANS UN
PROCESSUS DE CONCEPTION 123
D. RETOUR SUR L’INTERVENTION ERGONOMIQUE ET LA DYNAMIQUE DE
CONCEPTION 125
I. LA MISE EN FORME D’UN MODELE DE L’ACTIVITE D’EVALUATION DES VARIETES DANS
UN PROTOTYPE 125
1. CONCEPTION D’UN OUTIL D’ANALYSE DU COMPORTEMENT DE SYSTEMES BIOLOGIQUES : LE
CAS DE L’EVALUATION DES VARIETES DE BLE TENDRE 126
1.1 Introduction 126
1.2 Une démarche de conception articulant cristallisation, plasticité et développement 128
1.3 Recueil des données sur les actions d’évaluation 130
1.3.1 Choix des acteurs 130
1.3.2 Observer le travail ou mener des entretiens et analyser les traces de l’activité 130
1.3.3 L’analyse des données 131
1.4 Résultats de l’analyse des actions d’évaluation des variétés de blé tendre 132
1.4.1 Vers la cristallisation d’un modèle de l’activité d’évaluation 132
1.4.2 Vers la plasticité de l’outil à concevoir 135
1.4.3 Vers l’outil comme médiateur du développement 141
1.5 Conclusion 142
2. RECAPITULATIF 144
II. LA SIMULATION : MISE EN OEUVRE ET ANALYSE 145
1. MISE EN OEUVRE 145
1.1 La dimension instrumentale de l’activité d’évaluation au coeur de la simulation 145
1.2 Travail réalisé 147
2. ANALYSE DE LA PHASE DE SIMULATION 150
2.1 Rôle du collectif dans la simulation et développement horizontal 150
2.2 Les fonctions du prototype dans la simulation 153
III. LES DYNAMIQUES DANS LE PROCESSUS DE CONCEPTION 155
1. DYNAMIQUE DE L’OBJET DE CONCEPTION ET DES ACTIVITES 155
1.1 Dynamique de l’objet de conception 155
1.2 Dynamique de l’activité d’évaluation variétale 156
2. DYNAMIQUE DANS NOS REPONSES AUX OBJECTIFS C/P/D 158
IV. DISCUSSION : ANALYSE DE LA PRODUCTION INGENIERIQUE 161
1. NOTRE SITUATION SINGULIERE D’ACTION. 161
2. CONNAISSANCES MISES EN MOUVEMENT SUR L’ACTIVITE 162
3. CONNAISSANCES MISES EN MOUVEMENT SUR LA SIMULATION 163
4. CONNAISSANCES MISES EN MOUVEMENT SUR LA CONCEPTION 165
5. MISE EN MOUVEMENT DANS L’ESPACE DES CONCEPTS. 167
6. CONCLUSION SUR L’INSCRIPTION DE NOTRE TRAVAIL D’ERGONOME DANS LE CADRE C/K/A
168
E. DISCUSSION GENERALE ET CONCLUSION 170
I. PRINCIPAUX ACQUIS METHODOLOGIQUES DE LA THESE 170
1. ENJEU : NOTRE PROJET DE CONCEPTION 170
2. OUTILS CONCEPTUELS ET METHODOLOGIQUES 171
3. CONDUITE DU PROJET 171
4. REFLEXIVITE DANS ET SUR LA CONDUITE DE PROJET 172
4.1 La réflexivité : un élément clé dans notre conduite de projet 172
4.2 Réflexivité par rapport à la production de connaissances 173
4.3 Réflexivité sur la conduite en lien avec les enjeux 173
II. POSITIONNEMENT DE NOTRE DEMARCHE DANS LE CHAMP DE L’AGRONOMIE 174
1. LES OBJECTIFS DE LA DEMARCHE 175
2. UNE CONDUITE DE PROJET MARQUEE PAR LES ITERATIONS 176
3. LE ROLE CONFERE AU MODELE DANS LA DEMARCHE ET NOTAMMENT DANS LES
SIMULATIONS 177
4. L’IMPORTANCE DU TRAVAIL COLLECTIF AVEC LES UTILISATEURS 180
5. LA CONCEPTUALISATION DE LA VARIABILITE LIEE AU MODELE QUE NOUS TRAVAILLONS181
III. POSITIONNEMENT DE NOTRE DEMARCHE PAR RAPPORT A D’AUTRES FORMES DE
CONDUITE ERGONOMIQUE DE PROJET DE CONCEPTION 183
1. CONSTRUIRE LA PLACE DE L’ERGONOMIE DANS UNE DEMARCHE DE CONCEPTION
EXISTANTE 184
2. MISE EN SCENE DU PROTOTYPE DANS LA SIMULATION 185
3. UNE DEMARCHE QUI DECLENCHE DES APPRENTISSAGES MUTUELS 187
4. QUELLE CONCEPTUALISATION DE L’EXPERTISE ? 188
IV. PRODUIRE DE LA CONNAISSANCE DANS UN CADRE INGENIERIQUE 189
V. PERSPECTIVES 191
1. DES PERSPECTIVES POUR FAIRE EVOLUER LA DEMARCHE 191
1.1 Perspectives par rapport au cadrage de la démarche 191
1.2 Améliorer notre capacité à impliquer les utilisateurs dans le processus
d’instrumentalisation 191
1.3 Arriver à mieux tracer les processus d’instrumentation 193
1.4 Accroître la capacité à accompagner la réflexivité des chercheurs dans le processus et à
formaliser les évolutions 194
2. DES PERSPECTIVES POUR TRAVAILLER LES QUESTIONS SCIENTIFIQUES LAISSEES EN
SUSPENS 194
3. DES PERSPECTIVES DE TRAVAIL SUR L’OUTIL 195
4. RETOUR SUR MA POSITION
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