DÉVELOPPEMENT DE PROTOCOLES DE CALIBRATION AVANCÉS POUR LES MODÈLES SOL-CULTURE DANS LE CADRE DE L’INITIATIVE AgMIP CALIBRATION

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Présentation INRAE

L’Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (INRAE) est un établissement public de recherche rassemblant une communauté de travail de 12 000 personnes, avec 272 unités de recherche, de service et expérimentales, implantées dans 18 centres sur toute la France. INRAE se positionne parmi les tout premiers leaders mondiaux en sciences agricoles et alimentaires, en sciences du végétal et de l’animal. Ses recherches visent à construire des solutions pour des agricultures multi-performantes, une alimentation de qualité et une gestion durable des ressources et des écosystèmes.

Environnement de travail, missions et activités

Contexte

Les modèles sol-culture jouent un rôle clé en agronomie en permettant de caractériser et de prédire la performance des cultures et leurs interactions avec l’environnement dans des conditions variées. La précision et la fiabilité de ces modèles dépendent fortement de leur calibration, qui consiste à estimer les valeurs des paramètres pour minimiser les écarts entre les sorties du modèle et les observations expérimentales.

Malgré de nombreuses avancées, il n’existe toujours pas de consensus sur les meilleures pratiques de calibration. L’initiative Agricultural Model Intercomparison and Improvement Project (AgMIP) Calibration vise à relever ce défi en développant des protocoles de calibration standardisés et en favorisant les collaborations internationales pour les évaluer sur divers modèles sol-culture (voir par ex. Wallach et al. 2023, 2024). Ces protocoles s’appuient sur des méthodes statistiques avancées pour améliorer la paramétrisation des modèles et renforcer ainsi leur précision et leur robustesse prédictive.

L’évaluation de ces protocoles sur un large ensemble de modèles a été grandement facilitée par l'utilisation et le développement du package R CroptimizR, qui fournit une interface générique spécifiquement conçue pour connecter les modèles de culture avec divers algorithmes d'estimation de paramètres. Les protocoles et méthodes développés dans le cadre de l’initiative AgMIP Calibration sont systématiquement intégrés à CroptimizR, permettant leur application à tout modèle de culture pour lequel une interface a été développée et à divers jeux de données. Cela permet une comparaison rigoureuse des résultats obtenus avec différents modèles et méthodes de calibration.

Ce poste de post-doctorat s’inscrit dans la dynamique du projet AgMIP Calibration et a pour objectif de perfectionner les protocoles de calibration existants en intégrant de nouveaux algorithmes de sélection et d’optimisation des paramètres. Le travail contribuera au développement et à la diffusion de méthodologies améliorées au sein de la communauté internationale de modélisation sol-culture.

Activités

Le/la candidat(e) rejoindra l’équipe CAPTE au sein du laboratoire EMMAH (INRAE Avignon), où le package CroptimizR est développé, et travaillera en étroite collaboration avec les co-animateurs du projet AgMIP Calibration ainsi qu’avec la communauté internationale de modélisateurs impliqués dans AgMIP.

Ses principales missions seront de :

• Réaliser une revue de la littérature pour identifier les algorithmes d'optimisation globale pertinents adaptés aux espaces de paramètres de grande dimension.
• Implémenter et intégrer dans le package CroptimizR les algorithmes de sélection de paramètres et d'optimisation globale identifiés.
• Appliquer ces algorithmes à plusieurs modèles sol-culture (par exemple, STICS, DSSAT-CERES, APSIM NextGen, SiriusQuality2) en exploitant des ensembles de données expérimentales et les configurations de modèles associées déjà disponibles.
• Caractériser les surfaces de réponse des problèmes d'optimisation pour mieux comprendre leur structure et les défis associés et optimiser les hyper-paramètres des méthodes sélectionnées pour améliorer leur efficacité et leur robustesse.
• Évaluer les performances de protocoles de calibration alternatifs intégrant ces algorithmes, sur les modèles et ensembles de données sélectionnés.
• Interagir avec la communauté internationale de modélisation AgMIP pour discuter des résultats obtenus avec les différents modèles.
• Contribuer à la diffusion des résultats par le biais de publications scientifiques, de présentations lors des réunions AgMIP et de mises à jour du paquet CroptimizR.

Selon la disponibilité du candidat, le contrat pourra débuter entre le 1er juin et le 1er Octobre 2025.

Formations et compétences recherchées

• Doctorat en mathématiques appliquées, statistiques ou disciplines connexes. Un doctorat en agronomie ou domaine proche sera également considéré.
• Expertise en estimation de paramètres et techniques d'optimisation.
• Expérience en méthodes statistiques pour la sélection de variables, l'optimisation globale et/ou l'estimation bayésienne.
• Maîtrise du langage R.
• La connaissance des modèles sol-culture et de leurs méthodologies de calibration est un plus.
• Capacité démontrée à publier des articles scientifiques dans des revues à comité de lecture.
• Maîtrise de l'anglais (écrit et parlé).
• Capacité à travailler en équipe et à communiquer, avec un intérêt pour l’interaction avec la communauté internationale de modélisation sol-culture.

Votre qualité de vie à INRAE

En rejoignant INRAE, vous bénéficiez (selon le type de contrat et sa durée) :

-  jusqu'à 30 jours de congés + 15 RTT par an (pour un temps plein)
- d'un soutien à la parentalité : CESU garde d'enfants, prestations pour les loisirs ;
- de dispositifs de développement des compétences : formation, conseil en orientation professionnelle ;
- d'un accompagnement social : conseil et écoute, aides et prêts sociaux ;
- de prestations vacances et loisirs : chèque-vacances, hébergements à tarif préférentiel ;
- d'activités sportives et culturelles ;
- d'une restauration collective.

Modalités pour postuler

J'envoie mon CV et ma lettre de motivation