M2 From Agronomy to Agroecology

Basic knowledge in agronomy and statistics

During this class, students will get: (i) an overview of relevant methodologies for research in agronomy for global issues with a focus on meta-analysis and yield gap analysis; (ii) some insights into the past trends of some major drivers of the global food system (global crop production, harvested area and yields of major food crops); (iii) knowledge on major production systems worldwide, (iv) knowledge about the relationship between agriculture and biodiversity at the global scale, (v) knowledge about nutrients flows linked to agricultural activities at the global scale, with a focus on organic farming upscaling, and (vi) knowledge about relationships between agricultural systems and pests and diseases at large scale. Major open global data sources will be presented, and two of them (FAOSTATS and the Global Yield Gap and Water Productivity Atlas) will be used during tutorial classes to perform some calculations and simple statistics analyses (with R or Excel software).

Agronomists play a crucial role in addressing global challenges within the context of a rapidly growing global population, changing diets, and the need to reduce the environmental footprint of agriculture. The objectives of this class are (i) to acquire knowledge about agricultural systems at the global scale in terms of production and its relationships with the environment and food security, and (ii) to present the methods used by agronomists to address these global issues.

The evaluation is based on a group evaluation. Students will be asked to form groups of 3 to 7 (depending on the number of students) at the beginning of the class. Each group will select a subject from a list proposed by the teachers and deliver an oral presentation at the end of the class on the chosen subject, based on lectures, tutorial classes, and information gathered from other sources. The presentation will be in English for all students. This oral evaluation (3 hours in total) may be supplemented by a written evaluation (individual or group), which will be announced at the beginning of the class. Attendance and participation in the course will also be accounted for in the final grading

UE mutualisée avec le M2 CLUES

• Cassman K.G. (2012). What do we need to know about global food security? Global Food Security, 1(2), 81-82.x000D 
• Fischer et al. (2014). Crop yields and global food security: will yield increase continue to feed the world? Canberra: Australian Centre for International Agricultural Research. Available at: http://aciar.gov.au/publication/mn158 x000D
•  Godfray H.C. et al. (2010). Food security: the challenge of feeding 9 billion people. Science, 327(5967), 812-818.x000D
•  Grassini P. et al. (2013). Distinguishing between yield advances and yield plateaus in historical crop production trends

Statistique inférentielle (estimation, intervalles de confiance, tests).
Bases du modèle linéaire. Programmation basique avec R.

Après un rappel sur le modèle linéaire, les étudiants apprendront à développer et à utiliser des modèles plus complexes, tels que les modèles linéaires généralisés et les modèles mixtes. Des cours spécifiques seront également consacrés à la planification expérimentale, à l’analyse de séries temporelles et aux techniques qui jouent un rôle important en écologie. Les différentes méthodes seront appliquées à des jeux de données réelles en agronomie et écologie via le logiciel statistique R lors des séances de TP.

À l’issue de ce module, face à un jeu de données en agronomie ou en écologie, l’étudiant·e saura mener une analyse statistique solide visant à répondre à une question de recherche.  Il/elle saura choisir les méthodes les plus adaptées au type de données et à la question posée et les mettre en œuvre à l’aide du logiciel R. Il/elle saura également évaluer la performance des méthodes utilisées, interpréter les résultats de l'analyse et proposer des pistes d’amélioration pour l’approche adoptée.

Compétences : Formaliser une question issue de l’agronomie ou l’écologie en terme de modèle statistique. Sélectionner un modèle parmi une collection de modèles, estimer ses paramètres, analyser les sorties et prédiction ainsi que l’incertitude associée.

Statistique inférentielle (1999) J.J. Daudin, S.Robin, C. Vuillet, ed. PUR Analyse statistique des risques agro-environnementaux (2011) D. Makowski, H. Monod, Springer Le modèle linéaire par l’exemple (2012) J.-M. Azais, J.-M. Bardet, Dunod.

L’enjeu principal est de doter les étudiants de capacités théoriques et méthodologiques pour comprendre comment se produisent et s’inscrivent des connaissances scientifiques dans des dynamiques de changements techniques et sociaux. Il s’agit de travailler sur la co-évolution des problématiques et des modes d’intervention entre chercheurs et praticiens dans des situations complexes de changement. Ce sont les « trajectoires » du problème, des dispositifs de recherche, des activités et méthodes déployées, etc., qui sont mises au cœur de l’analyse.

Le module doit permettre aux étudiants :
-d’être sensibilisés à la façon dont les Sciences Humaines et Sociales (SHS) abordent les rapports entre sciences et sociétés et les questions relatives au changement sociotechnique,
-de s’approprier des cadres issus des Sciences Humaines et Sociales pour analyser des processus de recherche transdisciplinaires dans des situations complexes de changement.
-d’être mieux armés pour analyser leur propre posture de recherche et la façon dont les connaissances agronomiques et agroécologiques qu'ils contribuent à élaborer sont produites et mobilisées.

La démarche pédagogique s’appuie sur l’apport de notions permettant d’analyser le processus de recherche quand celui-ci a des visées transformatrices par l’intermédiaire d’une introduction et de quelques textes clés sur ces notions (voir ci-dessous) puis sur la mobilisation de ces notions. Cette mobilisation est réalisée en quatre temps : 1.un exercice collectif d’exploration de la complexité d’une situation de recherche partenariale 2.la construction d’un questionnement à adresser aux acteurs d’une telle situation 3.l’analyse détaillée et approfondie d’un cas d’étude à partir de lectures de textes scientifiques produits par des chercheurs bio techniciens et à partir d’une série d’entretiens avec les différentes parties prenantes de ces situations. 4.la rédaction d’un document (par chaque étudiant) sur le stage de fin d'études à venir remobilisant les méthodes acquises: d'où vient le sujet de stage, de quelle posture de recherche semble-t-il relever?

•Chevassus-au-Louis (2006) Refonder la recherche agronomique. A lire pour la description de l’évolution de la recherche agronomique en société •Callon et al., (2001) Agir dans un monde incertain. A lire pour l’idée de voir la recherche comme processus de « traduction » •Hatchuel (2000) Intervention research and the production of knowledge in Cerf, Gibbon, Hubert et al. (eds) Cow up a tree, knowing and learning for change in agriculture. Case studies from industrialised countries. A lire pour découvrir les trois modèles de la recherche tels qu’ils sont proposés par Hatchuel.

B2 level

Deux évaluations des compétences orales et de communication seront réalisées au cours du module.

1. Conception et présentation orale d’un poster scientifique en anglais, en lien avec le travail bibliographique réalisé dans le cadre du module Régulations biologiques et Biologie Intégrative.
2. Préparation et présentation d’un pitch de groupe basé sur les lignes directrices fournies, pour renforcer la clarté et l’efficacité de la communication orale.

Entretenir et améliorer le niveau d’anglais oral des étudiants, notamment l'acquisition et l'usage précis du vocabulaire scientifique adapté au contexte;
Développer des compétences en anglais scientifique, notamment la maîtrise des spécificités de l’anglais scientifique (clarté, concision, précision, rigueur) ; la conception et la présentation d’un poster scientifique ; la préparation et la présentation d’un pitch de groupe selon les lignes directrices.

Déroulement :
Les sujets de stage doivent être choisis courant novembre pour que le projet puisse commencer en décembre pour être présenté en janvier. Les étudiants travaillent en autonomie pendant la préparation au stage (créneaux libérés à l'emploi du temps). Un tuteur enseignant est nommé; il sert également de correspondant pour le projet. Ce tuteur se tient à la disposition de l’étudiant pour discussions éventuelles. La préparation au stage donne lieu à deux rendus : (i) un rapport écrit et (ii) une présentation orale de poster. L’évaluation de l’écrit portera sur la qualité de la présentation de la problématique, et sur la manière dont l’enchaînement question posée/hypothèses/choix de démarche et méthodologie est restitué. L’évaluation de la présentation orale portera sur la qualité du poster, et sur celle du commentaire oral l’accompagnant.

Il s’agit d’une phase préparatoire au stage qui donne lieu à une évaluation séparée de l'évaluation finale du stage.

Objectif : réaliser un travail de réflexion préalable à la réalisation du stage lui-même, et intégrant (i) une réflexion sur la problématique, (ii) un défrichage bibliographique, (iii) une préparation au choix de la démarche de recherche (incluant la méthodologie), (iv) éventuellement un premier traitement de données acquises par des tiers.

Sujet et laboratoire d’accueil proposés à l’étudiant, ou à trouver par lui-même avec agrément nécessaire de l’équipe pédagogique, dans le domaine de l’agroécologie. Le stage est réalisé à partir de fin janvier/début février, avec une date de soutenance (fin août/début septembre). Un tuteur enseignant est nommé par stage. Rendu sous forme de rapport de stage écrit et de soutenance orale. Le document écrit doit restituer l’ensemble du cheminement réalisé pendant le stage, de la définition de la problématique et de son inscription dans un programme de recherche plus global à l’interprétation des résultats obtenus, aux conclusions qui en sont tirées et aux perspectives offertes. La notation de l’écrit par l’équipe pédagogique portera sur la qualité du travail de recherche et sur la clarté de sa présentation. Une notation sera également attribuée par le maître de stage de la structure d’accueil et le tuteur de l’équipe pédagogique, intégrant le comportement de l’étudiant pendant le stage, et la qualité du travail réalisé. L’évaluation de la soutenance orale par le jury portera sur la pertinence des choix de présentation réalisés, sur la qualité de la présentation, et sur celle de la réponse aux questions. Le jury sera constitué de trois enseignants-chercheurs/chercheurs impliqués dans le master.

Objectif : mettre l’étudiant dans une situation de réalisation d’un travail de recherche dans une structure d'accueil en lien avec la recherche

Aucun

Les séances sont conduites par une consultant extérieure ayant l'expérience d'un public d'étudiants en master de filière scientifique. L'ensemble des séances se répartit en deux séances plénières et une séance d'entretien individuel sur la base du cv et de la lettre de motivation préparée par les étudiants.

L'objectif de l'UE est que les étudiants soient capables d'identifier et de mettre en avant leurs compétences et leur motivations pour guider leur recherche de stage et préparer leurs entretiens de recrutement en stage.
Un accent est mis sur l'identification des motivations et leur traduction au travers du CV et de la lettre de motivation.

Bases en agronomie, sciences du milieu et agroécologie
Bases de l'analyse d'article scientifique

L’UE est composée de plusieurs parties complémentaires: 

- une séquence introductive donnant des rappels sur les concepts et méthodes de l’agronomie et de sciences sociales 

- une visite de terrain 

- de séquences de brainstorming et de débats préparés sur les thèmes de l'agroécologie et des approches interdisciplinaires 

- un cycle de conférences données par des personnalités reconnues en lien avec l’agronomie et l’agroécologie (pratiques, société ou science). Des lectures d’articles et des séances de réflexion (brainstorming) permettent de préparer ces conférences.

L’objectif pour les étudiants est de comprendre les débats qui existent sur l’agroécologie et notamment sur (i) ses rapports avec d’autres disciplines dont l’agronomie, (ii) son rapport à l’action, (iii) ses implications épistémologiques. Il s'agit d'une séquence basée sur des rappels en agronomie et sciences sociales et des méthodes de pédagogie active, en filaire sur tout le 1er semestre qui permet aux étudiants de remobiliser les acquis des autres modules dans le cadre d'activité de débat avec des professionnels.

Altieri, M.A., 2002. Agroecology: the science of natural resource management for poor farmers in marginal environments. Agriculture, Ecosystems & Environment 93, 1–24. 

Dalgaard, T., Hutchings, N.J., Porter, J.R., 2003. Agroecology, scaling and interdisciplinarity. Agriculture Ecosystems & Environment 100, 39–51. 

Dumont, B., Fortun-Lamothe, L., Jouven, M., Thomas, M., Tichit, M., 2013. Prospects from agroecology and industrial ecology for animal production in the 21st century. Animal 7, 1028–1043. 

Francis, C., Lieblein, G., Gliessman, S., et al., 2003. Agroecology: The ecology of food systems

Bases en agronomie, sciences du milieu, agroécologie.

Le projet se déroule en mode filaire sur une partie du premier semestre. En s'appuyant sur les apports de connaissances et méthodologiques des enseignements sur l'introduction à la conception et à la créativité, le module PAP comprend : 

- des phases d'exploration bibliographique réalisée en autonomie, 

- des séquences de projets tutorés et 

- des phase de rédaction et de restitution orale.

L'objectif de l'UE est de s'initier à la démarche de co-conception avec des chercheurs pour produire un projet pluridisciplinaire en lien avec l’agroécologie.

Travail en groupe tutoré par des chercheurs experts en conception innovante.

• Agogué Marine , Hooge Sophie , Arnoux Frédéric , Brown Ingi. An Introduction to Innovative Design – Elements and Applications of C-K theory. Ed. MinesParistech 
• Berthet, E., Barnaud, C., Girard, N., Labatut, J., Martin, G., 2016. How to foster agroecological innovations? A comparison of participatory design methods. Journal of Environmental Planning and Management 59, 280–301. https://doi.org/10.1080/09640568.2015.1009627

Bases en agronomie, sciences du milieu, agroécologie, approche globale du fonctionnement des exploitations agricoles

On introduit le module par un exemple de démarche de recherche intégrant d’une part la nécessité de changements d’échelle spatiale et la compréhension des choix techniques des acteurs pour entrer très vite dans l'organisation matricielle du module qui croise les points de vue sur le territoire et trois études de cas de recherches illustrant comment ces différents points de vue sont explorés et connectés. 1- Modéliser les interactions complexes entre pratiques agricoles et phénomènes biophysiques et écologiques 2- Comprendre les choix techniques des agriculteurs et des acteurs pour concevoir des organisations du territoire et de la production 3- Accompagner le changement : entre conception in silico et conception participative. Trois programmes qui font fil rouge du module : Evolution de l'agriculture dans les paysages périurbains ; Réduction de l'érosion dans les Bassins Versants; Interaction cultures-élevages dans les territoires agricoles.

L’objectif du module est de montrer comment l'agronome identifie, hiérarchise voire modélise les interactions d’ordre agroécologique et socioéconomique entre parcelles agricoles, entre exploitations agricoles, entre acteurs utilisant un même territoire pour concevoir et évaluer des systèmes techniques complexes (système d'approvisionnement d'industriel, bassin versant, habitat d’espèces à protéger …). Se faisant l’agronome (ou l’agro-écologue) se trouvera fréquemment dans une posture de recherche-action au contact d’acteurs aux intérêts divers vis-à-vis des pratiques à développer dans ces territoires. On montrera comment cette posture justifie des dispositifs interdisciplinaires permettant d’analyser les stratégies et les décisions des acteurs et d’accompagner les transformations qu’ils mettent en œuvre.

Deux approches pédagogiques seront mises en œuvre au cours de ce module :•Des apports de connaissances (cours, conférences, TP) pour comprendre les différents types d'interactions entre les organismes vivants et entre ceux-ci et leur milieu dans un agroécosystème. •Des études d'agroécosystèmes et d'exemples d'application pour illustrer les interactions entre régulations biologiques et systèmes de culture, et approfondir les méthodes de recherche mises en œuvre, les résultats obtenus et les perspectives qu'ils ouvrent. Ces exemples d'application serviront de base à un travail personnel des étudiants qui sera évalué (réalisation d'un poster). L'évaluation sera complétée par un compte-rendu de TD sur la représentation de la compétition au sein d'un système complexe.

Le module RB&BI a pour objectif de faire ressortir les liens entre régulations biologiques au sein de couverts complexes et mécanismes sous-jacents sollicités. Il comporte deux grandes parties : 1- Acquisition des ressources par les systèmes complexes : du fonctionnement écologique des sols aux stratégies écologiques mobilisées pour la résilience des systèmes ; et 2- Régulations des bioagresseurs par les systèmes complexes : des interactions complexes dans l’agro-écosystème à leur mobilisation en lutte biologique ou PAEC. Les processus nécessaires à la compréhension des exemples précèderont les cas d’étude choisis.