| Titre : | Optimizing Nitrogen Use Efficiency in Moroccan Winter Wheat Through Reinforcement Learning: A WOFOST Digital Twin Benchmarked Against Farmer Practice |
| Auteurs : | CHAHOUI Youness, Auteur ; LAHLOU Mouanis, Auteur |
| Type de document : | texte imprimé |
| Editeur : | Rabat : IAV Hassan II, 2026 |
| Format : | 92 |
| Langues: | Anglais |
| Mots-clés: | blé tendre ; Maroc ; fertilisation azotée ; jumeau numérique ; WOFOST,apprentissage par renforcement ; efficience d'utilisation de l'azote (NUE) ; EU Nitrogen Expert Panel (EUNEP) |
| Résumé : |
Au Maroc, la fertilisation azotée du blé tendre repose largement sur des pratiques empiriques,
ce qui entraîne à la fois des pertes de rendement et une utilisation inefficace de l'azote dans un contexte semi-aride très variable. Ce travail développe un jumeau numérique entièrement basé sur la simulation afin d'optimiser la fertilisation azotée du blé tendre marocain (cultivar Bandera) et de comparer une politique de fertilisation issue de l'apprentissage par renforcement à des stratégies agronomiques établies. Un modèle de culture WOFOST (WOrld FOod STudies) 8.1, couplé au module azote et matière organique du sol SNOMIN (Soil Nitrogen module for Organic and MIneral Nitrogen), a été calibré et validé à partir de données réelles multi-parcellaires provenant des sites de Kenitra, Assilah et Sidi-Kacem, la calibration étant restreinte, au moyen d'une analyse de sensibilité préalable, aux seuls paramètres appuyés par les mesures de terrain disponibles. Le jumeau calibré reproduit fidèlement les observations (coefficient de détermination R² = 91,6 % ; erreur quadratique moyenne normalisée NRMSE = 10,1 % pour le rendement en grain, biais moyen quasi nul), tandis que la validation externe sur des parcelles indépendantes révèle une sous-estimation systématique qui délimite le domaine de validité du jumeau. Sur ce jumeau validé, quatre stratégies azotées et une référence sans azote ont été comparées : la pratique documentée de l'agriculteur, deux recettes agronomiques calées sur la phénologie et dérivées selon la méthode de (Mamassi et al., 2025), une recette fixe (T1) et une recette ajustée à la pluviométrie (T2), ainsi qu'un agent d'apprentissage par renforcement sous contraintes, adapté du cadre de simulation-apprentissage de Wageningen (NUE-PCSE-Gym ; (Baja et al., 2025)), entraîné à décider des doses et des dates d'apport azoté sous une limite de trois apports par campagne. Toutes ont été rejouées sur une base commune de quatre parcelles et huit années climatiques exclues de l'entraînement, puis évaluées dans le cadre du Panel d'experts européen sur l'azote (EU Nitrogen Expert Panel, EUNEP), l'efficience d'utilisation de l'azote (NUE, Nitrogen Use Efficiency) étant rapportée conjointement au surplus azoté afin de ne pas valoriser un appauvrissement du sol. L'agent d'apprentissage par renforcement est la seule stratégie dont la médiane se situe dans la cible EUNEP, et la plus régulière sur l'ensemble des parcelles-années (12 sur 32, contre 6 à 7 pour les recettes fixes). Son avantage se concentre sur les saisons favorables, où il est le seul à atteindre la cible alors que les trois recettes fixes appauvrissent le sol en azote en apportant trop peu. Il ne domine cependant pas : lors des saisons limitées par l'eau, il apporte un azote que la culture ne peut valoriser et se trouve dépassé en efficience par la recette fixe la plus sobre, faute de pouvoir anticiper une sécheresse qu'il n'a pas encore observée. Ce travail démontre l'intérêt d'un jumeau numérique de culture validé comme banc d'essai pour la gestion azotée, tout en identifiant l'anticipation de la sécheresse comme le problème ouvert décisif en conditions semi-arides. |
| Examinateur : | ELGORAI Zineb/MAMASSI Achraf |
| Président : | DEHHAOUI Mohammed |
| Rapporteur : | LAHLOU Mouanis/BOURAS El Houssaine |
| En ligne : | http://10.2.0.27/PDF_CDA/uploads/PDF/CHAHOUI_Youness_2026_10865.pdf |
Exemplaires (2)
| Code-barres | Cote | Support | Localisation | Section | Disponibilité |
|---|---|---|---|---|---|
| 200042330 | 10865 | Support papier | Salle des thèses/PFE (RDC) | Ingénieur Agronome | Consultation sur place Exclu du prêt |
| 200042331 | 10865 | Support papier | Salle des thèses/PFE (RDC) | Ingénieur Agronome | Consultation sur place Exclu du prêt |
