Retour en haut

Recherche étudiant·es ou stagiaires

Expertises

Hydro-informatique , Agriculture de précision

Courriel
paul.celicourt@inrs.ca

Téléphone
418 723-1986 poste 5469

Bureau
UQAR

Centre Eau Terre Environnement

490, rue de la Couronne
Québec (Québec)  G1K 9A9

 

Université du Québec à Rimouski

300, allée des Ursulines, C. P. 3300, succ. A
Rimouski (Québec)  G5L 3A1
CANADA
Voir le centre

Intérêts de recherche

Au cours de son cheminement académique, le professeur Célicourt a développé des intérêts de recherche dans le domaine de l’agriculture numérique et du développement durable des agroécosystèmes. Plus particulièrement, il s’intéresse aux thématiques suivantes :

  • Capteurs connectés pour la détection préventive de maladies des plantes.
  • Standardisation des systèmes d’informations agricoles.
  • Développement de cyberinfrastructures agricoles arrimant instrumentation, système d’aide à la décision et opérations aux champs.
  • Développement de systèmes embarqués munis de modèles d’apprentissage automatique légers pour le suivi spatiotemporel des agroécosystèmes.
  • Transformation des machines et infrastructures agricoles pour la collecte de données spatiotemporelles non-conventionnelles aux champs.
  • Adoption de technologies d’agriculture numérique ou de précision et des pratiques agricoles durables.
agriculture hydro-informatique recherches

 

Son équipe

Louis Raymond Emmanuel Asie

Doctorat

Jean Alain Civil

Doctorat – codirection

Jean-Pierre Guensly

Doctorat – U. Laval – codirection

Fractyl Mertilus

Doctorat

Said Alou Tankari

Maîtrise

Cheikh Mamadou Mbacké Thiaw

Maîtrise

Kerry Marquens Bellune

Stage

Jacob Drapeau

Stage

Jean Robitaille

Stage

Herlest B. Lovince

Maîtrise

Formation universitaire

  • Stage postdoctoral, Agriculture de précision, Université Laval (2019-2021)
  • Ph. D. Génie des ressources hydriques et environnemental (Hydroinformatique), City College of New York (États-Unis, 2017)
  • M. Sc. Développement durable (traitement des eaux usées), City College of New York (États-Unis, 2011)
  • B. Sc. Génie électromécanique, Université d’État d’Haiti (2009)

 

Biographie

Paul Célicourt est actuellement professeur adjoint au Centre Eau Terre Environnement de l’INRS dans le cadre de l’Unité Mixte de Recherche INRS-UQAR. Au cours de son doctorat obtenu en 2016 au City College of New York (États-Unis), il a développé une expertise en hydroinformatique, c.-à-d., en génie informatique appliquée à l’hydrologie et aux ressources hydriques. Sa thèse doctorale a contribué à un système d’acquisition de données environnementales mettant de l’avant la standardisation des données à la source au niveau des instruments de mesure. Il a obtenu un brevet du Patent and Trademark Office des États-Unis pour ce système. Son stage postdoctoral commencé en 2019 au Laboratoire d’agriculture de précision à l’Université Laval l’a incité à explorer l’application de son approche de collecte et gestion de données comme solution viable aux défis de standardisation des données agricoles qui proviennent d’une panoplie d’instruments, d’équipements et de machines. Dans cette perspective, il a proposé un nouveau champ de recherche appliquée dénommé Hydroinformatique agricole (Agricultural Hydroinformatics) qui vise la gestion intégrée des eaux agricoles en considérant l’ensemble des interactions de l’eau avec les milieux environnants tels que les plantes, le sol, les animaux, et les humains, et vice versa, comme socle pour aboutir à une agriculture durable. En 2020, il a été rédacteur invité à la revue Frontiers in Water pour une série d’articles en lien avec ce champ de recherche. Après son stage postdoctoral, il a travaillé au même laboratoire à titre de professionnel de recherche jusqu’à son entrée en poste à l’INRS.

Réseaux et groupes de recherche

 

Associations professionnelles

  • American Geophysical Union (2016-…)
  • European Geophysical Union (2020-…)
  • International Society of Precision Agriculture (2021-…)

 

Membre d’un comité éditorial

  • Journal of the American Water Resources Association: 2024-present
  • Frontiers in Water – Water and Hydrocomplexity: Biennial special issue series

 

Révision d’articles scientifiques

  • Digital Water (Taylor & Francis; 2024-…)
  • Scientific Reports (Nature; 2023-…)
  • BMC Plant Biology (Springer Nature; 2022-…)
  • Sustainable Water Resources Management (Springer Nature; 2022-…)
  • Frontiers in Environmental Science (Frontiers; 2022-…)
  • H2O Open Journal (IWA; 2018-…)
  • Journal of Hydroinformatics (IWA; 2013-…)

 

Participation à l’organisation de congrès

Integration of Transducer Data Collection. Locations: U.S. Patent and Trademark Office. Patent No. 11,252,485; World Intellectual Property Organization|Patent Cooperation Treaty. Application Number WO 2018/102061 A1. Statut : Accordé le 15 février 2022.

Projets de recherche actuels

Projection Multisectorielle et Multifactorielle des Besoins en Eau Futurs du Québec à l’Aide d’un Système Hydroinformatique

Les récents conflits d’usage de l’eau au Québec seront, de toute évidence, amplifiés dans le futur étant donné les perturbations climatiques provenant de l’accumulation des Gaz à Effet de Serre (GES) dans l’atmosphère, d’une part, et la productivité des différents secteurs d’activités du Québec en réponse aux croissances démographiques et économiques, d’autre part. Ce projet vise à doter le ministère de l’Environnement et de la Lutte contre les Changements Climatiques, de la Faune et des Parcs (MELCCFP) et Ouranos d’une capacité d’anticipation des besoins en eau futurs des principaux secteurs d’activités économiques en tenant compte de facteurs environnementaux et socio-démographiques externes qui peuvent influencer les besoins.

Source de financement : MELCCFP & uranos
Organismes partenaires : ROBVQ, MAPAQ.

Durée : 04-2023 à 03-2025

Équipe de recherche : Paul Célicourt (chercheur principal), Alain Rousseau (INRS), Silvio J. Gumiere (Université Laval), Philippe Kabore (Université du Québec à Rimouski).

Financement : 180 000 CAD

Url: https://www.ouranos.ca/fr/projets/projecteau

 

Digital transformation of agrifood processes and supply chains: tools and technologies design for multi-economic agrifood systems

Le programme de recherche proposé s’appuie sur le projet de technologies de surveillance environnementale intégrant la standardisation des données que j’ai mené pendant mes études doctorales. Il se concentre sur la transformation numérique des processus agroalimentaires et des chaînes d’approvisionnement. L’objectif à long terme est le développement d’outils et de technologies numériques innovants vers la transformation des systèmes agroalimentaires en des systèmes multi-économiques, c’est-à-dire ceux qui se développent dans un contexte d’économie de l’information, de bio-économie, d’économie circulaire, d’économie verte et d’économie politique. L’originalité de cette proposition réside dans sa prise en compte des objectifs et des avantages élargis des technologies numériques du point de vue de la chaîne d’approvisionnement, c’est-à-dire au-delà des améliorations de la productivité et de l’efficacité des processus à l’échelle de la ferme. Comme tremplin pour aboutir à des systèmes agroalimentaires multi-économiques, les objectifs à court terme de cette proposition visent de : (a) développer, tester et déployer un prototype de système d’observation agricole pour la surveillance et la caractérisation automatisée des opérations de production agricole, (b) dériver des mesures de soutien aux revendications de durabilité de fournisseurs de produits agroalimentaires et des informations permettant la traçabilité à partir des données non-conventionnelles capturées par le prototype de système de surveillance, et (c) concevoir et mettre en œuvre un système d’information agricole de référence pour le streaming et la sauvegarde des données capturées sur les processus de production agricole.

Ce projet de recherche entend explorer un angle-mort des technologies numériques agroalimentaires existantes, c’est-à-dire le développement de technologies numériques spécialisées pour générer un bilan complet des opérations et processus qui conduisent à un produit agricole récolté. En conséquence, le programme proposé étendra les avantages des technologies numériques pour répondre au besoin croissant de traçabilité et de transparence du système agroalimentaire dans un contexte « de la ferme à l’assiette ». Les normes de traçabilité alimentaire et les modèles de données existants ne répondent aux défis de la transparence qu’à partir du moment de la récolte jusqu’à la vente au détail, mais pas à ce qui se passe avant la récolte. Cette mine de données ciblées et inexploitées pourrait favoriser une compréhension plus complète des progrès de l’industrie en matière de pratiques durables. L’ensemble du système à développer fournira des observations agricoles d’une manière interprétable par des scientifiques extérieurs au domaine agricole, notamment des spécialistes des sciences sociales intéressés par les approches de co-innovation et l’innovation transformatrice dans les systèmes agroalimentaires, et même des spécialistes des sols intéressés par l’érosion éolienne des sols à l’aide de données basées sur le traitement d’images.

Les données non conventionnelles qui seront produites ont le potentiel d’ouvrir de nouveaux marchés de consommation axés sur la durabilité et des modèles de revenus basés sur les écolabels dans un contexte d’économie de l’information. Les données peuvent tout aussi aider à orienter la formulation de politiques futures liées à des trajectoires durables pour les systèmes agroalimentaires dans un contexte d’économie verte. Elles peuvent être utilisées pour soutenir le développement de nouveaux modèles de simulation afin d’améliorer les opérations agricoles et d’obtenir des résultats plus importants en matière de durabilité, au-delà de la productivité agricole.

Source de financement : Subventions à la Découverte du CRSNG

Durée : 2024-2029

Financement : 147 500 CAD

 

Contribution des technologies numériques et omiques à la pulvérisation de précision des nutriments azotés en production de canneberges

L’industrie de la production de canneberge génère d’importantes retombées économiques pour le Québec avec une contribution d’environ 150 millions $ au Produit Intérieur Brut, plus de 35 millions $ en recettes gouvernementales, et plus de 2 000 emplois. Pendant les dernières années, plusieurs variétés (Crimson Queen, De Moranville, et Mullica Queen) ont été créées et en moins de 10 ans, elles recouvrent près d’un tiers des superficies plantées au Québec. Cependant, le manque de connaissances sur leur besoin en fertilisant a donné lieu à une fertilisation excessive, due principalement à un surdosage et une fréquence accrue des applications. À présent, les recommandations en matière de moment et de taux d’application reposent essentiellement sur une analyse visuelle des plantes, suivie d’applications uniformes à l’échelle du champ. Tout cela se traduit en un manque à gagner pour le producteur d’une part, et un coût environnemental pour la société, d’autre part. Les facteurs locaux tels que les conditions édaphiques et climatiques ainsi que la génétique des plantes doivent aussi être considérés dans toute démarche objective vers de bonnes pratiques de fertilisation. Ainsi, ce projet propose de mettre en place un jumelage d’outils et technologies numériques et omiques pour un pilotage d’amendements de précision des fertilisants azotés en production de canneberges tout en prenant en compte les facteurs édaphiques, climatiques, et génétiques des plantes. Ce virage numérique ne pourra pas être exploitée à son plein potentiel sans aborder la question de son inclusivité vis-à-vis des bénéficiaires dans le contexte spécifique de l’agriculture québécoise. Dans une perspective d’innovation sociale et responsable, le projet propose aussi d’identifier les barrières et déterminants socio-économiques à l’adoption d’outils numériques en fertilisation durable et de mettre en place des méthodes de conception inclusive et participative desdits outils.

Notre approche méthodologique comprend des expérimentations au champ et des analyses physicochimiques et microbiologiques au laboratoire en vue de produire des données pour la détermination de l’efficacité d’utilisation de l’azote (EUA) par les variétés. Les indicateurs d’EUA seront mis en relation avec des données in situ et aériennes pour spatialiser les besoins en azote des plantes à l’échelle du champ. La méthodologie inclut aussi une approche sociale ciblant la fracture numérique des différentes régions ainsi que le niveau de littératie numérique des producteurs et conseillers agricoles. Tout ceci sera utilisé pour informer le développement de modèles économiques et la conception d’une interface logicielle d’aide à la décision en matière de fertilisation qui soit accessible et inclusive.

Ce projet générera d’importantes retombées économiques pour les producteurs, y compris la réalisation d’interventions adhérentes au principe des pratiques 4B (Bonne source, Bonne dose, Bon moment, et Bon endroit) de fertilisation. Il sera piloté par une équipe multidisciplinaire composée de 14 chercheurs, chercheuses et collaborateurs ayant une expertise dans les domaines pertinents au projet, 3 doctorant.e.s, 3 étudiant.e.s à la maîtrise et 1 professionnel.le de recherche. Ce projet démontre un tissage innovant des composantes technique et sociale du réseau d’un producteur agricole pour influencer le virage numérique prôné par le PAD.  

Source : FRQNT – Programme de partenariats en agriculture durable

Durée : 2024-2027

Équipe de recherche : Paul Célicourt  (Chercheur principal; INRS), Alain Rousseau, Philippe Constant, Virginie Hébert, Julia Frotey (Co-Chercheur.se.s; INRS), Philippe Kabore (Co-Chercheur; UQAR), Tagon Missihoun (Co-Chercheur; UQTR),

Collaborateurs : Jean-Pascal Matteau et Silvio J. Gumiere (Université Laval), Saeid Homayouni et Etienne Yergeau (INRS), Didier Labarre et Sébastien Marchand (Association des Producteurs de Canneberges du Québec), Mehdi Adda (UQAR).

Financement : 750 000 CAD

 

Contribution à la gestion intégrée des intrants dans la culture de pommes de terre à l’aide de suivis spatio-temporels à haute résolution

Ce projet entend développer un écosystème d’outils numériques allant des capteurs aux indicateurs de prise de décision qui rationalisera les pratiques quotidiennes de gestion des produits phytosanitaires par les producteurs. Ces derniers seront équipés pour comprendre et prévoir avec précision la nature des risques biotiques et abiotiques qui compromettent souvent la productivité des fermes. Ce projet, axé sur le virage vers l’agriculture numérique, comprend trois objectifs directeurs (i.e., thématiques) :

  1. Instrumentation : Mettre en place un système de suivi au sol et aéroporté pour identifier les zones des champs affectées ou susceptibles de l’être par des maladies, mauvaises herbes, insectes ravageurs et problèmes de compaction en vue de réaliser des actions préventives via des interventions localisées (PhD 1)
  2. Modélisation : Utiliser les données colligées par les systèmes de suivi pour alimenter les modèles de prévision des invasions (insectes, mauvaises herbes, pathogènes) afin de fournir des indicateurs spatialisés d’aide à la décision pour : (a) optimiser l’application des intrants via des interventions localisées et (b) étudier l’effet des opérations agricoles sur les propriétés des sols (PhD 2)
  • Opérationnalisation : Intégrer les systèmes de suivi (PhD 1) et d’aide à la décision (PhD 2) à un système d’informations (c.-à-d., cyberinfrastructure) apte à fournir des cartes d’interventions rationnelles et personnalisées pour la machinerie agricole des producteurs (PhD 3)

Source : FRQNT – Programme de partenariats en agriculture durable

Durée : 2023-2026

Équipe de recherche : Alain Rousseau (INRS; chercheur principal), Paul Célicourt (Co-Chercheur; INRS), Silvio J. Gumiere (Co-Chercheur; Université Laval), Thiago Gumiere (Co-Chercheur; Université Laval).

Collaborateurs : Julien Saguez (CÉROM), Jacynthe Dessureault-Rompré, Richard Bélanger, et Jean Caron (Université Laval), Yacine Bouroubi (Université de Sherbrooke), Antoine Bédard (Patate Lac-Saint-Jean).

Financement : 750 000 CAD

Publications

Celicourt, P., Rousseau, A. N., Gumiere, S. J., & Camporese, M. (2024). Editorial: Hydro-informatics for Sustainable Water Management in Agrosystems, volume II. Frontiers in Water, 6:1424944.

Célicourt, P., Sam, R.D. et Piasecki, M. (2023). Rapid prototyping of an automated sensor-to-server environmental data acquisition system using a FAIR-oriented approach. Journal of Environmental Informatics, 41 (1) : 1-15.
DOI : 10.3808/jei.202300483

Mbarki, Y., Gumiere, S. J., Celicourt, P. et Brédy, J. (2023). Study of the effect of the compaction level on the hydrodynamic properties of loamy sand soil in an agricultural contextFrontiers in Water, 5 : Art. 1255495.
DOI : 10.3389/frwa.2023.1255495

Gumière, S. J., Périard, Y., Célicourt, P., Gumière, T., Lafond, J., et Rousseau, A. N. (2022). A computational method for modeling spatiotemporal variability of hydrodynamic properties in sandy soil under drainage and recharge. Frontiers in Soil Science, 2 : Art. 803892.
DOI : 10.3389/fsoil.2022.803892

Matteau, J.-P., Célicourt, P., Shahriarina, E., Letellier, P., Gumière, T. et Gumière, S. J. (2022). Relationship between irrigation thresholds and potato tuber depth in sandy soil. Frontiers in Soil Science, 2 : Art. 898618.
DOI : 10.3389/fsoil.2022.898618

Matteau, J.-P., Célicourt, P., Létourneau, G., Gumière, T. et Gumière, S. J. (2022). Effects of irrigation thresholds and temporal distribution on potato yield and water productivity in sandy soil. Agricultural Water Management, 264 : 107483.
DOI : 10.1016/j.agwat.2022.107483

Celicourt, P., Rousseau, A. N., Gumiere, S. J., & Camporese, M. (2021). Editorial: Hydro-informatics for Sustainable Water Management in Agrosystems. Frontiers in Water, 2: 758634.

Matteau, J. P., Célicourt, P., Létourneau, G., Gumiere, T., Walter, C., & Gumiere, S. J.  (2021). Association between irrigation thresholds and promotion of soil organic carbon decomposition in sandy soil. Scientific Reports, 11(1): 1-10.

Matteau, J. P., Célicourt, P., Létourneau, G., Gumiere, T., & Gumiere, S. J. (2021). Potato Varieties Response to Soil Matric Potential Based Irrigation. Agronomy, 11(2): 352.

Brédy, J., Gallichand, J., Celicourt, P., & Gumiere, S. J. (2020). Water table depth forecasting in cranberry fields using two decision-tree-modeling approaches. Agricultural Water Management, 233: 106090.

Celicourt, P., Gumiere, S. J., Lafond, J. A., Gumiere, T., Gallichand, J., Rousseau, A. N. (2020). Automated mapping of water table for cranberry subirrigation management: Comparison of three spatial interpolation methods. Water, 12: 3322.

Celicourt, P., Rousseau, A. N., Gumiere, S. J., Camporese, M. (2020). Agricultural hydroinformatics: A blueprint for an emerging framework to foster water-management-centric sustainability transitions in farming systems [Perspective Paper]. Frontiers in Water, 2: 586516.

Jacques, M., Gumiere, S. J., Gallichand, J., Celicourt, P., Gumiere, T. (2020). Impacts of water stress severity on potato photosynthetic activity and yields. Frontiers in Agronomy, 2: 590312.

Celicourt, P., Sam R., Piasecki M. (2016). Development of a wireless environmental data acquisition prototype: An experience report. Journal of Software Engineering and Applications, 9: 479-490.

Celicourt, P. and Piasecki M. (2015). HydroUnits: Supporting dimensional analysis in hydrologic computing systems using sensor-based standards. Journal of Hydroinformatics, 18(2): 168-184.

Celicourt, P. and Piasecki M. (2015). An IEEE 1451.0-based platform independent TEDS creator using open-source components. International Journal of Sensors and Sensor Networks, 3(1).