Soutenance de thèse de Océane GIRARDIE

Association entre l'activité des truies détectées par analyses d'images, dans différents fonds génétique et environnement de mise-bas et les performances des porcelets


Titre anglais : Study of the associations between sow postural activity detected by artificial inteligence in various genetic backgrounds and farrowing environment and performance of piglets
Ecole Doctorale : SEVAB - Sciences Ecologiques, Vétérinaires, Agronomiques et Bioingenieries
Spécialité : Infectiologie, Physiopathologie, Toxicologie, Génétique et Nutrition
Etablissement : Institut National Polytechnique de Toulouse
Unité de recherche : UMR 1388 - GenPhySE- Unité Génétique, Physiologie et Systèmes d'Elevage


Cette soutenance a eu lieu vendredi 06 octobre 2023 à 13h30
Adresse de la soutenance : 24 chemin de borderouge 31320 Auzeville-tolosan batiment SDAR - salle Marc Ridet

devant le jury composé de :
Ingrid DAVID   Chargée de recherche   INRAE   Directeur de thèse
Laurianne CANARIO   Chargée de recherche   INRAE   CoDirecteur de thèse
Céline TALLET   Chargée de recherche   INRAE   Rapporteur
Elisabeth LE BIHAN-DUVAL   Directrice de recherche   INRAE   Rapporteur
Didier CONCORDET   Professeur   Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse   Président
Vincent FOURCASSIé   Directeur de recherche   CNRS   Examinateur
Jaap VAN MILGEN   Directeur de recherche   INRAE   Examinateur
Isabelle VEISSIER   Directrice de recherche   INRAE   Examinateur


Résumé de la thèse en français :  

Le comportement des truies est un indicateur de leur santé et de leur bien-être. Sa prise en compte en sélection pourrait améliorer leur performance maternelle. Les avancées récentes en analyse automatique d'images vidéo avec de l’intelligence artificielle permettent d’étudier leur activité sur des périodes de temps prolongées, d’analyser l’évolution de leur budget temps quotidien et donc définir leur patron d’activité. Parmi les qualités maternelles qui sont toutes les caractéristiques de la truie qui influencent la survie et la croissance des porcelets, nous avons estimé la contribution de l’activité des truies en système de mise bas bloqué (cage de contention) ou libre (enclos individuel). A partir de dispositifs expérimentaux avec un phénotypage fin des aptitudes maternelles, nous avons 1/ caractérisé une population hétérogène de truies Meishan et Large White en système libre pour percevoir la variabilité à attendre dans une population commerciale, et 2/ étudié une population Large White dont les truies étaient élevées successivement en bloqué puis en libre au rang de portée suivant. Pour obtenir le comportement des truies, nous avons entraîné des réseaux neuronaux convolutionnels. Plusieurs postures ont été prédites. Des analyses longitudinales avec clusterisation ont été réalisées sur trois périodes autour de la mise-bas. Les postures couchées (ventral, latéral avec/sans exposition de la mamelle exposée) ont permis de définir différents groupes de truies. Pour étudier l’effet de l'activité des truies sur la survie et la croissance des porcelets au cours de la 1ère semaine de vie, nous avons utilisé respectivement un modèle de survie et un modèle linéaire. Un porcelet né d’une truie qui passait avant la mise-bas une heure de plus à faire autre chose que manger et boire lorsqu'elle est debout avait un risque de mortalité réduit de 26%. Après la mise-bas, les truies effectuant 100 changements de posture supplémentaires réduisaient le risque de mortalité de leurs porcelets de 44%. Les truies passant une heure de plus couchées avec la mamelle exposée avaient un risque de mortalité réduit de 28%. Les truies qui changeaient plus de posture avant la mise-bas élevaient des porcelets dont la croissance était ralentie de 22g/jour, tandis que si elles changeaient plus de postures pour cacher la mamelle le jour de la mise-bas, la croissance était ralentie de 45g/jour. En revanche, si ces changements de postures avaient lieu après la mise-bas, la croissance des porcelets était améliorée de 71g/jour. Des analyses multivariées sur une centaine de caractères maternels ont montré que le comportement le jour de la mise-bas (y compris agressivité, et durée de mise bas) avait une influence importante (en moyenne 48% au total) sur la survie et la croissance des porcelets. Plus la truie passait de temps debout à faire autre chose que manger et boire ou plus elle était agressive envers ses porcelets, plus la croissance des porcelets était faible et plus la mortalité était élevée à J0. La croissance des porcelets les 3 premiers jours de vie était plus faible si la durée de mise bas étai longue. Si la truie passait plus de temps à manger, leur croissance était plus forte et leur mortalité plus faible. Le jeu de données Large White a permis d'examiner l'influence du comportement des truies bloquées sur leur performance suivante en case libre, à travers deux variables d’adaptabilité (croissance et mortalité) qui mesure leur capacité à mieux produire en libre qu’en bloqué. Aucune influence du comportement bloqué n'a été observée avec la variable d’adaptabilité croissance, cependant avec la mortalité il a était mis en évidence une amélioration des performances en libre si les truies bloquées effectuent plus de changements de postures à l’entrée en maternité. Cette thèse a mis en évidence l'importance du jour de la mise-bas sur les performances précoces des porcelets. L’agitation des truies pré-mise bas est un caractère d’intérêt pour la sélection.

 
Résumé de la thèse en anglais:  

The behavior of sows is an indicator of their health and wellfare. Taking it into account in selection could improve their maternal performance. Recent advancements in automatic video image analysis with artificial intelligence allow for studying their activity over extended periods of time, analyzing the evolution of their daily time budget, and thus defining their activity pattern. Among the maternal qualities that encompass all the characteristics of the sow that influence piglet survival and growth, we estimated the contribution of sow activity in both blocked (confinement crate) and free (individual pen) farrowing systems. Using experimental setups with fine phenotyping of maternal abilities, we 1) characterized a heterogeneous population of Meishan and Large White sows in a free system to perceive the variability to expect in a commercial population, and 2) studied a Large White population where sows were raised successively in blocked and free systems in subsequent farrowing events. To obtain sow behavior, we trained convolutional neural networks. Multiple postures were predicted, and longitudinal analyses with clustering were performed on three periods around farrowing. The lying postures (ventral, lateral with/without exposed mammary gland) helped define different groups of sows. To study the effect of sow activity on piglet survival and growth during the first week of life, we respectively used a survival model and a linear model. A piglet born from a sow that spent one more hour doing something other than eating and drinking while standing before farrowing had a 26% reduced risk of mortality. After farrowing, sows performing an additional 100 posture changes reduced the risk of piglet mortality by 44%. Sows spending one more hour lying lateral with the exposed mammary gland had a 28% reduced risk of mortality. Sows that changed postures more frequently before farrowing raised piglets with a slowed growth rate of 22g/day, whereas if they changed postures more to hide the mammary gland on the day of farrowing, the growth rate was slowed by 45g/day. However, if these posture changes occurred after farrowing, piglet growth improved by 71g/day. Multivariate analyses on around a hundred maternal traits showed that behavior on the day of farrowing (including aggression and farrowing duration) had a significant influence (on average 48% in total) on piglet survival and growth. The more time the sow spent doing something other than eating and drinking while standing, or the more aggressive she was towards her piglets, the lower the piglet growth and the higher the mortality on Day 0. Piglet growth during the first three days of life was lower if the farrowing duration was longer. If the sow spent more time eating, their growth was higher and their mortality lower. The Large White dataset allowed examining the influence of the behavior of blocked sows on their subsequent performance in free farrowing, through two adaptability variables (growth and mortality) that measure their ability to produce better in free than in blocked systems. No influence of blocked behavior was observed with the growth adaptability variable, however, with mortality, it was found that there is an improvement in performance in the free system if blocked sows perform more posture changes upon entering the maternity unit. This thesis has highlighted the importance of the day of farrowing on the early performance of piglets. The restlessness of sows pre-farrowing is a trait of interest for selection.

Mots clés en français :Comportement,Génétique,Bien-être
Mots clés en anglais :   Behavior,Genetic,Welfare