Boom de la recherche sur les technologies de précision pour protéger les cultures

Elles prédisent, détectent et aident à mieux contrôler les bioagresseurs ! Ce sont les technologies de l’agriculture de précision. Qu’englobent-elles ? Comment sont-elles utilisées et pour quels objectifs ? Quels bénéfices apportent-elles ? La recherche est-elle active pour les utiliser en protection des cultures ?

Technologies de l’agriculture de précision, 239 publications internationales en 10 ans !

Pour mieux cerner le rôle des technologies numériques dans le domaine de la protection des cultures, des universitaires (Grèce, Chine, Espagne) et des auteurs du Joint Research Center (JRC), organisme de recherche de la Commission européenne, ont recensé plus de 239 articles scientifiques internationaux depuis 2012. Leur méta-analyse est publiée en octobre 2023 dans la revue à comité de lecture Smart Agricultural Technology. Elle prend en compte le type d’outils et l’agro-équipement, les capteurs, les images, les plateformes de données ainsi que les cultures et les bioagresseurs ciblés… En termes de répartition des thématiques, 117 articles abordent la lutte contre les mauvaises herbes. En complément, 182 se penchent pour partie sur la prédiction et la détection des populations de bioagresseurs. Enfin 139 de ces études (60 %) concernent les grandes cultures, les autres sont consacrées à la vigne, aux vergers et au maraîchage.

« Près de 75 % des articles ont été publiés après 2017, relève Julien Durand-Réville, responsable agronomie digitale chez Phyteis. Ainsi, cet indicateur témoigne du très fort dynamisme de la recherche. Par ailleurs, il souligne le rôle central que peuvent jouer ces technologiques dans la réduction des risques et de l’utilisation des produits phytosanitaires. »

Économie d’herbicides jusqu’à 97 %

Les effets sont passés au crible. Ils concernent la protection des ressources naturelles (air, eau, sol, biodiversité) ainsi que la performance agronomique. Dans ce cas, la diminution de la pression des bioagresseurs est prise en compte. En complélent, les chercheurs évaluent l’économie d’intrants. D’autres critères ciblent la productivité, le temps de travail et le protection de la santé humaine

Conséquence, selon la synthèse, le désherbage mécanique robotisé et de précision jouent un rôle significatif. Il gère durablement les mauvaises herbes. Quant aux quantités d’herbicides, jusqu’à 97 % d’économies s’obtient avec les technologies de l’agriculture de précision. Autre indicateur, la densité de mauvaises herbes diminue jusqu’à 89 %.

« Les herbicides disposent de moins en moins de modes d’actions efficaces et de produits alternatifs, commente Julien Durand-Réville. Pour réduire de façon drastique leur application, la pulvérisation et les technologies de précision, ressortent comme des leviers vraiment performants. En effet, cette performance s’obtient grâce à la reconnaissance des mauvaises herbes avec l’intelligence artificielle. Ainsi, ces technologies constituent l’une des voies prometteuses pour protéger les ressources naturelles et gagner en efficience. Ensuite, tout le travail va consister à mettre au point des technologies. Alors le coût-bénéfice devra s’adapter aux typologies d’exploitations agricoles. » 

Détection des bioagresseurs toujours plus précoce

Pour les ravageurs, le rôle des outils numériques de précision est de prédire de façon plus fine, le bon moment pour intervenir. Celui-ci se calcule en fonction de la pression. Grâce à cette détection plus précoce, les auteurs de l’étude ont relevé une réduction jusqu’à 70 % des surfaces nécessitant l’application d’insecticides.

Aussi, pour les auteurs de la méta-analyse,  « à l’avenir les images de haute définition et la détection proximale avec des systèmes robotiques devraient rendre la lutte contre les bioagresseurs encore plus efficace. » Les systèmes embarqués sur les pulvérisateurs et les essaims de drones ou de robots en sont un exemple.

Quels sont les outils de l’agriculture de précision ?

Les capteurs jouent un rôle central dans la surveillance donc dans la protection des cultures. Ainsi, des technologies diverses, incluant les caméras, les pièges intelligents,  se retrouvent dans de nombreux agroéquipements. Dans ce cas, elles équipent les pulvérisateurs, robots, plateformes aux champs, drones… Ces technologies emploient des méthodes telles que l’intelligence artificielle (IA), l’apprentissage automatique et l’analyse de données massives. De plus, ces méthodes d’analyses se pilotéent par des logiciels tels que les systèmes d’aide à la décision (DSS). Autre exemple : les systèmes d’information de gestion agricole (FMIS) en temps réel ou en temps quasi réel.

• Des caméras rouge-vert-bleu (RVB), multispectrales et hyperspectrales surveillent les cultures sous forme d’image. Ces technologies combinent les différentes bandes du spectre électromagnétique. Par ailleurs, les spectroradiomètres et les capteurs de biomasse fournissent des mesures ponctuelles de la vigueur des cultures.
• Les caméras thermiques mesurent la température de la biomasse et évaluent la pression des ravageurs.
• La détection et la télémétrie par la lumière (LIDAR) calculent des distances. Elles fournissent des informations relatives à la structure géométrique des cultures
• Des stations météorologiques basées sur l’Internet des objets (IoT) et les pièges intelligents aident à la prédiction. Par exemple, ces technologies aident et à la détection des ravageurs et des maladies.