Les drones au service de l’expérimentation agricole

Des essais comparant le comportement des variétés de blé face à un stress hydrique ont été mis en place à la station expérimentale ARVALIS – Institut du végétal de Gréoux-les-bains (04). Sa situation géographique en fait un site privilégié pour mettre en évidence des réponses contrastées.
L’analyse des performances des variétés nécessite des observations précises et fréquentes d microparcelles. On parle de phénotypage haut débit.

Avec l’aide du Centre d'Etudes et d'Essais pour Modèles Autonomes (CEEMA), l’INRA et ARVALIS – Institut du végétal ont ainsi développé un drone équipé de capteurs spécifiques (caméras multispectrales) capables de répondre aux besoins de la sélection et de l’évaluation variétale.

Une résolution compatible avec les microparcelles

Les mesures obtenues avec un drone sont de nature très proche de celles fournies par un satellite ou un avion mais avec une résolution compatible avec des microparcelles de quelques dizaines de mètre carré. Dans tous les cas, on mesure la lumière réfléchie par la culture dont le spectre dépend de la surface de feuilles et de la teneur en chlorophylle.

Un drone présente également l’avantage d’être entièrement programmable, par rapport à d’autres systèmes volants comme l’ULM ou l’avion. Son déplacement peut être entièrement automatisé : trajectoire, altitude, vitesse de vol…

Une mosaïque d’images

A la différence d’un appareil photo classique, équipé d’un capteur RVB qui combine trois couleurs (rouge, vert, bleu), le capteur multispectral qui équipe le drone intègre six caméras synchronisées enregistrant des images du bleu à l’infrarouge. Cela permet d’avoir une plus grande richesse spectrale pour mieux caractériser la végétation.

Les photos sont prises à une fréquence de 1 à 2 images par seconde, acquises de telle sorte que le recouvrement entre chaque image est important (de l’ordre de 70 %). A partir de la position géoréférencée de chaque prise de vue, un logiciel permet de reconstituer une mosaïque de la surface couverte.

Observer jour après jour les mêmes plantes

Aujourd’hui, le suivi régulier de nombreuses variétés est souvent fait manuellement et de manière destructive, pour mesurer des biomasses ou des teneurs en azote. Avec le drone, les mesures sont non destructives et elles peuvent être effectuées à intervalle régulier, au même endroit, sur les mêmes plantes. Il est possible de voler plusieurs fois par semaine pour suivre le développement de chaque microparcelle jour après jour.

Cependant, si les données sont plus faciles à acquérir, elles sont plus complexes à traiter. Le changement de nature des données acquises pose la question de leur gestion et de leur intégration dans les outils d’aide à la sélection et d’aide à la décision.