dimanche 25 août 2019
Hexacoptère équipé d’une nacelle pour embarquer des capteurs de phénotypage. Hexacoptère équipé d’une nacelle pour embarquer des capteurs de phénotypage. ©ITB

Le phénotypage des betteraves par drone

L’utilisation des drones en agriculture s’est beaucoup banalisée ces dernières années, notamment pour la réalisation de cartes de préconisation. L’ITB dispose d’un drone hexacoptère depuis 2016 et l’utilise afin d’acquérir de nouvelles données sur les essais de comparaison des variétés.

Variables mesurées par capteurs

Aujourd’hui, on sait, grâce à des appareils photo performants et des capteurs multi-spectraux (voir encadré ci-contre), mesurer de nombreuses caractéristiques de la betterave. La variable la plus simple à estimer est la couverture foliaire. C’est la proportion de surface de feuilles vertes sur la surface totale d’une micro-parcelle vue à la verticale.

Cette mesure simple décrit de manière efficace le développement de la culture. A partir de la dynamique de couverture de la betterave, l’ITB classe les variétés selon leur potentiel photosynthétique. Lors d’une sécheresse marquée comme celle de l’été 2018, la quantification de la perte de feuilles a également permis de dresser une liste de variétés tolérantes au stress hydrique (voir cahier technique n°1083). Les variétés sont évaluées dans un réseau d’expérimentations multi-local. L’analyse statistique de ce réseau permet de calculer l’effet moyen de chaque variété et de chaque lieu sur la productivité finale. La part de rendement non expliquée par l’effet variété ou l’effet lieu est appelée interaction variété x lieu. Elle représente l’adaptation de la variété aux conditions particulières d’un lieu d’essai. La figure 1 montre que la perte de couverture foliaire mesurée par drone est un bon indicateur de la sensibilité variétale au stress hydrique. En effet, le principal facteur limitant qui a affecté la productivité de l’essai de Charmont (51) en 2018 est le stress hydrique. La forte corrélation qui existe entre la valeur d’interaction variété x lieu sur ce site et la perte de feuilles due au stress hydrique montre que le déclassement des variétés sur ce lieu d’essai est bien lié au stress hydrique.

Parmi les autres applications, les réseaux de neurones développés par Google et ré-entraînés par l’UMT CAPTE et l’ITB permettent de détecter chaque plant de betterave. On peut ainsi calculer un indicateur précis de l’homogénéité des bouquets foliaires (voir cahier technique n°1077). L’uniformité des pieds pourrait ainsi devenir un critère variétal supplémentaire pour faciliter la gestion du désherbage et les réglages des machines à la récolte. En outre, des formules optimisées spécialement pour la betterave exploitent la sensibilité des caméras multispectrales pour calculer les taux de chlorophylle des feuilles et leur teneur en azote. L’objectif est alors de comparer les besoins azotés et l’efficience des variétés.

L’avenir du phénotypage

L’agriculture n’est qu’au début de sa révolution numérique. L’ITB envisage d’élargir les applications de son drone en utilisant notamment les dernières techniques d’intelligence artificielle. Les pistes de travail à court terme sont nombreuses. Tout d’abord, la détection des plantes individuelles de manière automatisée offre l’opportunité de valider objectivement et plus rapidement la qualité d’implantation des betteraves à l’échelle de chaque micro-parcelle. Enfin, l’ITB envisage de quantifier la gravité des infestations de maladies foliaires, en traitant en priorité le cas de la cercosporiose. En effet, les nécroses foliaires changent la couleur de la végétation (comme la sénescence due au stress hydrique). La précision et la rapidité des notations permettront ainsi d’affiner les classements de sensibilité variétale grâce à une mesure quantitative comparable sur tous les sites d’expérimentation.

Le projet Phénaufol débuté en janvier 2017 va encore plus loin dans la caractérisation haut-débit des sensibilités variétales aux maladies. L’Irstea de Clermont-Ferrand, l’UMR Agroécologie de Dijon et l’ITB collaborent pour réaliser un bras robotisé monté sur tracteur capable de prendre automatiquement les feuilles de betteraves malades en photo. Les symptômes de chaque maladie foliaire seront identifiés par une intelligence artificielle. La vitesse et l’objectivité des notations seront ainsi maximisées.

Institut technique de la betterave (ITB)

 

CE QU’IL FAUT RETENIR
• Le drone permet de réaliser du phénotypage haut-débit sur les essais variétés de l’ITB.
• Deux types de capteurs complémentaires sont utilisés : imagerie visuelle et imagerie multi-spectrale.
• De nombreuses caractéristiques du couvert végétal sont mesurées : taux de couverture, dynamique de développement, taux de chlorophylle et d’azote, sénescence et homogénéité du peuplement. Ces mesures non destructrices permettent d’améliorer la connaissance du fonctionnement de la betterave tout au long de son cycle et de transformer les méthodes d’évaluation variétales.
• De nombreux projets visent à approfondir
les connaissances sur les variétés, notamment en mesurant avec un débit élevé : la régularité d’implantation, la qualité de levée et les gravités des maladies.
Twitter
Partager

Le Betteravier français, le journal de référence des planteurs depuis 1952, qui décrypte l'actualité de la filière betterave-sucre et des grandes cultures avec ses 18 numéros et ses 2 cahiers spéciaux par an.