Contributeurs: Corentin Leroux, Vincent Bonhomme

 français   Dernière modification le: 10/05/17 - Crée le: 10/05/17


L’agriculture de précision : pour une approche raisonnée et responsable de l’agriculture

par Corentin Leroux

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Contributeurs : Corentin Leroux, Vincent Bonhomme · Éditeur : Vincent Bonhomme (d · c · b)
Date création : 10 mai 2017 · Date révision : ?date_rev · Version révision : ?id_rev
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Les parcelles agricoles sont hétérogènes par nature. Topographie, caractéristiques physico-chimiques du sol, passé cultural et pratiques agronomiques sont autant de facteurs susceptibles de varier au sein même d’une parcelle. Cette variabilité est pourtant bien connue des agriculteurs. Elle était d’ailleurs largement prise en compte par les anciens lorsque la surface des parcelles permettait une modulation manuelle des apports et des pratiques culturales. Avec la révolution verte et l’avènement du machinisme agricole, les parcelles ont été remembrées et se sont agrandies, et les intrants chimiques se sont largement développés. Les parcelles ont alors commencé à être travaillées de manière uniforme, par souci de confort et de facilité, mettant alors de côté toute l’hétérogénéité présente en leur sein.

L’agriculture de précision pour tenir compte de l'hétérogénéité au sein des parcelles agricoles

À la fin des années 90, grâce au développement des technologies de positionnement par satellite et des premiers capteurs en agriculture, cette hétérogénéité parcellaire a été remise au goût du jour. Les observations collectées à l’intérieur des parcelles, précisément localisées par les technologies GPS, ont permis de mieux caractériser et de surtout de positionner dans l’espace les phénomènes sous-jacents à l’origine de ces variabilités intra-parcellaires biotiques et abiotiques. La prise en compte de cette hétérogénéité est au cœur de la démarche dite d’agriculture de précision. Cette approche a pour objectif d’optimiser les performances techniques, économiques et environnementales des exploitations agricoles en modulant les apports et les pratiques sur la parcelle :

  • Les performances techniques : en apportant au sol et à la plante exactement ce dont ils ont besoin pour optimiser l’utilisation des ressources
  • Les performances économiques : en réduisant les consommations en ressources énergétiques, en eau et en produits sur l’exploitation
  • Les performances environnementales : en limitant les pertes de produits dans l’environnement
Démarche de l'agriculture de précision

La démarche d’agriculture de précision repose sur quatre étapes principales (Fig. 1). La phase d’observation consiste à acquérir de l’information. Ces mesures peuvent être collectées par toutes sortes de capteurs, qu’ils soient satellites, portables, voire même humains. Ces données sont ensuite transformées, dans l’étape de caractérisation, en paramètres agronomiques pertinents et en variables qui portent un sens d’un point de vue biologique. Ces nouvelles informations pré-traitées permettent d’apporter un conseil aux agriculteurs et d’orienter les décisions à venir : c’est la préconisation. Ces conseils et ces recommandations peuvent ensuite être appliqués sur les parcelles avec le matériel adapté ; c’est l’application. Il est important de noter que le géo-référencement, qui permet la localisation fine des observations dans les parcelles, est au cœur de cette démarche d’agriculture de précision.

Le développement des capteurs de rendement en agriculture de précision

Les capteurs de rendement sont un des premiers outils à avoir été développés à la fin des années 90. Embarqués sur les moissonneuses-batteuses, ces capteurs sont capables de mesurer en temps réel, au cours de la récolte, la production obtenue sur la parcelle. Cette production est d’ailleurs caractérisée de manière extrêmement précise au vu de la quantité de données acquises. A titre d’exemple, sur un champ de la taille d’un stade de foot, ces capteurs peuvent collecter jusqu’à 3000 mesures de rendement. Cette information de rendement sur une parcelle peut être définie comme une quantité récoltée pour une unité de surface fixée. Par exemple, si huit tonnes de blé sont récoltées sur une surface de 100m x 100m (un hectare), on dira que le rendement est de huit tonnes par hectare. Comme les mesures collectées par ces capteurs sont localisées précisément dans l’espace grâce à des GPS installés sur les moissonneuses, il est possible de mettre en avant des zones plus productives que d’autres à l’intérieur même des parcelles. Ces écarts de production sont parfois extrêmement importants ; certains pouvant varier d’un facteur 1 à 5. Par exemple, au nord d’un champ, il est tout à fait possible qu’une zone ait produit deux tonnes de blé à l’hectare alors qu’une autre zone au sud de la parcelle en aura produit dix.

Malheureusement, malgré la richesse de l’information qu’ils apportent, ces capteurs de rendement sont peu utilisés par les agriculteurs. Pour certains d’entre eux, plus de dix années d’historiques de données de rendement dorment tranquillement dans les cartes mémoires des capteurs et n’ont jamais été valorisés. Ces mesures n’ont même parfois jamais été regardées. Quel gâchis !

Optimiser les apports de produits agricoles grâce à des capteurs de rendement

Mon travail de thèse a pour objectif de mettre à profit cette incroyable source d’information. L’approche générale consiste à développer des méthodes informatiques pour filtrer, analyser et cartographier ces données de rendement pour que l’agriculteur puisse les utiliser simplement. Nous pensons en effet que ces données offrent un potentiel de progrès énorme pour envisager une transition plus écologique de l’agriculture. Dans le cadre de ce travail de thèse, ces mesures de rendement sont utilisées pour optimiser les apports de fertilisants dans les parcelles agricoles.

Les fertilisants, ce sont les nutriments qui sont apportés au sol pour que les plantes puissent pousser. Comme la croissance de ces plantes est intrinsèquement liée à l’utilisation des ressources en nutriments du sol, la mesure objective de rendement, ou de développement de la plante, obtenue par les capteurs peut être reliée à la quantité de nutriments qui ont été prélevés dans le sol par les plantes. Grâce à une méthode de bilans, c’est-à-dire que ce qui sort d’un système doit être égal à ce qui y rentre, il sera possible de définir la quantité de fertilisants à apporter au sol pour rééquilibrer les teneurs en nutriments après une récolte. Cette quantité correspond à ce qui a été extrait du sol par les plantes. L’utilisation de ces données de rendement permettra, à terme, de redéfinir des zones de modulation en fertilisation pertinentes dans les parcelles

Le monde de l’agriculture est en pleine transition numérique et écologique. Ces deux phénomènes ne sont absolument pas indépendants et doivent être considérés conjointement pour optimiser les performances techniques, économiques et environnementales des exploitations agricoles. Ces transitions sont au cœur de la démarche d’agriculture de précision. Les sources d’information disponibles pour travailler sur ces thématiques sont extrêmement larges. Il est proposé ici de valoriser des observations acquises à très haute résolution dans les parcelles agricoles avec des capteurs de rendement montés sur des moissonneuse-batteuse. Un des avantages majeurs de cette information de rendement est son accessibilité puisque la récolte des parcelles est un passage obligé à tout itinéraire technique agricole. Ces données sont utilisées pour optimiser les apports de fertilisants dans les parcelles agricoles. L’objectif final est d’apporter la bonne dose de fertilisants, au bon endroit et au bon moment.


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