4. Agriculture de précision

Identifier les besoins en fertilisation et en pesticides

En possédant une estimation du rendement futur tôt dans la saison de croissance, on peut identifier les endroits du champ qui ont plus besoin de nutriments. En effet, le manque d'éléments nutritifs retarde la croissance des plantes, ce qui diminue le rendement final estimé à ces endroits. Il est très important que les plantes disposent de suffisament de nutriments tout au long de leur période de croissance. En localisant les plantes (ou les zones de plantes) qui ne grandissent pas à la vitesse escomptée et qui ont un LAI (indice de surface foliaire) plus faible que prévu, le fermier peut décider quelles zones du champ feront l'objet d'une attention particulière en terme d'application de fertilisants.

La même logique s'applique pour le besoin en pesticides ou en herbicides. Les mauvaises herbes ont des signatures spectrales différentes de celles des cultures et la télédétection peut donc être utilisée pour les localiser. Les mauvaises herbes sont en général dispersées à travers tout le champ. Par contre, les ravageurs (champignons, bactéries, insectes) apparaissent généralement d'un côté du champ et en envahissent petit à petit l'ensemble.

Adjustment of applicators
Ajustement d'applicateurs d'herbicides "ultra-low volume". Cette méthode permet de diminuer sensiblement la quantité de produits chimiques utilisée.
Source: Keith Weller, USDA Agricultural Research Service.

En utilisant la télédétection et la technologie GPS, on peut donc localiser de façon précise les endroits où une application de fertilisants ou de pesticides est nécéssaire. Le traitement à taux variable ('Variable Rate Treatment', VRT) est un système qui régule le taux d'application de fertilisants ou de pesticides. Ce système applique la quantité optimale de produit(s), uniquement sur les zones du champ qui en ont besoin.

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Variable Rate Treatment
Système d'applications à taux variable (VRT).
Source: Oklahoma State University.


Une grande partie des pesticides ou des fertilisants qui sont appliqués sur un champ sont en réalité transferrés par évaporation, par ruissellement de surface ou par percolation dans le sol, et finissent leur course dans les eaux souterraines. L'utilisation de systèmes VRT permet de réduire la quantité de produits chimiques appliqués sur un champ, ce qui a un impact bénéfique sur l'environnement. Ces systèmes permettent aussi aux fermiers de faire des économies sur ces produits chimiques.

En plus des pesticides et des fertilisants, il faut aussi parler de l'eau, essentielle à la croissance des plantes. Or l'eau de bonne qualité est une denrée de plus en plus rare. L'utilisation de systèmes VRT pour l'irrigation permet d'économiser l'eau. Ces systèmes d'irrigation à taux variables sont déjà utilisés aujourd'hui et sont appellés à se répandre de plus en plus dans les prochaines années.

Détection précoce des invasions d'insectes

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SPOT image of fields near Berzordf Lake (May 2005)
Identification des zones les plus susceptibles d'être attaquées par des insectes, dans une région du delta du Mississipi.
Source: Environmental Health Perspectives, Volume 108 (3), March 2000.

Regarde cette image. Des capteurs montés sur un tracteur ont fourni les données qui ont permis d'identifier les zones qui avaient besoin d'un traitement en pesticide. Les données de réflectance ont été compilées pour calculer un indice de végétation. Une valeur seuil de cet indice de végétation a été choisie pour séparer les pixels du champ en deux classes: ceux qui ont besoin d'une application de pesticide (en rouge) et ceux qui n'en ont pas besoin (en vert).

Les données issues de la télédétection peuvent nous montrer les zones d'un champ qui contiennent des plantes qui ne poussent pas aussi bien que prévu mais elle ne permettent pas toujours de comprendre quelle est la cause de ce retard de croissance. Ces données ont toutefois le mérite d'attirer l'attention du fermier sur certaines parties de son champ. Après, c'est l'expérience du fermier qui lui permettra de déterminer si le problème provient d'un manque de nutriments, d'un manque d'eau ou d'une invasion de ravageurs.

Les tracteurs équipés de capteurs et d'instruments GPS peuvent récolter des données spectrales et les associer à des coordonnées géographiques, avec une très grande précision spatiale. Ces informations peuvent être transmises à des systèmes d'application à taux variables (systèmes VRT) qui appliquent la quantité optimale de produit(s) uniquement sur les zones du champ qui en ont besoin. Ce procédé permet au fermier de diminuer ses coûts d'achat de produits chimiques et, surtout, il permet de diminuer la quantité de produits chimiques d'origine agricole libérés dans l'environnement.