Des drones pour un meilleur suivi des pratiques agronomiques

Face aux contraintes économiques, réglementaires, environnementales de l’optimisation des intrants, la télédétection en agriculture s’avère un marché porteur. En partenariat avec la start-up Airinov, des chercheurs Inra d’Avignon sont impliqués dans une opération pilote d’usage de drones pour la gestion agronomique des parcelles en grandes cultures et en vigne.

Drones pour un meilleur suivi des pratiques agronomiques. © F. Barret
Mis à jour le 28/02/2014
Publié le 12/11/2013

Des drones avec un équipement GPS embarqué

L’appareil mis au point par AIRINOV permet un survol rapide  des parcelles à une altitude comprise entre 20 et 150 mètres, avec connaissance de sa position réelle grâce au GPS embarqué. Une caméra fixée sous l’appareil permet d’enregistrer des images dans quatre bandes spectrales en continu durant le vol. Un capteur installé au sol mesure en parallèle l’intensité du rayonnement incident, permettant ainsi de calculer la réflectance spectrale utilisée pour calculer des caractéristiques de la culture.

Un modèle de transfert radiatif

L’exploitation des images est basée sur l’utilisation d’un modèle physique de transfert radiatif permettant de simuler le signal enregistré par le capteur à partir de la description de la structure du couvert et des propriétés optiques de ses éléments et du sol. Ce modèle est ‘inversé’ pour estimer certaines caractéristiques de la culture (surface foliaire, contenu en chlorophylle) à partir des mesures du drone en chaque point des images. Ces caractéristiques sont ensuite utilisées comme indicateurs dans des règles d’aide à la décision, en particulier pour optimiser la fertilisation azotée. La multiplication des images d’un morceau de parcelle vue depuis différentes directions lors du passage du drone permet également de reconstruire une image 3D du couvert particulièrement utile pour caractériser les cultures en rangs comme la vigne.

Des expérimentations en cours sur blé et colza et vigne

Des parcelles cultivées en blé et colza servent de tests respectivement à Auzeville (43.53°N, 1.50°E) et Mauprévoir-Durantière (46.16°N, 0.53°F). Les vols sont effectués à différents stades phénologiques. En parallèle, des mesures de référence de la surface des feuilles et du contenu en chlorophylle sont réalisées pour évaluer la précision de la méthode. Les premiers résultats sont très encourageants pour le blé et le colza, avec une précision de l’ordre de 15% sur la surface foliaire, et une très bonne répétabilité. Des tests complémentaires sont en cours sur vignoble.

Les drones : des outils prometteurs pour l’agriculture

Les drones permettent de recueillir des informations clés sur des parcelles cultivées et ont prouvé leur efficacité pour caractériser la végétation sur blé et colza. Leur usage sur culture d’orge, de maïs ou encore de vigne est aujourd’hui aussi en test. Ces outils de télédétection sont devenus des alliés pour l’agriculteur soucieux d’optimiser ses apports azotés.

Sources

  • F. BARET and A. VERGER, “Report on the development of an algorithm for estimating GAI from UAV images over wheat and rapeseed crops”, INRA UMR114 EMMAH, UMT CAPTE, Avignon, 26/07/2013, 11 pages.
  • F. BARET, B. DE SOLAN, R. LOPEZ-LOZANO, K. MA, M. WEISS (2010). GAI estimates of row crops from downward looking digital photos taken perpendicular to rows at 57.5° zenith angle. Theorical considerations based on 3D architecture models and application to wheat crops. Agricultural and Forest Meteorology, 150, 1393-1401.