Les capteurs de télédétection

La télédétection en agriculture fait référence à un ensemble de connaissances et de techniques utilisées pour l’observation, l’analyse et l’interprétation des surfaces agricoles à partir de mesures et d’images obtenues à l’aide de plates-formes satellitaires, aéroportées et embarquées. La télédétection se caractérise par des techniques de mesure sans contact avec l’objet à l’étude en exploitant différentes longueurs d’onde du spectre électromagnétique.
L’utilisation de capteurs de télédétection est un moyen d’acquérir l’information intraparcellaire de manière " exhaustive ", sans intervention humaine et au moindre coût.
L’information (qualitative ou quantitative), fournie par les capteurs, peut concerner :

• la plante,
• le sol, les mauvaises herbes,
• les maladies,
• le climat.

Ils sont fondés sur différents principes de mesure : chimique, optique, électrique, électromagnétique, mécanique.

Le capteur de rendement pour la réalisation de carte de rendement est de loin le plus répandu aujourd’hui pour l’agriculture de précision. Les images satellitaires et aéroportées sont par contre de plus en plus utilisées dans le cadre de l’agriculture de précision comme source d'informations sur la parcelle (sol et plantes) et pour faire des estimation de rendement.
Des capteurs à haute résolution spatiale sont d’ailleurs en développement et il sera envisageable de repérer les mauvaises herbes, des carences en azote et des stress par analyse d’image à l’aide d’un capteur embarqué sur le tracteur.

Les images de télédétection, au même titre que les autres données cartographiques (carte de rendement, carte des sols, ...), fournissent des informations sur la parcelle (sol et plantes). L’information de base fournie par les images ne correspond pas à une caractéristique agronomique, mais simplement à une mesure de la réflexion de la lumière du soleil par le sol et/ou la plante.

L’interprétation des images et des photographies est basée sur la signature spectrale, sa distribution, la couleur, la forme, la texture et la position géographique des éléments. Il est cependant important de connaître le contexte et d’avoir une connaissance préalable du territoire pour optimiser l’interprétation et l’analyse des images. La méthode d’interprétation visuelle donne des informations qualitatives tandis que les traitements et les analyses par ordinateur fournissent des informations quantitatives.

Les données de télédétection sont principalement utilisées pour l’identification et la classification des cultures, le suivie de la croissance des cultures, l’estimation des rendements, l’évaluation de la variabilité spatiale de champs, la détection des perturbations (stress, insectes et maladies), évaluation de l’état des sols. Suivi des conditions hydrique et pour la mise en place de modèle numérique de terrain. Les données de télédétection sont aussi utilisées dans la réalisation de carte de préconisations pour la culture en cours ou la détermination de zones homogènes au sein de la parcelle. L’information de base peut être analysée et transformée à l’aide de modèles agronomiques en indices biologiques (stade d’une culture, biomasse, indice de nutrition, ...) pouvant être utilisés directement pour la conduite des cultures.
A partir de cartes des préconisations et de l’information fournies par le système GPS, des appareils équipés de contrôle automatique réalisent une modulation des réglages en continu sans l’intervention du chauffeur. Selon le type d’information utilisée pour la modulation, deux principes de contrôle existent :

1. les systèmes agissant à partir d'une information fournie par un capteur en temps réel. (exemple : capteur de mauvaises herbes sur sol nu, capteur du taux de chlorophylle (le NSensor prototype Norsk-Hydro), capteur aéroporté multi-bandes (CASI), caméra infrarouge, capteur satellitaire (RADARSAT, Landsat, SPOT, Ikonos, etc..)
2. les systèmes agissant à partir d'une information fournie par "une carte de préconisation" informatisée

C’est actuellement la pratique la plus utilisée pour la conduite modulée des parcelles. L’épandage d’engrais et la pulvérisation de produits phytosanitaires sont réalisés par des prestataires de service avec des applicateurs spécialisés et de grande capacité amortis sur de grandes surfaces de travail. Plusieurs projets de recherche actuellement en cours au Canada et en Europe vont permettre la mise au point de capteur satellitaires, aéroportés ou embarqués pouvant fournir des informations sur les conditions des cultures avec une résolution spectrale (longueur d’onde utilisée), une résolution temporelle (la fréquence de retour sur la même parcelle) et une résolution spatiale (taille du pixel) mieux adaptées a nos besoins.