Du satellite au cep de vigne, les nouvelles technologies de l ...

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• Publié par: Barrique
• Nombre de lectures: 71
• Langue: Français

Extrait

Une chaine de traitement permettant

l’évaluation de la biomasse : le

Greenseeker

L’Institut Français de la Vigne et du Vin (IFV) expérimente depuis 1996 dans le projet Optidose, des techniques de

modulation des doses de produits phytosanitaires en fonction de la pression parasitaire (modélisation), de la

performance des pulvérisateurs, et de la surface foliaire totale (SFT) développée par la vigne. L’estimation de la

biomasse à protéger a débuté, au plan expérimental, par des échantillonnages longs et fastidieux, incompatibles

avec leur transfert vers la pratique.

L’IFV travaille donc depuis quelques années sur des capteurs permettant de

caractériser l’expression végétative de la vigne, et capable de fournir une donnée d’entrée caractérisant la biomasse

dans le concept d’optimisation des doses

Le capteur Greenseeker vendu en France par la société Avidor HighTech mesure un indice de végétation : le NDVI

(Normalized Difference Vegetation Index).

L’IFV s’est doté depuis la campagne 2008, d’une chaine d’acquisition complète permettant de caractériser la

biomasse au cep près simultanément sur plusieurs rangs. Les expérimentations menées visent à définir les

conditions d’utilisations de cet outil pour un éventuel transfert vers la pratique. Par ailleurs, l’objectif est d’étudier la

corrélation de cet indice NDVI à la SFT exprimée par le cep.

La chaîne d’outils

GPS

Le GPS (Global Positionning System) est un système de positionnement mondial. Il

permet à son utilisateur de connaitre sa position en temps réel avec une précision de

l’ordre de 5m pour des appareils coutant +/-200€ . Pour augmenter la précision du

positionnement, il faut opter pour un GPS différentiel (DGPS). Ce type de technologie,

plus onéreuse (+/- 4000€) offre une précision submétrique. La marge d’erreur, de l’ordre

du mètre, permet d’envisager un travail au cep près.

Outre sa précision, la fréquence de restitution des données est le deuxième paramètre important du GPS ; cette

fréquence est mesurée en Hertz (Hz :1Hz = 1 mesure / seconde, ce qui représente 1 mesure tous les 28cm pour un

appareil roulant à 1 km/h, ou encore un point tous les 1.5m pour 5km/h).

Pour envisager la régulation de doses de produits phytosanitaires dans le cadre du programme de viticulture de

précision, l’IFV s’est doté d’une antenne DGPS fonctionnant à 10Hz. Cet outil nous a permis de

déterminer que la

fréquence maximale utilisable de la chaine d’outil d’Avidor HighTech est de 5Hz,

soit une mesure du NDVI

tous les 28 cm à la vitesse d’avancement moyenne de 5 Km/h.

Les capteurs

Le GreenSeeker est un capteur optique actif. Il émet de la lumière à deux longueurs

d’ondes (dans le rouge et dans le proche infrarouge). Un récepteur mesure la quantité de

lumière réfléchie par le végétal. L’appareil mesure alors les valeurs de réflectance. Les

conditions d’utilisation de ce capteur ont été définies : il faut positionner le

capteur

perpendiculairement au plan de palissage de la végétation,

à une distance comprise

entre

80 et 110

cm. La présence d’un panneau blanc en arrière plan de la végétation est

obligatoire pour renvoyer le signal en cas d’absence de feuillage. Sans ce retour

indiquant la valeur zéro, le capteur indique un signal d’erreur de mesure

Le boitier d’interface RT200

Les

capteurs envoient les mesures à ce boitier d’interface par un système de

transmission de l’information en Bus CAN. Ce protocole de transmission d’information

permet de monter plusieurs cellules en série, travaillant chacune sur des rangs séparés.

Le boitier permet de gérer l’alimentation des capteurs, et il effectue les calculs de NDVI

moyen à partir des valeurs relevées à 100 Hz par les capteurs. L’ensemble des résultats

est envoyé par un cable série à la partie « enregistrement ». Pour éviter tout

dysfonctionnement sur ce boitier, il convient de l’isoler des vibrations.

Fiche n° 36

IFV, vos références techniques

Novembre 2009

Thème :

Vignes et Terroirs

-

Rubrique :

Viticulture de précision

-

Sujet :

évaluation de la biomasse

RED =

Réflectance dans le rouge

NIR =

Réflectance dans le proche infrarouge

Antenne DGPS

Dans tous les travaux de mesure géo référencée, c’est le GPS qui fixe la fréquence d’enregistrement

de la donnée. Ainsi pour un capteur qui réalise une mesure à une fréquence élevée de 100Hz par

exemple avec un GPS cadencé à 1Hz, seule une mesure sur 100 sera enregistrée.

Capteur Greenseeker

RT200 (Interface Module)

.

Le Pocket PC

Ce matériel récupère l’ensemble des informations et les stocke en mémoire. Le Pocket

PC est équipé d’un logiciel (RT Commander) qui permet d’effectuer deux opérations : la

cartographie et sur certaines version de la chaine outil, la régulation de produits

phytosanitaires. Notre travail s’est concentré jusqu’à présent sur la partie cartographie.

La première version du pocket PC testée par l’IFV avait une carte avec 2 ports série

fragile qui permettait de récupérer les données GPS et Greenseeker. Il faut préférer le

Bluetooth (connexion sans fil) qui demeure moins cher et surtout plus fiable pour

l’enregistrement des informations récoltées.

Pour un maximum de précision (sans perte de points de mesure), l’IFV a établi qu’il est

préférable d’utiliser la mémoire interne du Pocket PC plutôt qu’une carte mémoire flash.

Christian DEBORD -

[e-mail]

- Sylvain GUITTARD

-

[e-mail]

Marc RAYNAL –

[e-mail]

- IFV 33

Le traitement de l’information

Dans la suite logicielle vendue, il existe un logiciel (Desktop Mapper) de gestion agricole qui permet la visualisation

des données. Ce logiciel ne permet pas de réaliser de fines interpolations cartographiques.

L’IFV possède ArcView (ESRI) qui réalise ce genre de traitement et permet de croiser l’information

Greenseeker

avec d’autres données géoréférencées (maladies, emprise parcellaire,…).

Premiers résultats

L’IFV a décidé d’utiliser le capteur Greenseeker pour évaluer la biomasse du vignoble. Grace à l’ensemble des

outils disponibles, l’IFV est capable de produire des cartes de NDVI. Ces cartes permettent de mettre en évidence

des zones où la végétation est plus faible et où les pieds sont donc moins vigoureux. Le Greenseeker est un très

bon instrument pour établir des comparaisons intra-parcellaire.

Les images aériennes (

1

) servent de support à la

consultation des

données relevées par le Greenseeker (

2

)

puis l’IFV établit des

zones de vigueur grâce à une

interpolation (

3

).

Les premiers résultats montrent que la mesure NDVI est

bien corrélée à la porosité du feuillage et donc de la

biomasse. Il faut tout de même préciser que sur les modes

de conduites utilisés en Bordelais le NDVI peut être

expliqué par la surface foliaire totale tant que cette

dernière n’est pas supérieure à 2,5m² de feuilles/m² de sol.

Perspectives

La campagne 2010 verra une augmentation de mesures afin de constituer une banque de données sur certaines

parcelles et une automatisation de la production de cartes de NDVI.

Afin de faciliter l’enregistrement des données, l’IFV a acheté une centrale d’acquisition qui remplacera une partie de

la chaine d’outils Greenseeker. Ce matériel devrait solutionner les problèmes logiciels et matériels trop capricieux.

L’IFV envisage aussi de comparer cette méthode de proxidétection avec d’autres alternatives dans le zonage

intraparcellaire. A l’avenir, ces cartes pourront être intégrées dans un système plus global contenant plusieurs

paramètres et ainsi réguler les doses d’intrants phytosanitaires, mais aussi les fumures, les opérations en cours de

campagne…

Pocket PC

Paramétrage du logiciel/matériel

Cet outil est issu des grandes cultures. Les

logiciels n’ont pas eu d’adaptation pour le milieu

viticole.

Les outils de paramétrages ne tiennent

donc pas

compte des spécificités liés à cette pratique

culturale. Le paramétrage de ces outils n’est pas

des plus aisés.

On peut obtenir différents degrés de précision de

la mesure.

Schéma de montage de la chaine d’outils

Traitement de l’information pour la génération de cartes