Drones, biotechnologie et agriculture
Dans une époque où les échanges mondiaux sont de plus en plus globalisés et interdépendants, dans un monde dans lequel les tissus économiques s’entrecroisent, les activités comme l’agriculture ont de plus en plus de défis à relever en combinant des compétences biologiques et techniques qui viennent s’ajouter aux connaissances culturelles et socio-économiques déjà indispensables dans ce domaine.
Les facteurs extérieurs qui interviennent dans l’agriculture de manière positive ou négative, sont nombreux et très souvent difficiles à prévoir ou à contrôler.
Différentes techniques se sont donc développées parallèlement à l’évolution des machines agricoles, afin de soutenir et d’améliorer cette activité ancestrale.
Parmi ces techniques on trouve la biotechnologie, la culture sélective, les produits phytosanitaires, le contrôle de l’irrigation, la fertilisation et d’autres.
Technologie de pointe sur drone combinée à l’une des plus anciennes activités de l’homme
La spectroscopie, une technique qui permet d’étudier le rayonnement lumineux des objets depuis le sol est parmi les évolutions les plus intéressantes entre celles qui viennent soutenir l’agriculture.
Elle permet d’étudier la lumière que les objets renvoient depuis le sol en captant leur rayonnement (lumineux) dans des longueurs d’ondes imperceptibles par l’œil humain.
Grâce à l’imagerie numérique à large spectre, il devient alors possible d’acquérir des images à haute définition contenant la totalité du spectre lumineux, afin de les étudier sur des longueurs d’ondes situés au delà de celles accessibles par notre vision humaine et qui contiennent des informations très riches.
Il est désormais possible grâce à cette technologie d’évaluer l’état des cultures même dans un stade de développement très précoce, afin de diagnostiquer différentes maladies pour pouvoir les soigner plus rapidement, d’évaluer la prolifération de mauvais herbes et autres parasites ou encore le développement d’algues dans les réserves d’eau ou des étangs.
C’est pour combiner les techniques d’imagerie à large spectre avec le confort et les possibilités qu’offre un drone piloté à distance qu’a travaillé AltiGator ensemble avec le département de recherches topographiques dans le cadre du développement rural de l’Université Polytechnique d’Athènes : www.survey.ntua.gr
Des données riches en informations
Avec une telle quantité d’informations (données à très haute résolution spatiale et spectrale) de nombreuses applications d’observation de la terre ont été développées. Pour les applications de l’agriculture de précision, par exemple, on peut évaluer et surveiller les conditions des cultures (la santé, le stress, le rendement, etc.).
En viticulture de précision, l’information hyperspectrale obtenue permet entre autres de mettre en évidence les zones plus ou moins productives ainsi que la qualité des grappes, afin de proposer aux exploitants une procédure de récolte sélective.
Une station de traitement de données volante
Les défis à relever étaient multiples et inhabituels par rapport aux utilisations classiques que nous connaissons aux drones civils. Il s’agissait notamment d’emporter la caméra à large spectre, mais aussi un ordinateur embarqué pour effectuer un pré-traitement de l’image après chaque prise de vue et ce pendant le vol.
La précision de la navigation, l’alimentation et la stabilité des instruments délicats embarqués, le poids à soulever, l’autonomie, les conditions météorologiques difficiles et la facilité de déploiement ont été parmi les challenges les plus ambitieux auxquels il a fallu apporter une réponse viable sur le terrain.
C’est le drone OnyxStar BAT-F8, combiné à une électronique MikroKopter, qui propulse dans les airs cette station spectroscopique volante en la plaçant avec une extrême précision à l’altitude et aux coordonnées GPS prédéfinies. Il quadrille ensuite le sol en récoltant des images à haute définition qui disposent des données nécessaires aux scientifiques pour procéder à l’analyse spectrométrique du terrain.
L’application embarquée et qui gère le sondage du sol a été mise au point par l’ Université Polytechnique d’Athènes. Elle démontre encore une fois l’immensité des possibilités qu’offrent aujourd’hui les drones civils et les applications auxquelles ils peuvent servir.
Une définition plus élevée que celle des images satellite
Il est évident que les images reçues par des satellites se trouvant sur orbite géostationnaire à des dizaines de milliers de kilomètres de la terre offrent une définition insuffisante pour des applications à large spectre par rapport aux clichés obtenus à basse altitude grâce à la caméra embarquée sur notre station de sondage.
Les dernières avancées technologiques en matière de capteurs hyper-spectraux et de plates-formes UAV rendent l’observation de la terre et la surveillance environnementale plus efficaces. A titre de comparaison, les informations obtenues par le biais des satellites multispectraux actuels disposent d’une résolution au sol d’un mètre et de 4 à 8 bandes spectrales, tandis que les capteurs hyper-spectraux embarqués à bord d’un drone offrent de 50 à 300 bandes spectrales. Ils permettent de cette manière d’obtenir des informations détaillées avec une résolution de 50 centimètres au niveau du sol.
Des images et des données obtenues grâce au drone: le moyen le mieux adapté pour l’agriculture
Aucun autre aéronef ne dispose de l’agilité, de la facilité de mise en œuvre ou de la souplesse du drone télé-piloté. Une solution sur avion ou hélicoptère de grande taille, implique en effet des coûts importants ainsi qu’un manque de flexibilité et de finesse. Elle est d’ailleurs soumise à de multiples autre contraintes qui placent la complexité et la rentabilité de tels sondages à des niveaux difficilement exploitables et peu réalistes.
Grâce à cette station d’exploration et l’imagerie à large spectre, mettant en œuvre une caméra hyperspectrale embarquée sur drone, il est donc désormais possible de détecter des problèmes potentiellement nuisibles à la culture des terres lorsqu’il sont encore dans leurs prémices, leur stade de développement le plus précoce et toujours invisibles par l’œil humain. La rapidité du diagnostique est donc une aide précieuse.
Elle donne ainsi aux ingénieurs agricoles le temps d’élaborer les stratégies les plus adéquates pour gérer les cultures concernées.
Des sondages ultérieurs permettent ensuite d’évaluer les résultats du traitement choisi afin de le continuer ou le modifier si nécessaire.
