Les drones de reconnaissance sont sur le point de rendre l’agriculture de précision encore plus précise à mesure que la technologie des drones progresse.
Les drones sont déjà arrivés dans les fermes, selon la Federal Aviation Administration. Dix-sept pour cent de tous les drones commerciaux enregistrés en 2017 étaient utilisés pour l'agriculture, ce qui en fait la troisième utilisation la plus importante pour les machines derrière la photographie immobilière/aérienne, à 48 pour cent, et l'inspection industrielle, à 28 pour cent.
L’agriculture spécialisée fait partie du marché de l’agriculture de précision pour les drones. Des entreprises aéronautiques telles que la société française Delair-Tech et l'entrepreneur américain de drones de défense AeroVironment commercialisent leurs drones agricoles à capteurs intégrés auprès des producteurs de cultures spécialisées, et le Nord-Ouest est un marché cible.
MicaSense, basé à Seattle, qui vend un capteur de drone multispectral appelé RedEdge-M, a participé à des réunions de producteurs telles que le rassemblement de producteurs d'arbres fruitiers qui a eu lieu à Kennewick, dans l'État de Washington. Lors de cette réunion, le PDG de MicaSense, Gabriel Torres, a discuté des analyses de gestion des charges de récolte sur lesquelles travaille l'entreprise.
« Nous travaillons continuellement avec les agriculteurs et les leaders de l'industrie pour explorer comment l'imagerie peut influencer une certaine pratique de gestion ou aider à résoudre une partie de la subjectivité autour d'une prise de décision », a déclaré Manal Elarab, directrice des solutions d'entreprise de MicaSense. « Nous nous engageons à explorer continuellement de nouvelles façons d’appliquer l’analyse d’imagerie aux décisions agricoles quotidiennes. »
Les universitaires étudient également l’utilisation des drones pour les cultures spécialisées. En février 2018, Potato Growers News a parlé d'un partenariat entre le Rochester Institute of Technology et l'Université Cornell pour développer un programme de drones permettant d'identifier la sensibilité des haricots mange-tout à la moisissure blanche. À la Penn State University, deux chercheurs – un ingénieur et un horticulteur – travaillent sur un programme de drones pour déterminer la couverture florale individuelle et la charge de récolte des arbres fruitiers.
Des soldats au soja
L’évolution des technologies des drones passe d’un secteur à l’autre. Le premier prédécesseur de Quantix, le drone agricole d'AeroVironment, était un drone militaire nommé Pointer, utilisé par l'armée américaine et le Corps des Marines il y a 30 ans. La société est devenue un fournisseur majeur du département américain de la Défense après le 9 septembre et pendant la guerre du Golfe et compte à ce jour cinq programmes enregistrés auprès du DOD.
Bien que Quantix soit destiné à l'étude des plantes plutôt que des ennemis, son concept de décollage et d'atterrissage verticaux est issu d'un programme militaire. Le drone à voilure fixe est lancé depuis une position verticale, comme la navette spatiale, mais se stabilise comme un avion pour de longs balayages d'images de cultures.
«C'est vraiment le meilleur des deux mondes», a déclaré Mark Dufau, directeur des ventes commerciales d'AeroVironment.
La technologie continue d’évoluer et les entreprises découvrent de nouvelles fonctionnalités qui fonctionnent le mieux pour l’agriculture de précision. L'une des technologies de base de télédétection, l'indice de végétation par différence normalisée (NDVI), est issue de programmes de satellites dans les années 1960 et 1970, a déclaré John Sulik, spécialiste des applications de télédétection de MicaSense.
« Vous pouvez faire beaucoup de choses », a déclaré Sulik. « C'est simplement que bon nombre des anciennes techniques de télédétection ne sont pas pertinentes pour ces cultures à plus forte valeur ajoutée. Ils ne vous racontent pas autant d’histoire que vous auriez besoin de savoir.
Le RedEdge-M de MicaSense comprend cinq caméras qui mesurent les bords rouge, vert, bleu, proche infrarouge et rouge.
"L'imagerie multispectrale s'est révélée être un outil très utile lorsqu'il s'agit de détecter le stress dans votre champ", a déclaré Elarab. "Les indices construits à partir de l'imagerie multispectrale aident à comprendre la variabilité au sein de votre domaine et vous guident ainsi vers les emplacements de stress afin que vous collectiez des échantillons représentatifs qui peuvent affiner la cause du stress."
Quelques capteurs de drones multispectraux différents sont sur le marché pour les producteurs. Sentera, basée à Minneapolis, a annoncé le 28 mars la vente de son capteur à cardan AGX710 pour une utilisation plug-and-play avec les drones industriels Matrice 200 Series de marque DJI. Le PDG de Sentera, Eric Taipale, a déclaré que cette correspondance rend « incroyablement simple pour nos clients la collecte de données exploitables sur le terrain ».
« Nos clients produisent des dizaines de produits d'indexation différents et utilisent des outils d'analyse automatisés pour de nombreuses applications différentes dans les domaines de l'agriculture, de la foresterie et de la protection de l'environnement », a-t-il déclaré. Le capteur de Sentera est accompagné d'un an d'accès à une plateforme d'analyse logicielle appelée FieldAgent qui fournit des informations de dépistage des cultures pour aider à détecter les maladies, les ravageurs et autres pressions, à identifier les carences et à évaluer l'état nutritionnel.
Les drones parcourent également de plus longues distances. En France, le drone agricole DT18 de Delair est homologué pour voler au-delà de la ligne de vue visuelle, ou opération BVLOS (la FFA américaine exige une dérogation pour le vol BVLOS). Le DT18 peut être contrôlé par un réseau téléphonique sans fil 3G et peut ainsi voler sur des kilomètres sans tour de contrôle.
« En un seul vol, vous pouvez parcourir plus de 2,500 XNUMX acres lorsque la réglementation vous permet de voler haut », a déclaré Lenaic Grignard, chef de produit agricole et forestier. "Nous synchronisons notre système pour que la productivité de l'évaluation des cultures soit très élevée."
Assez large pour regarder
Les drones coûtent cher et sont surtout utiles pour repérer les zones difficiles d’accès. Alors, quelle doit être la taille d’une ferme pour justifier la dépense ?
Indépendamment, Grignard de Delair et Dufau d'AeroVironment ont abouti au même chiffre approximatif : 1,000 XNUMX acres.
"Aux États-Unis, quand on commence à avoir plus de 1,000 XNUMX acres, ça commence à être intéressant", a déclaré Grignard. Dufau a déclaré qu’au seuil de mille acres, « les producteurs du Midwest commencent vraiment à voir l’utilité du système ».
Mais tous deux n’ont pas tardé à ajouter qu’à bien des égards, les cultures spéciales sont très différentes des cultures en rangs et affichent un retour sur investissement plus élevé.
« Cela dépend vraiment du revenu par acre », a déclaré Dufau. « Lorsque vous comparez les cultures en rangs du Midwest et les cultures spécialisées, ces chiffres changent considérablement en raison de la quantité d'efforts et de revenus en jeu avec une culture spécialisée par rapport au maïs et aux haricots. Ce nombre est considérablement réduit à mesure que l’on se tourne vers les cultures spécialisées.
Un exemple, a-t-il dit, est celui des viticulteurs qui sont connus pour déployer des drones pour une dernière et rapide vérification d’un vignoble aussi petit que cinq acres.
« Ce n'est pas nécessairement : « Que trouvez-vous ? » », a déclaré Dufau. « C'est ce que vous ne trouvez pas qui vous donne l'assurance que vous faites ce que vous pouvez pour le gérer. … (Non) seulement ils peuvent repérer les problèmes, mais ils peuvent également mieux dormir la nuit en sachant qu'il n'y a pas de problèmes.
La valeur plus élevée des récoltes est l’une des raisons pour lesquelles les fabricants de drones pensent que les producteurs de cultures spécialisées sont plus susceptibles d’adhérer à cette technologie.
"Le taux d'adoption est lent dans les cultures en rangs, et l'une des raisons en est que lorsque l'on regarde le prix du maïs, on n'a pas la capacité d'investissement pour se tourner vers ce type de technologie", a déclaré Grignard.
Elarab, de MicaSense, a déclaré que les producteurs spécialisés semblent s'adapter plus rapidement à la technologie.
« Les cultures à forte valeur ajoutée ont été les premiers à adopter cette technologie, comme les vignes, les arbres fruitiers, etc. », a-t-elle déclaré. « Il y a aussi beaucoup d'intérêt pour d'autres cultures comme le café et les légumes.
« Beaucoup de gens s’intéressent à l’agriculture de précision et il existe différents taux d’adoption pour certaines cultures. Le marché augmente chaque année. De nombreuses personnes sont de plus en plus enthousiastes à l'idée d'intégrer des images dans leurs décisions de gestion. Il y a donc certainement une forte croissance en cours.
Des données à la décision
Il est essentiel de rendre les données et les images des drones pertinentes pour les décisions de gestion des producteurs.
"Les capteurs créent des données", a déclaré Sulik de MicaSense. « Ce dont les producteurs ont besoin, c’est d’informations. L'industrie a donc besoin d'un moyen rapide de réduire les données en informations exploitables et pertinentes. C'est ce qui doit être atténué. Et nous y travaillons.
Grignard, de Delair, qualifie cette tâche de « goulot d'étranglement » des données.
« L'idée de la solution dans son ensemble est de supprimer certains goulots d'étranglement liés aux données aux différentes étapes du flux de travail, de l'acquisition au traitement des données – ce n'est pas le fardeau du consultant en culture ou du producteur. »
L'un des outils d'analyse crée une carte à laquelle les producteurs peuvent se référer.
«Nous évaluons la santé des plantes et leurs besoins en nutriments, puis créons une carte», a-t-elle déclaré. "Cette carte peut être valorisée pour prescription, par exemple une carte d'azote." Le DT18Ag de Delair a également la capacité de compter les plantes ou d'identifier les lacunes dans les plantations.
Mais Grignard a ajouté que les algorithmes ne sont pas universels et que les résultats varient d’une culture à l’autre. Avec les fraisiers, par exemple, l'algorithme de comptage des plantes fonctionne bien au début, mais plus tard, l'algorithme échoue à mesure que les plantes grandissent et que les canopées commencent à s'emboîter.
AeroVironment travaille sur un algorithme de comptage des plantes pour les cultures fruitières, qui, selon Dufau en mars, serait disponible dans environ deux à trois mois en tant que module complémentaire au système actuel.
Les applicateurs à taux variable sont une autre technologie qui se développe rapidement dans l’agriculture de précision. Une utilisation possible des données des drones, a déclaré Dufau, consiste à rendre les données transférables du drone à un applicateur à taux variable d'engrais, de pesticides et/ou de fongicides. Les données des drones sur les plantes individuelles sont associées à un applicateur à taux variable, ce qui signifie que les plantes individuelles ne reçoivent que les produits chimiques dont elles ont besoin.
Mais là où les nouvelles technologies mènent, Dufau a déclaré que les cartes construites par drones deviendront simplement plus précises à l'avenir.
« Vous allez de feuille en feuille, de branche en branche, pour finalement évaluer la santé des plantes », a-t-il déclaré. « Ces types de cartes de précision ne feront que s’améliorer à long terme. Et je pense que ce type de technologie ne fait que stimuler certains domaines, en particulier dans les cultures spécialisées, qui n'ont pas vraiment été mis en œuvre.
- Stephen Kloosterman, rédacteur adjoint de VGN
Photo du haut : L'AeroVironment Quantix à voilure fixe présente une fonction de décollage et d'atterrissage vertical similaire à celle d'un drone en vol stationnaire.