Agriculture de précision

L'agriculture de précision est un principe de gestion des parcelles agricoles qui vise l'optimisation des rendements et des investissements, en cherchant à mieux tenir compte des variabilités des milieux [1] et des conditions entre parcelles différentes ainsi qu'à des échelles intra-parcellaires [2].

Image satellitale fausses-couleurs illustrant la variabilité parcellaire et intraparcellaire. Cette variabilité est ici mise en évidence en croisant l' infrarouge et la réflectance de la végétation dans plusieurs autres gammes de longueurs d'onde (source : NASA Earth Observatory) [3]
Capteurs (N-Sensor ALS) produits par le vendeur de fertilisants azotés Yara. Il est monté sur la cabine d'un tracteur et enregistre la réflectance de la végétation afin de calculer une fertilisation supposée être plus proche des besoins de la plante. Le débit de fertilisant azoté est alors régulé par le calculateur embarqué.
L’adaptation de la forme des champs au relief (« contour farming » pour les anglophones), et l’absence de labour dans le sens de la pente, est une manière de limiter l’érosion et la perte d’intrants par le lessivage vers le bas du bassin versant. Il est encouragé depuis plus de 50 ans aux États-Unis, suite aux constats de dégradation des sols faits dans les années 1930
Le croisement entre mécanisation agricole et les NTIC permet une agriculture de précision, mais tend à artificialiser les paysages ruraux (formes orthogonales de parcelles pour optimiser les labours, les coupes, au détriment des petites parcelles et des sinuosités naturelles
Les nuances de couleur de la photo aérienne apportent des indices de variation de productivité naturelle (variations d’humidité, de teneur en eau, de pente, etc.), ici marquées durant une période de sécheresse, près de Strasburg dans le Colorado, en juillet 2012.)
Image fausse couleur reconstituée (mosaïque) à partir de 299 images acquises en un seul vol par les capteurs d'un drone téléguidé Stardust II
exemple de drone civil destiné à la photo aérienne (Pteryx UAV)

Ce concept est apparu à la fin du XXe siècle, dans le contexte de course au progrès des rendements agricoles. Il a notamment influencé le travail du sol, les semis, la fertilisation, l'irrigation, la pulvérisation de pesticides, etc.

Il requiert l’utilisation de nouvelles technologies, telles que l’ imagerie satellitaire et l' informatique. IL s'appuie sur des moyens de localisation dans la parcelle dont le système de positionnement par satellite de type GPS [2], [4].

L'espoir des promoteurs de ces technologies est d'aboutir à un système d'aide à la décision efficace à grande échelle comme aux échelles locales, qui permettrait d'optimiser les rendements des investissements tout en préservant les ressources naturelles, financières et énergétiques. À ce jour, certains progrès ont été fait, pour la gestion des besoins en eau notamment, mais des concepts apparemment simples comme la définition de zones de gestion différenciée vraiment adaptées aux besoins de la plante sont encore hors d'atteinte même pour un seul type de culture sur un seul champ qui évolue dans le temps (voir, par exemple, McBratney et al. (2005) [5], et Whelan et al. (2003) [6]. Whelan et McBratney (2003) décrivent les approches actuellement retenues pour définir ces zones de gestion sur des bases agroscientifiques, notamment basées sur les cartes de rendement, les procédures de classification supervisée et non supervisée, sur les imageurs satellites ou vues aériennes, via l'identification des données traduisant des tendances ou des phénomènes stables au fil des saisons ou des années, etc. Parmi ces approches l'approche phytogéomorphologique qui lie la stabilité pluriannuelle et certaines caractéristiques de croissance des cultures à des attributs topologiques des parcelles connait un certain succès [7], [8]. Son intérêt vient du fait que la géomorphologie dicte en grande partie l'hydrologie du champ. De nombreuses données pluriannuelles désormais disponibles montrent qu'une certaine stabilité de ces effets existe (Kaspar et al., (2003)), cependant, le passage à une aide à la décision pouvant universellement aider les agriculteurs, voire permettre une robotisation de tout ou partie des tâches de gestion est encore du domaine de la prospective voire de la science-fiction.

Enjeux de l'agriculture de précision

L'agriculture de précision a pour objectif général de récolter le plus possible de matière et de produits, tout en consommant le moins possible d'énergie et d'intrants (engrais, phytosanitaires, eau). Il s'agit d'optimiser la gestion d'une parcelle d'un triple point de vue [2] :

  • agronomique : mécanisation agricole conjointe à un ajustement des pratiques culturales en se rapprochant mieux des besoins de la plante (exemple : satisfaction des besoins azotés) ; la précision agronomique vise a améliorer l'efficacité intrants/rendements, y compris par le choix de souches et variétés plus adaptées au contexte édaphique ou phytosanitaire. Contrairement au principe d'homogénéité et d’homogénéisation des parcelles prôné aux débuts de la révolution verte, l’agriculture de précision cherche à s’adapter à la variabilité des conditions naturelles du milieu aux échelles intra-parcellaires [9], ce qui est devenu encore plus nécessaire dans les pays industriels et dans les régions de grandes cultures en raison d'une tendance marquée et constante à l’augmentation de la taille de chaque parcelle.
  • environnemental : réduction de l' empreinte écologique de l'activité agricole (par exemple en limitant le lessivage d'azote excédentaire). Il s'agit aussi de diminuer certains risques pour la santé humaine et l'environnement (en particulier en diminuant la diffusion dans l’environnement des nitrates, phosphates et pesticides, en cherchant à appliquer la juste dose, quand il faut et où il faut) ; ce souci de l'environnement apparaît surtout à partir des années 1999 marquées par le Sommet de la Terre de Rio et les premiers constats d'impacts environnementaux et sanitaires négatifs de la révolution verte initialement basée sur la mécanisation et un usage peu mesuré des engrais et pesticides, ou du drainage et de l'irrigation.
  • économique : augmentation de la compétitivité par une meilleure efficacité des pratiques. Il a été estimé aux États-Unis dans les années 1990 que gaspiller moins d’intrants permettait à un agriculteur d'économiser environ 500 F par hectare grâce à la modulation de la fumure N, P et K [2] (ce calcul qui ne vaut pas pour l’Europe où l’agriculture était un peu moins industrielle).

De plus, agriculture de précision met à la disposition de l'agriculteur de nombreuses informations qui peuvent :

  • constituer une véritable mémoire de l'exploitation ;
  • aider la prise de décision [2] ;
  • aller dans le sens des besoins de traçabilité ;
  • améliorer la qualité intrinsèque des produits agricoles (exemple : taux de protéines pour les blés panifiables) ;
  • améliorer les intrants des différentes parcelles.
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