En direct d’ECPA : Comment générer des cartes de rendement fiables à grande échelle ?

image_ECPA_GalloC’est la question que s’est posée l’entreprise viti-vinicole Gallo (Californie). L’entreprise a équipé toutes les entreprises de machines à vendanger assurant la récolte sur l’aire d’approvisionnement de la winery, avec des capteurs de rendement. Plus de 50 machines ont ainsi été équipées avec le système ATV (Australie) permettant de peser la vendange qui transite par le convoyeur latéral d’évacuation de la vendange. Les machines sont également équipées de dGPS permettant de localiser toutes les données de pesées. L’ensemble du dispositif couvre une surface de vendangée d’environ 5000 hectares. Les problèmes rencontrés sont multiples (formation et sensibilisation des chauffeurs de machine, collecte des données, etc.). L’un des problèmes majeur reste que le capteur de pesée embarqué doit être étalonné par une pesée de la courroie à vide. Cette procédure contraignante ne peut être demandée aux chauffeurs de machine (en plus des opérations d’entretien et de réglage classiques). Il en résulte de grosses différences entre les données acquises par les machines. Ce problème est clairement visible (cf. figure) lorsque deux machines récoltent la même parcelle; des bandes de rendement artificiellement plus élevé ou plus faible apparaissent alors en fonction des zones récoltées par chacune des machines. Afin de pallier ce problème, l’entreprise a exploré plusieurs approches destinées à effectuer un étalonnage « en ligne » en limitant les opérations de saisie supplémentaires et en profitant de la logistique du chantier de récolte (pesée des bennes en entrée de cave). La communication présentée par un chercheur de l’entreprise Gallo vise à partager l’expérience acquise au cours des 4 années de développement de la méthode. L’enjeu est une démarche de traçabilité automatisée permettant d’associer chaque pesée de benne en cave avec les données de la machine à vendange.

A noter, que l’élaboration systématique des carte de rendement s’inscrit dans une démarche de meilleure maîtrise des volumes de raisin apportés. L’idée est de développer un véritable service de conseil intégré auprès des viticulteurs afin de les aider à mieux maîtriser leurs rendement et la variabilité des parcelles : Quoi de mieux que de visualiser le résultat en fin de cycle (carte de rendement) pour quantifier les changement de pratique et voir leurs effets de manière objective !

Référence : B. Sams, C. Litchfield, L. Sanchez and N. Dokoozlian, 2017. Two methods for processing yield maps from multiple sensors in large vineyards in California. Advances in Animal Biosciences: Precision Agriculture (ECPA) 2017, (2017), p 530–533. doi:10.1017/S2040470017000516

 

Le point sur les recherches en capteur d’invertébrés dans les cultures

Un article scientifique qui vient d’être publié dans le journal of precision agriculture par des chercheurs Australiens. Cet article fait le point sur l’état des recherches en matière de système de détection des invertébrés (Limaces, escargots, sauterelles, papillons, etc.) susceptibles de ravager les cultures. L’article est intéressant car il fait un point sur les recherches dans ce domaine en ayant une grille d’analyse « pratique » sur les possibilités d’application sur le terrain. Il considère les technologies susceptibles d’être intégrés dans des réseaux de mesure autonomes. L’article identifie deux axes de recherche prometteurs dans ce domaine :
– l’acoustique (mesure du son, des vibrations, etc.), avec des applications pour la détection des insectes dans le sol, dans les silos, dans le bois, etc.
– la vision artificielle (analyse d’images et reconnaissance de formes), selon les auteurs, la vision artificielle présente beaucoup d’avantages pour la détection des invertébrés in situ, les auteurs notent toutefois qu’il existe beaucoup de recherches menées en laboratoire sur la partie traitement et reconnaissance mais qu’il y a un problème évident de transfert de cette technologie pour des applications/validations en plein champs. Les auteurs proposent une analyse des verrous à lever pour arriver à des système de mesure opérationnels dans les cultures.

Résumé : (Precision agriculture needs integrated pest management (IPM), for which detection and identification of target invertebrate species is a prerequisite. Researchers have been developing various technologies to detect pests more efficiently and accurately. However, these existing sensing technologies still have limitations for effective infield applications. This review paper aims to explore the relative technologies and find a sensing method that has potential to detect and identify common invertebrates on crops, such as butterflies, locusts, snails and slugs. It was found that there are two main research branches for invertebrate detection and identification: acoustic sensing and machine vision system (MVS). Acoustic sensing is suitable for detecting and identifying pests in soil, stored grains and wood, while usually acoustic sensors need to be attached to samples for inspection, which causes difficulties for efficient infield applications. MVS has the potential to provide a more effective and flexible way to detect and identify invertebrates on crops. In recent work with MVS, the technologies of invertebrate identification have been intensively studied, however, infield detection is relatively weak. This review points out the current research gaps and then discusses the potential research directions.

référence : Liu, H., Lee, S. H., & Chahl, J. S. (2016). A review of recent sensing technologies to detect invertebrates on crops. Precision Agriculture, 1-32.

La modulation du travail du sol en agriculture de précision : une option peu étudiée

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Il s’agit d’un article de synthèse rédigé par deux chercheurs (université Kemal-Turquie et université de Pensylvany-Etats Unis). L’article est issu d’une conférence, il n’est pas récent mais il vient d’être mis en ligne sur le site research gate. Son intérêt est de faire le point sur une pratique qui est peu abordée dans le domaine de l’agriculture de précision : celle de la modulation du travail du sol. A l’heure où beaucoup d’agronomes remettent en cause le travail du sol traditionnel et où les techniques sans labour sont présentées comme une alternative intéressante pour lutter contre l’érosion ou pour favoriser la vie dans les sols. La modulation du travail du sol pourrait constituer une alternative intéressante là où les techniques sans labour s’appliquent mal ou donnent de mauvais résultats (sols compacts, argileux, etc.). En effet, dans bien des situations, les techniques simplifiées ne présentent pas que des avantages, on pourra citer entre autres des problèmes sanitaires plus importants, une utilisation plus importante d’herbicides, une variabilité importante de la matiére organique dans le sol, etc. Dans ces situations, il est nécessaire d’offrir des solutions aux agriculteurs pour limiter l’impact des techniques de travail du sol classiques. Pour répondre à ce problème, la modulation du travail du sol a beaucoup été étudiée au début des années 2000. Le concept est simple, il consiste à moduler la profondeur de travail ou l’action de l’outil en fonction des propriétés du sol (compaction, force de rupture, texture, etc.). D’après les auteurs cette technique offrirait des avantages tels que : moins d’intrants énergétique fossile consommé et des perturbations du sol moins importantes qui contribueraient à limiter l’érosion, la dilution de la matière organique, etc. L’article fait le point sur les prototypes qui ont été conçus pour mettre en oeuvre cette pratique. Il fait également le point sur les systèmes de mesure qui ont été proposés pour capter en ligne (ou avant le passage de l’outil) les caractéristiques physiques du sol permettant d’adapter le travail de l’outil aux conditions particulières rencontrées. Malheureusement, l’article ne précise pas si des essais à moyen terme ont été réalisés pour effectivement valider l’intérêt de ces approches sur l’érosion des sols, les aspects sanitaires, le contrôle des adventices ou la vie dans les sols.

On pourra télécharger l’article ici ; 2010-Gorucu-Keskin-Advance-tillage-son

Influence du vent sur les mesures de végétation (3D) par proxi-détection

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Source : Andújar et al., 2017

Un article scientifique publié par des chercheurs de l’Institutdes sciences agronomiques de Madrid (Espagne) dans le journal Sensors. Cet article reste anecdotique dans le vaste domaine de l’agriculture de précision. Toutefois il met en évidence la maturité de ces technologies en agriculture. En effet la « premiére génération » d’articles dans ce domaine s’est focalisée (et se focalise encore) sur le lien entre les observations fournies par ce type de capteur avec des variables agronomiques d’intérêt. Cet article marque une « deuxiéme génération » d’études dans ce domaine puisqu’il s’intéresse à la robustesse de la mesure dans les conditions parfois difficiles du monde de l’agriculture. Notons que l’incidence de la lumiére fait partie des premiers travaux dans ce domaine, mais cet article adresse un nouveau type de question qui, à ma connaissance, n’avait jamais été explorée jusqu’à aujourd’hui et qui est assez pertinent : le vent et les déformations de la canopée qu’il provoque, a-t-il une incidence sur la mesure effectuée avec un capteur de végétation ?

Pour répondre à cette question, les chercheurs se sont intéressés à un capteur de proxi détection assez évolué qui permet d’estimer les caractéristiques 3D de la végétation. Ils se sont intéressés à deux types d’espèces avec des architectures différentes : les peupliers et les pruniers. l’analogie à des cultures pérennes (olive, vigne, fruitier, etc.) est donc possible.  Ils ont effectué des répétitions de mesures dans des conditions de vents différentes. Les résultats montrent des réponses différentes selon les espèces et la vitesse du vent. Les estimations de surface et de volume de canopée restent généralement plus cohérentes pour les pruniers que pour les peupliers pour des vitesses de vent élevées. Les mesures sur peupliers sont particulièrement affectées par des vitesses de vent supérieures à 5 m · s-1. Ces résultats montrent que l’utilisation de capteurs de proxi-détection (images 3D) pour la caractérisation des plantes pérennes doit considérer la vitesse du vent dans certains cas. En général, les auteurs préconisent un seuil de vitesse de vent de 5 m · s-1 (18 km · h-1) comme une limite prudente pour maximiser la qualité des estimations.

résumé : Weather conditions can affect sensors’ readings when sampling outdoors. Although sensors are usually set up covering a wide range of conditions, their operational range must be established. In recent years, depth cameras have been shown as a promising tool for plant phenotyping and other related uses. However, the use of these devices is still challenged by prevailing field conditions. Although the influence of lighting conditions on the performance of these cameras has already been established, the effect of wind is still unknown. This study establishes the associated errors when modeling some tree characteristics at different wind speeds. A system using a Kinect v2 sensor and a custom software was tested from null wind speed up to 10 m·s−1. Two tree species with contrasting architecture, poplars and plums, were used as model plants. The results showed different responses depending on tree species and wind speed. Estimations of Leaf Area (LA) and tree volume were generally more consistent at high wind speeds in plum trees. Poplars were particularly affected by wind speeds higher than 5 m·s−1. On the contrary, height measurements were more consistent for poplars than for plum trees. These results show that the use of depth cameras for tree characterization must take into consideration wind conditions in the field. In general, 5 m·s−1 (18 km·h−1) could be established as a conservative limit for good estimations.

référence : Andújar, D., Dorado, J., Bengochea-Guevara, J. M., Conesa-Muñoz, J., Fernández-Quintanilla, C., & Ribeiro, Á. (2017). Influence of Wind Speed on RGB-D Images in Tree Plantations. Sensors, 17(4), 914.

Evaluation d’un Lidar embarqué pour cartographier le poids des bois de taille en viticulture

Une recherche effectuée par des scientifiques de l’université d’Athénes qui vient d’être publiée dans le journal of precision agriculture. Cet article mérite d’être mentionné car, à part le physiocap, il existe peu de capteurs permettant d’accéder directement à la vigueur de la vigne. L’article propose d’utiliser un Lidar embarqué pour estimer le volume de bois présent sur la vigne en hiver. De maniére rigoureuse, l’approche reste un estimation de l’expression végétative mais pourrait permettre, à terme, d’accéder à une mesure de la vigueur. Sur deux années consécutives, les chercheurs ont montré qu’il existait une corrélation significative (R > 0,8) entre les mesures d’impact données par le lidar et le poids des bois de taille. Remarquons toutefois que cette corrélation est obtenue sur des surfaces élémentaires de 20*20 m, ce qui pose la question de la résolution des informations et du lissage qui en résulte.

Résumé : Vine vigour assessment has been a major concern of precision viticulture studies in order to identify areas of uniform vine performance within vineyards. Moreover, the counting and weighing of winter dormant canes is considered as the most informative measurement to indicate vine balance and is commonly performed manually by grape growers for management purposes. The main concern of this measurement is that it is time consuming and laborious and it cannot accommodate detailed sampling density. In the present study, the potential of using laser scanner technology as an automated, easy and rapid way to perform mapping of the winter pruning wood across the vineyard was investigated. The study was conducted during 2010 and 2011, in a one hectare commercial vineyard in central Greece, planted with cv. Agiorgitiko, a traditional Greek variety for the production of red wine. Parameters of topography, soil depth, soil texture, canopy properties (NDVI), yield, and grape quality were mapped and analysed in conjunction to winter canes weighing at pruning time. The mapping of the dormant canes was carried out using a 2D laser scanner sensor prior to pruning and manually measuring the pruning weight on a 10 × 20 m grid. Laser scanner measurements showed significant relationship in both 2010 and 2011 with pruning weight (r = 0.809 and r = 0.829 respectively, p < 0.001), yield and early season NDVI, showing the potential of using laser scanner measurements to assess variability in vine vigour within vineyards. These results suggest that laser scanners offer great promise to characterize within field variability in vine performance.

références : Tagarakis, A. C., Koundouras, S., Fountas, S., & Gemtos, T. Evaluation of the use of LIDAR laser scanner to map pruning wood in vineyards and its potential for management zones delineation. Precision Agriculture, 1-14.

Stage – Analyse de données issues de capteurs connectés pour l’agriculture

Contexte du stage

EXOTIC SYSTEMS se prépare à entrer sur le marché très spécifique des outils numériques au service des agriculteurs. L’entreprise élabore une gamme d’objets connectés compagnons, sur lesquels l’agriculteur peut compter pour l’alerter d’évènements nécessaires à l’organisation de son travail et à sa prise de décision au quotidien dans son exploitation.

Pour accompagner la conception des produits, un réseau de capteurs tests est mis en place grâce à des exploitations agricoles partenaires.

Missions proposées

Vous serez chargé, dans le cadre du réseau test, de conduire une analyse statistique des données issues des capteurs. Vous caractériserez leur comportement au quotidien dans les exploitations agricoles.

Cette analyse vous permettra de valoriser les données récoltées en les mettant en relation avec :

  • L’évolution des conditions météorologiques sur les exploitations agricoles grâce à des capteurs de référence,
  • Les évènements ponctuels inhérents à la vie d’une exploitation agricole,
  • La prise de décision des agriculteurs.

Vous participerez ponctuellement à la mise en place des capteurs pour mieux appréhender les particularités des phénomènes et des évènements typiques aux exploitations agricoles que vous analyserez.

On compte sur vos qualités

Vous avez des compétences dans le traitement et la valorisation de données issues de capteurs.

Vous avez une bonne connaissance du milieu agricole et êtes curieux et motivé par la découverte de produits électroniques et communicants.

Vous aimez expérimenter et partager vos retours d’expériences avec une équipe pluridisciplinaire.

D’un naturel débrouillard et autonome, vous savez faire preuve d’initiative et de pragmatisme.

Vous êtes rigoureux et organisé.

Les atouts du stage

Intégrer une équipe passionnée, créative et ambitieuse.

Des missions riches et variées, en autonomie.

Participer à l’élaboration d’une gamme de produits innovants pour changer le monde et goûter à l’adrénaline du quotidien d’une start-up.

Les conditions

Stage d’une durée de 3 mois minimum, idéalement 6 mois.

Rattaché à l’équipe R&D.

Basé à Clermont-Ferrand (63).

Déplacements ponctuels sur des exploitations expérimentales ou partenaires à prévoir.

Contact

oriane.ferre@exotic-systems.com

La 3D en viticulture : une technologie qui arrive à maturité selon les derniéres recherches

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Images 3D d’un vignoble réalisé à partir d’images de drones (sources Montpellier SupAgro)

Deux articles publiés à quelques semaines d’écart font état de recherches où des mesures 3D issues de drone sont mises en avant dans le domaine de la viticulture.

Le premier article (Pichon et al, 2016) publié dans la revue Oeno-one montre qu’il est tout à fait possible de produire un modéle numérique de terrain de qualité (erreur de l’ordre de 8 cm) avec des produits commerciaux fournis par trois sociétés (Airinov, Aerotec solution, Geofalco). L’article discute la qualité de cette information au regard des applications possibles pour caractériser les parcelles viticoles ou tout un bassin versant. En effet, les drones permettent d’acquérir des informations d’altitudes de qualité avec une très haute résolution spatiale (à condition de bénéficier de points de référence au sol). Cette information permet de répondre à des problématiques que les données ou les chaînes d’acquisition actuelles peuvent difficilement satisfaire que ce soit pour des raisons de précision, de résolution ou de prix. La 3D par drone ouvre ainsi la voie à une meilleure caractérisation du potentiel qualitatif des parcelles grâce à la possibilité de calculer des variables de caractérisation parcellaires telles que la pente, l’altitude, l’exposition, etc.. ). Elle ouvre aussi la voie à une meilleure caractérisation agro-environnementale des bassins viticoles grâce à la possibilité d’identifier l’écoulement de l’eau, la présence de fossés, etc.

Le deuxiéme article (Weiss et Baret, 2017) montre que la 3D permet d’accéder à des informations de caractérisation des parcelles telles que l’orientation des rangs, l’écartement entre les rangs et même la hauteur du palissage avec une erreur de l’ordre de 8 cm. Cette information a été extraite d’informations 3D fournies par la société Airinov. Cet article ouvre là encore des perspectives intéressantes permettant d’envisager des outils pour caractériser les parcelles de vigne à l’échelle d’un bassin de production et même une mesure de la hauteur de la canopée pour des applications en viticulture de précision.

Références :

Pichon, L., Ducanchez, A., Fonta, H., & Tisseyre, B. (2016). Quality of Digital Elevation Models obtained from Unmanned Aerial Vehicles for Precision Viticulture. OENO One, 50(3).
Weiss, M., & Baret, F. (2017). Using 3D Point Clouds Derived from UAV RGB Imagery to Describe Vineyard 3D Macro-Structure. Remote Sensing, 9(2), 111.

 

 

 

Les nouvelles technologies sont aussi un levier pour les petites exploitations

Avec quatre vidéos percutantes, l’organisation GODAN (Global Open Data for agriculture and nutrition) met en scéne 4 projets de développements autour des TIC à destination des petites exploitations et de l’agriculture familiale. Les solutions, basées sur FarmOS sont simples, efficaces et montrent à quel point des services bien pensés peuvent changer la vie de beaucoup de personnes sur terre. Le témoignage du pêcheur africain (épisode 1) est particulièrement touchant. A regarder sans modération.

Episode 1 – OPEN WATER
Episode 2 – OPEN FIELDS
Episode 3 – OPEN FARMS
Episode 4 – OPEN CLIMATE
See: http://farmos.org/

 

Les présentations du symposium Innovine en ligne

InnoVine est un projet collaboratif européen lancé en février 2013 et financé dans le cadre du programme KBBE (Knowledge Based Bio-Economy). Pendant une durée de 4 ans, il a associé 27 partenaires en provenance de 7 pays différents de la communauté européenne (France, Espagne, Italie, Allemagne, Portugal, Hongrie et Bulgarie) sur des aspects relatifs à la vigne.  Les 27 partenaires d’Innovine ont présenté les résultats acquis pendant le projet au cours d’un colloque final.

Les ressources du symposium sont en ligne à l’adresses suivante : https://www.vignevin-sudouest.com/publications/itv-colloque/2ndes-assises-vins-sud-ouest/colloqueinnovine.php

On pourra également visualiser les vidéos différentes présentations, celle sur l’ Etat de l’art sur les capteurs et les outils de monitorage en viticulture. Christophe Guizard (IRSTEA) et les Nouveaux capteurs et nouvelles technologies développés dans Innovine. Force A, Noveltis, ICVV, Agri Ciencia, intéressera particuliérement les lecteurs de ce blog.

 

VitiCanopy, l’application qui estime le LAI des vignes maintenant disponible sur Android !

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Une information communiquée par Lucie Chapurlat, une étudiante de SupAgro actuellement en stage à l’université d’Adélaide en Australie.

Le LAI (Leaf Area Index) est un paramètre qui rend compte de la surface végétale d’une culture, et donc, dans le cas de la vigne, de la vigueur et de l’ombrage, données essentielles à une conduite précise de la vigne. L’application VitiCanopy a été développée par des chercheurs des universités d’Adelaide et de Melbourne (Australie) dans le but de créer une alternative simple d’utilisation et accessible (elle est gratuite !) aux outils déjà existants, tel que le LAI-2000 ou des méthodes manuelles d’effeuillage/comptage. Il suffit d’utiliser la camera frontale de votre smartphone ou tablette posé au sol sous la canopée, et l’application se charge de calculer différents paramètres, dont notamment le LAI, la porosité, et un indice de compacité du feuillage. L’application peut se révéler très utile pour les viticulteurs désireux de gérer leurs vignes avec plus de précision, mais aussi pour faciliter le travail des chercheurs en viticulture.

Les résultats obtenus avec VitiCanopy ont été comparés avec plusieurs méthodes de référence pour s’assurer de leur fiabilité. Par exemple, les résultats sont estimés comparables avec ceux obtenus avec le LAI-2000 (R²=0.95). Pour en savoir lisez l’article entier ici (http://www.mdpi.com/1424-8220/16/4/585/htm).

Attention cependant, VitiCanopy a été paramétré sur des vignes en espalier palissé. Des tests sur les autres systèmes de conduite sont en cours.