[article scientifique] : Mesures in situ et non destructives de certains éléments du sol (Cu, Zn et Cd)

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[article scientifique] : Mesures in situ et non destructives de certains éléments du sol (Cu, Zn et Cd)

La mesure de la concentration en éléments secondaires ou en éléments toxiques dans les sols agricoles reste peu fréquente car elle nécessite des méthodes de dosages coûteuses. La connaissance de la concentration en éléments tels que le zinc (Zn), le cuivre (Cu) ou le cadmium (Cd) peut toutefois être intéressante pour diagnostiquer des carences et mettre en évidence d’éventuelles toxicités. Des chercheurs de l’université en sciences agronomiques de Suède viennent de publier un article qui montre que la mesure in-situ et de manière non destructive de ces éléments pourrait être effectuée grâce à un fluorimétre à rayon X portable ( Portable X-ray fluorescence – PXRF en anglais) (cf. photo mise en avant).  Les chercheurs ont travaillé avec 1520 échantillons de sol prélevés sur l’ensemble de la Suède afin d’établir des modèles de prédiction de la concentrations en cuivre (Cu), en zinc (Zn) et en cadmium (Cd) avec le PXRF pour les sols agricoles de tout le pays. Les modèles ont été validés à la fois à l’échelle nationale et à l’échelle des exploitations agricoles. Les chercheurs ont testés plusieurs approches : les régressions linéaires multiples (MLR), les forêts aléatoires ( Random forest RF) et les régressions adaptatives multivariées (MARS). La qualité des prédictions a été évaluée par validation croisée. Les résultats montrent que le PXRF permet de prédire les teneurs des sols agricoles avec une relativement bonne précision à l’échelle nationale R² = 0,63 pour Cu, 0.92 pour Zn et 0,70 pour Cd.  La prédiction est toutefois meilleure à l’échelle de l’exploitation agricole où un modèle « local » permet d’estimer les teneurs en Cu, Zn et Cd respectivement avec des R² de 0,94, 0,90 et 0,80. Cette étude est intéressante car elle montre que l’utilisation de modèles multivariés peut compenser certaines des limites du PXRF (par exemple, les limites élevées de détection pour certains éléments ou le fait que certains éléments ne soient pas directement mesurables par cette technique). Cette étude montre que les capteurs PXRF peuvent s’avérer très intéressants pour prédire les concentrations de certains éléments dans le sol comme le Cu, le Zn et le Cd avec un niveau de précision comparable à celui des analyses classiques en laboratoire.