Quelles avancées dans la recherche en agriculture de précision ? Retour sur ECPA 2019

Avec l’évolution des nouvelles technologies, l’agriculture de précision poursuit son développement depuis sa naissance dans les années 80. Elle accompagne les agriculteurs dans leurs prises de décision sur leurs exploitations et contribue à apporter des réponses aux enjeux environnementaux tels que le changement climatique et l’épuisement des ressources. En juillet dernier, le congrès international sur l’agriculture de précision ECPA 2019 a réuni à Montpellier 380 scientifiques de 37 pays. L’occasion de revenir sur les principaux éléments scientifiques marquants de l’événement avec son organisateur, Bruno Tisseyre (Montpellier SupAgro, UMR ITAP).

Depuis ses débuts dans les années 80, comment se définit l’agriculture de précision en 2019 ?

[Bruno Tisseyre] : Les points de vue varient selon le domaine d’application et les évolutions technologiques considérées, aussi la définition unanimement partagée de l’agriculture de précision est très récente ! Elle a été publiée à l’occasion d’ECPA 2019 par la société internationale d’agriculture de précision (ISPA), après consultation de 45 scientifiques du monde entier appelés à débattre et à se mettre d’accord. La définition retenue par l’ISPA met en avant les données, l’expertise et leur valorisation pour répondre à des enjeux agronomiques, économiques et environnementaux et non les technologies. La voici :

Precision Agriculture is a management strategy that gathers, processes and analyses temporal, spatial and individual data and combines it with other information to guide site, plant or animal specific management decisions to improve resource efficiency, productivity, quality, profitability and sustainability of agricultural production.

L’agriculture de précision est une stratégie de gestion qui rassemble, traite et analyse, les données spatiales, temporelles et individuelles et les combine avec d’autres informations pour orienter les décisions de gestion modulée relatives à la plante ou à l’animal en vue d’améliorer l’efficacité des ressources, la productivité, la qualité, la rentabilité, et la durabilité de la production agricole.

Y a-t-il des thématiques du congrès où les avancées sont plus particulièrement notables ?

[.B.T.] : Oui ! Il y a 5 secteurs où le nombre de communications est particulièrement important.

En premier lieu, le temporel (temps réel ou quasi temps-réel) est un front de recherche remarquable. La proportion d’articles reçus qui traitent du temporel en plus du spatial est une vraie nouveauté. En télédétection les séries temporelles sont représentées dans de très nombreuses sessions du congrès. En particulier en irrigation, mais aussi pour le pilotage de l’azote et beaucoup d’autres secteurs. Il s’agit essentiellement de séries temporelles d’images. L’arrivée des satellites européens Sentinel-2 et de leurs données complètes et actualisées constitue une vraie rupture. Obtenir des séries temporelles d’images à bas coût est incontestablement un facteur important à l’origine de ces avancées. On peut noter plusieurs communications sur l’évaluation dynamique des paramètres de végétation pour les intégrer dans des modèles de développement, de cultures,…,, et sur l’évaluation de caractéristiques de la végétation. Notamment des indices pour améliorer des modèles d’évapotranspiration pour le pilotage de l’irrigation par exemple, ou l’évaluation des besoins en eau des plantes. Tout cela a été rendu possible par la mise à disposition de séries temporelles d’images. Les séries temporelles de données de rendement sont aussi présentes. Par exemple. les travaux de thèse (labellisée #DigitAg) de Cécile Laurent pose des questions méthodologiques : comment extraire de la connaissance à partir de ces séries ?

Le deuxième domaine qui constitue une nouveauté est l’expérimentation à la ferme. Cette année une session entière lui était consacrée. On peut dire qu’on en est aux prémisses, avec des communications de retours d’expériences, des cas d’étude. Ces sont surtout les aspects sociaux et économiques qui ont été abordés : comment associer les agriculteurs, les conseillers ? Comment vont-ils s’organiser ? Peu d’aspects méthodologiques ont été traités. Par exemple, le traitement de l’incertitude des données n’a pas été abordé. Les questions vont émerger, on en est au début. Un atelier satellite du congrès était aussi consacré à l'”On-Farm Experimentation”. Ce collectif international “COFE” sur le partage d’expériences avec des agriculteurs est animé par Simon Cook, professeur à l’Université de Curtin en Australie.

Le 3ème point, c’est l’apparition de l’intelligence artificielle et de l’apprentissage profond dans la majorité des sessions, dont des sessions classiques à un congrés comme ECPA que sont la gestion de l’eau, des adventices et de l’azote. Nous avons consacré une session spéciale au traitement d’images grâce à l’IA. Par exemple en viticulture pour la détection de grappes, ou l’estimation de paramètres à partir d’images de drones.

Elément marquant numéro 4 : la croissance de problématiques émergentes liées à la localisation (système de positionnement par satellites GNSS) et à la robotique. On aborde une nouvelle étape, un autre niveau. Pour exemple, la communication sino-britannique sur la récolte sélective de tomates.

Dernière originalité, nous avons assisté à pas moins de 7 présentations sur l’adoption des technologies et méthodologies en agriculture de précision, réparties sur 2 sessions, dont une consacrée à ses aspects économiques. Nina Lachia a ainsi présenté une synthèse des études de l’observatoire des usages de l’agriculture numérique (AgroTIC – #DigitAg).

Enfin, on peut constater qu’il y a moins de communications sur les drones. Pourquoi ? Un besoin social moindre ? Une réglementation variable selon les pays ? Une “concurrence” de la disponibilité des données Sentinel-2  ? On peut émettre plusieurs hypothèses.

Des conférenciers inspirants

Les interventions des 4 conférenciers invités ont été particulièrement appréciées de tous, de part la diversité des sujets abordés et la qualité des intervenants. Jean-Baptiste Féret a questionné l’après-NDVI, Benjamin Addum a exposé de manière pragmatique des cas de réussite comme d’échecs dans les contextes et environnements africains dont on peut tout à fait s’inspirer ici, Sofía Cilla nous a donné de nombreuses clés et de nombreuses ressources pour mieux  utiliser les services européens (EGNOS / GNSS) pour la correction des signaux GPS. Enfin Alex Escolà a fait un point complet de la mesure en 3D en agriculture avec un état de l’art

Le prochain rendez-vous d’ECPA est en Hongrie. Gábor Milics, Széchenyi István University prend le relais pour Budapest 2021.

 

Contact : bruno.tisseyre [AT] supagro.fr

Voir aussi :

Les publications #DigitAg dans Precision Agriculture ’19 Conference proceedings

Session Rendement (écarts) : Production gap analysis – an operational approach to yield gap analysis using historical high-resolution yield data sets
C. Leroux, J. Taylor, B. Tisseyre – https://doi.org/10.3920/978-90-8686-888-9_8

Session Analyse de données pour l’agriculture de précision : Investigating the harmonization of highly noisy heterogeneous datasets hand-collected over the same study domain
L. Pichon, C. Leroux, V. Geraudie, J. Taylor, B. Tisseyre – https://doi.org/10.3920/978-90-8686-888-9_91

Session Adoption : A collective framework to assess the adoption of precision agriculture in France: description and preliminary results after two years
N. Lachia, L. Pichon, B. Tisseyre – https://doi.org/10.3920/978-90-8686-888-9_105 

Session Drones & cultures : A multispectral processing chain for chlorophyll content assessment in banana fields by UAV imagery
G. Rabatel, J. Lamour, D. Moura, O. Naud – https://doi.org/10.3920/978-90-8686-888-9

Session Prévision du rendement : Evaluation of a functional Bayesian method to analyse time series data in precision viticulture
C. Laurent, M. Baragatti, J. Taylor, T. Scholasch  A. Metay, B. Tisseyre – https://doi.org/10.3920/978-90-8686-888-9_7

Session Gestion zonale : An iterative region growing algorithm to generate fuzzy management zones within fields
C. Leroux, H. Jones, B. Tisseyre

Session Viticulture et Horticulture de précision :

Session Proxidétection – LIDAR & 3D : Investigation on LiDAR-based indicators for predicting agrochemical deposition within a vine field
A. Cheraiet, M. Carra, A. Lienard, S. Codis, A. Vergès, X. Delpuech, O. Naud – https://doi.org/10.3920/978-90-8686-888-9_18


Conférence invitée de Jean-Baptiste Féret : Linking Remote Sensing with physical modelling of vegetation to characterize vegetation status and development: methods, challenges and perspectives