Phénotypage haut débit au champ

Présentation au sujet: "Phénotypage haut débit au champ"— Transcription de la présentation:

1 Phénotypage haut débit au champ
Quel apport des capteurs pour l’expérimentation ? B. de Solan, F. Baret et al.

2 Matériel génétique de la plante
Le phénotypage Climat Pathogènes Matériel génétique de la plante Phénotype Etat de la culture Pratiques culturales Activité essentielle pour tous les acteurs agricoles : Caractériser l’état et le fonctionnement des cultures Résultat de l’interaction entre le matériel génétique (plante), l’environnement (sol, climat) et la pression biotique Sol Génétique Environnement

3 Indispensable à toutes les échelles
- Aide au pilotage des cultures - Surveillance des territoires - Estimation du rendement - … - Comparaison de variétés - Sélection génétique - Efficacité de produits …

4 Plan Quelles variables ‘plante’ sont pertinentes pour caractériser l’état des cultures ? Ces variables sont-elles mesurables par capteurs ? Exemple de mise en œuvre sur le terrain Perspectives

5 Variables plante pertinentes ?
Rendement Biomasse totale produite Proportion de la biomasse dans les grains Quantité d’énergie interceptée par les feuilles Efficience d’utilisation de l’énergie au niveau des feuilles Surface foliaire verte Orientation des feuilles Complexe photosynthétique Teneur en chlorophylle A priori accessible Structure Biochimie Répartition N dans la plante QN dans la plante Environnement Surface de racines Efficacité d’absorption de N

6 La plante est un capteur
Elle réagit aux signaux lumineux, quantité ou qualité de la lumière Quantitativement, par rapport à l’énergie solaire incidente Eclairement solaire (W.m-2) Rayonnement réfléchi Rayonnement absorbé par le sol Echanges thermiques (chaleur sensible) Evaporation, transpiration (chaleur latente) Photosynthèse (1 à 4 %) Heure du jour Qualitativement (composition spectrale) : photomorphogenèse

7 Interaction du rayonnement avec la végétation
Direct Diffus Rr Ri Diffusion Multiple Rt Ra

8 Plan Quelles variables ‘plante’ sont pertinentes pour expliquer l’efficience d’utilisation de l’azote ? Ces variables sont-elles mesurables par capteurs ? Exemple de mise en œuvre sur le terrain Perspectives

9 Les capteurs photoniques permettent de caractériser l’interaction de la plante avec la lumière
Vision pour détection d’objets, couleur : caméras, appareils photo Réflexion de la lumière pour estimation du contenu biochimique : spectroradiomètres, NIRS Temps de vol pour mesure de distance, caractérisation de la structure de la végétation : lidar

10 Variables accessibles
Fraction de couverture, surface foliaire Contenu en Chl du couvert Hauteur, densité du couvert

11 Plan Quelles variables ‘plante’ sont pertinentes pour expliquer l’efficience d’utilisation de l’azote ? Ces variables sont-elles mesurables par capteurs ? Exemple de mise en œuvre sur le terrain Perspectives

12 Comment mettre en œuvre ces mesures par capteurs sur le terrain ?
Test de capteurs existants Simple mais peu de contrôle sur les mesures, évolutions Définir son propre système de mesure Choix des capteurs (caméra, radiomètre, laser, …) Choix du système porte capteur (perche, tracteur, robot, drone, …) Configuration de mesure (orientation, position) Référencement des mesures Traitement des données acquises

13 Exemple d’expérimentation
En , à Chalons en Champagne, étude de la réponse des variétés à une carence limitée en azote : 220 variétés de blé tendre 2 modalités d’azote 2 répétitions Contrôle des autres facteurs stress (maladies, adventices, …) 976 microparcelles 18/09/2018

14 Acquisition des données Vision pour détection d’objets, couleur : caméras, APN
23/09/2013 18/09/2018 A.Fournier 18

15 Acquisition des données Réflexion de la lumière pour estimation du contenu biochimique
23/09/2013 18/09/2018 A.Fournier 19

16 De la donnée physique à la variable agronomique
Milieu turbide Modèles 3D

17 Analyse des données Différences entre variétés / environnements
Epiaison Floraison Indice Fraction verte Indice Chlorophylle

18 Plan Quelles variables ‘plante’ sont pertinentes pour expliquer l’efficience d’utilisation de l’azote ? Ces variables sont-elles mesurables par capteurs ? Exemple de mise en œuvre sur le terrain Perspectives

19 D’autres vecteurs… … d’autres capteurs

20 Descriptif général Bras de levage Platine porte capteurs GPS
Groupe électrogène Palpeurs de sécurité Palpeurs de sécurité Armoires de puissance et de commande 4 Roue motrices et directrices

21 1m30 MAXI PARCELLE Culture jusqu’à 1m25 30cm 1m75 (+/-300mm)

22 Nacelle porte capteurs
Coffret avec Effibox pour le pilotage des capteurs de mesure Réglage Platine porte capteurs horizontale Réglage Bras pour les mesures inclinés 0 à 60°

23 De la mesure capteur à la variable agronomique
Variable agronomique / trait Mécanique Electronique Système d’acquisition Automatique Donnée capteur brute Informatique Optronique Mesure physique Physique Ecophysiologie Variable biophysique d’état Ecophysiologie Agronomie

24 La Phénomobile en action (vidéo)
Merci de votre attention