Introduction
Ces dernières années, l’utilisation de la technologie dans l’agriculture s’est de plus en plus répandue, en particulier celle des outils de surveillance et d’acquisition de données. La raison en est simple : les données sont précieuses pour pouvoir agir rationnellement sur le terrain, en économisant du temps et des ressources.

L’un des facteurs clés est la personnalisation de l’offre, car chaque exploitation a des besoins spécifiques et des capacités d’investissement différentes. La question économique est certainement la plus brûlante car elle pourrait limiter la diffusion de l’agriculture de précision, en particulier en Europe où la majorité des exploitations ont une superficie inférieure à 10 hectares.

Dans ce contexte, les drones équipés de capteurs offrent une solution abordable et permettent d’obtenir des informations précises sans infrastructure coûteuse, même en envisageant des services contractuels. Agrobit propose le système iDrone pour la photogrammétrie aérienne, la création de cartes rgb, multispectrales et thermiques, de cartes de prescription, de modèles 3D et le traitement avancé des données. Pour en savoir plus sur les services proposés, lisez l’article dédié iDrone : le drone comme allié puissant de l’agronome.

Capteurs pour drones
L’objectif de cet article est de fournir une vue d’ensemble des capteurs qui peuvent être installés à bord des aéronefs téléguidés ou des drones.

Commençons par les bases : qu’est-ce qu’un capteur ? Techniquement, il s’agit d’un dispositif capable de détecter une quantité physique (par exemple, la température, l’humidité, la lumière réfléchie) et de la traduire en données numériques interprétables. Plus simplement, les capteurs sont des « yeux » qui collectent des informations sur le terrain et l ‘agronome est l' »esprit opérationnel » qui les interprète grâce à des techniques avancées d’analyse des données et les traduit en exploitabilité grâce à son expérience. En capturant la lumière réfléchie par la végétation, il est possible de construire la signature spectrale de la végétation, une véritable empreinte digitale (figure 1). Chaque région correspond à des caractéristiques spécifiques de la plante, par exemple, dans l’infrarouge, il est possible de caractériser la structure cellulaire des feuilles.

Fig.1 : Signature spectrale de la végétation (source : Roman, Anamaria & Ursu, Tudor. (2016). Imagerie satellitaire multispectrale et techniques de balayage laser aéroporté pour la détection des marques de végétation archéologiques).

Pourquoi utiliser des capteurs pour drones ? Les principaux objectifs sont les suivants

• Analyse de l’état sanitaire des cultures par le calcul des indices de végétation (NDVI, VARI, NDRE, GNDVI en fonction du capteur disponible).
• Optimisation des ressources utilisées grâce à la création de cartes de prescription basées sur des indices, par exemple pour l’irrigation et la fertilisation.
• Détection précoce des attaques d’insectes phytosanitaires et pathogènes, souvent invisibles dans les premiers stades.
• Aide à la décision agronomique avec des interventions spécifiques au site.

Types de capteurs
Le drone survole la culture à basse altitude et collecte des informations à l’aide de capteurs. Les principaux types de capteurs sont les capteurs RVB, multispectraux, thermiques et LiDAR (figure 2). Il existe également des capteurs hyperspectraux, mais ils restent l’apanage du monde de la recherche en raison de leur coût d’achat élevé.

Fig.2 : Exemples de types de capteurs commerciaux. De gauche à droite : RVB, multispectral, thermique, LiDAR.

Les capteurs RVB fournissent des images à haute résolution dans les trois canaux de couleurs primaires : rouge (R), vert (G) et bleu (B). En pratique, ils simulent la capacité de l’œil humain à observer son environnement et agissent de manière similaire à l’appareil photo d’un smartphone. L’avantage est la possibilité d’acquérir des images très détaillées à partir desquelles il est possible d’établir des cartes géoréférencées des champs, des modèles 3D, des comptages de plantes, une analyse visuelle de l’état des cultures et une détection des dommages visibles.
Capteurs multispectraux acquérir des images dans des bandes du spectre électromagnétique non visibles par l’œil humain, par exemple l’infrarouge et le bord rouge. Cela permet une analyse plus approfondie de la santé des plantes. Il est notamment possible de calculer des indices de végétation précis tels que le NDVI (Normalised Difference Vegetation Index), le NDRE (Normalized Difference Red Edge Index) ou le GNDVI (Green Normalized Difference Vegetation Index). Ces indices contribuent à la détection précoce des stress abiotiques et biotiques. Grâce aux indices de végétation, il est possible de construire des cartes thématiques représentatives du terrain, par exemple l’indice NDVI est utilisé pour créer la carte de la vigueur (figure 3). Une telle carte permet de surveiller la biomasse de la canopée et d’identifier les zones moins vigoureuses.

Fig.3 : Carte de vigueur obtenue à partir de l’indice NDVI dans le vignoble.

Les capteurs thermiques détectent les changements de température du couvert végétal ou du sol en mesurant la température de surface. Ce capteur a été créé dans le but de contrôler l’efficacité des systèmes d’irrigation, mais il peut être utilisé efficacement pour identifier les zones soumises à un stress hydrique (les feuilles stressées ont tendance à fermer leurs stomates et à réduire l’évapotranspiration, ce qui augmente la température de surface) et pour évaluer les dommages causés par le gel et la chaleur. Les données recueillies par le capteur peuvent être traduites en une carte thermique (figure 4) qui permet d’analyser les zones caractérisées par un stress thermique.

Fig.4 : Carte thermique d’un vignoble établie à partir d’un drone équipé d’un capteur thermique.

Enfin, les capteurs LiDAR émettent des impulsions laser et mesurent le temps nécessaire pour que l’impulsion soit captée par le récepteur. Ce temps est traduit en distance et un point est généré. En répétant ce processus un nombre infini de fois, le long d’une rangée par exemple, il est possible de construire le nuage de points tridimensionnel du couvert végétal. À l’aide du modèle 3D, il est possible de calculer les paramètres biométriques de la plante (tels que le volume, la hauteur et la densité de la couronne) et de créer le « jumeau numérique » (figure 5 et figure 6).

Fig.5 : Jumelle numérique d’un vignoble.

Fig.6 : Jumelage numérique d’un plant d’agrumes (à gauche) et d’une rangée de vignes (à droite).

Conclusions
L’utilisation de capteurs de drones permet à l’agriculteur de travailler de manière plus rationnelle et objective, en limitant le gaspillage des ressources et en augmentant la productivité.
Malgré son potentiel, il est très important d’être conscient de certaines limites. L’utilisation de drones nécessite des compétences techniques et une connaissance certifiée des règles de vol dans l’espace aérien. De plus, la gestion et l’analyse des données obtenues par télédétection par drone ne doivent pas être négligées.
C’est précisément pour ces raisons qu’une solution efficace consiste à s’appuyer sur Agrobit qui, avec son iDrone, fournit l’expertise, la technologie et l’infrastructure avancée pour apporter l’agriculture de précision directement sur le terrain. Avec iDrone, l’équipe d’Agrobit s’occupera de votre champ. du vol planifié à la collecte de données, du traitement des cartes à l’aide à la décision pour l’agriculteur. Avec iDrone, chaque vol est un choix gagnant !