Introduction
iVine est un projet de deux ans (2023-2024), financé par le PDR Région Toscane 2014-2020 – sous-mesure 16.2qui vise à tester, valider et accepter d’une application DSS pour appareils mobiles pour la rationalisation de la gestion des vignobles et l’optimisation de la production. rationaliser la gestion des vignobles et optimiser et réduire l’utilisation des produits phytosanitairesafin de réduire l’impact sur l’environnement, de préserver la santé des travailleurs et des populations rurales et de réduire les coûts de gestion des exploitations.

Le projet est dirigé par Agrobit, avec la participation de l’université de Florence (DAGRI), de l’Institut de bioéconomie du Conseil national de la recherche (CNR-IBE), de la CIA (Agriculteurs italiens de Toscane), de Mulini di Segalari (domaine viticole de Bolgheri), de Felsina (domaine viticole de Chianti Classico) et de la ferme régionale de démonstration Tenuta di Cesa.

Objectifs du projet
Les objectifs du projet peuvent être résumés comme suit :
1. Valider une application DSS pour appareils mobiles capable de soutenir l’agronome/entrepreneur agricole dans l’évaluation rapide et objective du développement de l’appareil aérien des cultures arboricoles, en particulier de la vigne, pour l’optimisation des interventions de gestion de la canopée et la distribution des intrants agronomiques, tels que les produits phytopharmaceutiques, mais aussi les engrais foliaires et l’eau.
2. Contrôler l’efficacité des traitements, la consommation de pesticides et d’eau liée à l’utilisation de l’application et les coûts nécessaires aux différentes étapes pour atteindre les objectifs fixés ;
3. Évaluer l’efficacité du rapport coût/bénéfice et l’impact environnemental et économique produit par l’utilisation de l’application et la distribution optimisée des produits phytopharmaceutiques, par rapport à une gestion traditionnelle des réalités viticoles de différentes tailles d’entreprises et dans différentes zones viticoles régionales.

Comment fonctionne l’application iAgro
L’application iAgro, installée sur un smartphone, permet à l’opérateur d’effectuer automatiquement, rapidement et facilement un balayage en 3D de la plante étudiée. Au cours de ce processus, l’application utilise l’appareil photo du smartphone et des algorithmes de réalité augmentée (RA) pour capturer toutes les informations nécessaires, tout en tirant parti des capteurs de mouvement et de position intégrés au smartphone. Ces capteurs permettent à l’application d’enregistrer les changements de position et d’orientation de l’appareil pendant la numérisation. En outre, l’application géoréférence toutes les informations acquises, c’est-à-dire qu’elle associe les données détectées à la position de chaque plante. Une fois l’acquisition terminée, grâce à des algorithmes d’intelligence artificielle (IA) et de vision par ordinateur (VA), l’application renvoie automatiquement les paramètres biométriques de la canopée (épaisseur, hauteur, volume, LAI) et les paramètres généralisés du vignoble (LWA, TRV) (Fig. 1). Ces informations sont ensuite utilisées automatiquement pour générer des cartes de prescription afin d’optimiser les traitements phytosanitaires, de réduire l’impact sur l’environnement, de préserver la santé des personnes et d’améliorer la durabilité économique des exploitations viticoles.

Fig.1 : shermate de l’application iAgro, testée et validée dans le cadre du projet iVine.

Enquêtes sur le terrain
Une fois les vignobles tests identifiés, le vignoble a été divisé en 2 zones égales pour effectuer le suivi (Fig.2). Dans une parcelle, les traitements phytosanitaires traditionnels à taux fixe de l’entreprise ont été effectués, dans l’autre, des traitements à taux variable ont été effectués, comme suggéré par l’application iAgro. .

Fig.2 : Vignobles testés avec leur étendue et leur emplacement.

Au cours de la mise en œuvre du projet, différentes technologies et méthodologies ont été adoptées pour réaliser les analyses de validation de l’application.
Plus précisément, les enquêtes ont été réalisées au cours de trois phases phénologiques différentes.

Agrobit a surveillé dix plantes échantillons par zone d’étude à l’aide de l’application iAgro. Grâce à l’application, il a été possible de générer cartes de la vigueur du vignoblepar le calcul d’indicateurs de végétation tels que l’indice de surface foliaire LAI (indice de surface foliaire)ainsi que les paramètres biométriques de la canopée, y compris sa hauteur, son épaisseur et son volume (Fig. 3).

Fig.3 : enquête avec l’application iAgro sur une rangée de vignes de Sangiovese.

Pour évaluer l’efficacité de l’application et la valider, les résultats obtenus ont été mis en corrélation avec les données du CNR-IBE et de l’Université de Florence (DAGRI) :
– Le CNR-IBE a utilisé un drone équipé d’un capteur multispectral et RGB/LiDAR pour générer des cartes de vigueur à l’aide d’indicateurs de végétation (NDVI) et estimer les paramètres biométriques du développement des feuilles, tels que la hauteur, l’épaisseur et le volume des canopées à partir des nuages de points 3D générés ;
– Université de Florence (DAGRI) a utilisé un capteur multispectral proximal (OptRx) monté sur un quadpour l’évaluation de la vigueur à travers des indicateurs de végétation (NDVI, NDRE) et un capteur LiDAR pour évaluer les paramètres biométriques du développement des feuilles, y compris la hauteur, l’épaisseur et le volume des couronnes. Un récepteur D-GNSS a été utilisé pour la géolocalisation précise des données mesurées.

Pour chacune des méthodes (smartphone, drone, quad), des cartes de vigueur et des cartes biométriques ont été créées dans trois classes reflétant les caractéristiques des plantes de la zone d’essai. Les résultats ont montré de bonnes corrélations entre les paramètres de vigueur et les paramètres biométriques obtenus par les trois méthodes utilisées, ce qui suggère la fiabilité de l’application pour l’estimation de ces paramètres.

Enfin, à partir des données des smartphones, des cartes de prescription ont été élaborées pour optimiser les traitements phytosanitaires, avec un zonage en deux/trois classes pour réaliser des traitements à doses variables (VRT) (Fig. 4).

Fig.4 : Carte de prescription générée par l’application iAgro au cours des trois phases phénologiques dans les deux zones avec les valeurs respectives de l’application à taux variable (en bleu) et de l’application à taux fixe (en orange) dans la parcelle de contrôle.

Efficacité des traitements à taux variable (VRT)
L’application iAgro vous permet d’obtenir des cartes de prescription de traitements phytosanitaires qui peuvent être introduites directement sur les machines VRT. Au cours du projet, afin de vérifier la rentabilité et l’impact environnemental et économique de l’utilisation de l’application, des tests ont été réalisés pour évaluer les différences entre les traitements agricoles traditionnels (volume fixe) et ceux recommandés par l’application iAgro (taux variable).
Les tests ont été réalisés par l’application de cartes sensibles à l’eau et d’un produit traceurselon la procédure internationale normalisée (ISO 22522).

Plus précisément, les tests comprenaient
1. L’évaluation quantitative du liquide distribué à différents stades phénologiques et de développement ;
2.L’évaluation quantitative évaluation quantitative du dépôt par l’utilisation d’un traceur lors de la pulvérisation, suivie d’un échantillonnage des feuilles et d’une vérification de la surface/déposition.

Conclusions
La première année d’expérimentation du projet iVine a donné des résultats prometteurs, représentant un pas important vers l’optimisation de la gestion des vignobles, en particulier en ce qui concerne la réduction de l’utilisation des pesticides et de l’impact sur l’environnement.

L’avantage de l’utilisation de l’application est que les paramètres biométriques des plantes sont contrôlés à temps et à faible coût, et que des cartes détaillées sont disponibles pour permettre à l’utilisateur d’utiliser l’application. prendre des décisions éclairées concernant le vignoble, sur la base de données numériques, objectives et traditionnelles.

À la lumière des succès obtenus au cours de la première année, la prochaine année d’expérimentation se concentrera sur l’application des mêmes protocoles dans l’attente des résultats finaux. La collaboration continue entre tous les partenaires du projet garantira une approche intégrée et multidisciplinaire, contribuant ainsi à promouvoir la durabilité environnementale et économique dans le secteur vitivinicole.

Pour consulter le site web du projet https://ivine.ciatoscana.eu/