Le 26 septembre dernier sur le site d’Irstea à Montoldre dans l’Allier avait lieu le Challenge Rose. Un concours sur 4 ans visant à prototyper des robots capables de proposer des solutions de désherbage intra-rang. Plus de 160 participants issus du monde la recherche, de l’industrie, et de l’agriculture étaient réunis à cette occasion.

4 équipes concourent à ce projet débuté en janvier 2018. Lors de cette journée technique, chacun a pu partager ses avancées sur les enjeux de la diminution de l’utilisation des herbicides. Les quatre prototypes sont en constante évolution. Depuis l’année dernière des ajustements ont été réalisés pour encore plus de précision.

Retour en image sur cette journée. 

Détail des projets

BIPBIP : Bloc-outil et Imagerie de Précision pour le Binage Intra-rang Précoce

Le projet

En cultures maraîchères et grandes cultures, la gestion des adventices est une question critique lors des stades de culture les plus précoces, ayant des implications fortes du point de vue qualitatif et financier mais également sur le plan écologique. Les réponses techniques à cette question sont soit chimiques, soit mécaniques voire manuelles, selon le type et le stade de culture ou l’itinéraire technique choisi, biologique ou conventionnel.

Le projet BIPBIP propose de développer une solution mécanique pour le désherbage intra-rang de cultures maraîchères et de grandes cultures au stade précoce. Cette solution repose sur un bloc-outil de binage autoguidé par imagerie et télémétrie, couvrant un rang de culture.  Il s’appuie sur un système de vision fournissant les positions des cultures et adventices, transmises à un système décisionnel contrôlant un dispositif mécanique réalisant le désherbage proprement dit. (source : www.challenge-rose.fr)

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Lexique

Adventice : Une adventice (du latin adventicius, « qui s’ajoute, supplémentaire, venant de l’étranger »), appelée également « mauvaise herbe », désigne, pour les agriculteurs et les jardiniers, une plante qui pousse dans un endroit (champ, massif…) sans y avoir été intentionnellement installée. Les adventices sont généralement considérées comme nuisibles à la production agricole, bien qu’elles puissent également être bénéfiques. Leur contrôle est le principal objectif des pratiques agricoles de désherbage. (source : wikipédia)

Biner : En agriculture et jardinage, le binage consiste à ameublir la couche superficielle du sol autour des plantes cultivées. Le binage peut se faire à l’aide d’outils manuels comme la houe et la binette, ou bien mécaniquement à l’aide d’instruments spécialisés comme la bineuse. (source : wikipédia)

Télémétrie : Procédé technique permettant de mesurer la distance d’un objet lointain par utilisation d’éléments optiques (télémètre laser, pour la télémétrie laser sur satellites par exemple) (source : wikipédia)

PEAD : Perception Et binage autonome des cultures en Agriculture Durable

Le projet

Le projet PEAD vise à développer une solution robotisée autonome pour un binage systématique des cultures, en inter et intra-rangs, avec l’ambition de réduire de 100% l’apport des herbicides liés aux cultures.

Ce projet soulève des verrous scientifiques importants liés, d’une part, à la robustesse et à la précision de détection des plants et des adventices ; et d’autre part, à la régularité d’intervention dans des conditions variables d’observabilité, de variabilité des adventices, de stades de développement, de conditions environnementales et de sol. Ce projet vise également la collecte de données à long terme pour la construction de cartographies multi-échelle, qui pourraient servir à une meilleure gestion durable de la flore adventice et des évolutions des cultures. (source : www.challenge-rose.fr)

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Lexique

cartographies multi-échelle : Le raisonnement multi-échelles ou géographique repose sur la prise en compte de plusieurs niveaux d’échelles. D’après Yves Lacoste (1976), chaque niveau d’observation ne laisse apparaître que certains phénomènes : la maille d’analyse détermine donc ce que l’on veut traiter et comprendre. (source : unt.unice.fr)

ROSEAU : RObotics SEnsorimotor loops to weed AUtonomously

Le projet

Le projet ROSEAU vise à développer des outils pour réaliser des opérations de désherbage sur le rang.

Ces outils interviennent sur 3 composantes (perception/décision/action) qui sont les 3 concepts fondamentaux des boucles sensorimotrices. Les boucles sensorimotrices sont des boucles de commande qui lient les capteurs (« sensori… ») aux actionneurs (« …motrices ») via des couches de décisions à plusieurs niveaux, allant du reflexe (boucles très rapides, de l’ordre du centième de seconde) aux réflexions élaborées (pouvant prendre plusieurs heures).

L’objectif de ROSEAU est de décliner ce cadre aux opérations de désherbage sur le rang, avec des outils allant de la détection/éradication des adventices à la volée jusqu’à l’optimisation des itinéraires techniques en croisant les proliférations adventices et les fenêtres d’interventions.

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Lexique

Boucles sensori-motrices : Il s’agit soit de l’amélioration de la coordination entre les déplacements des segments du corps et les informations en provenance d’un environnement statique ou dynamique, soit de l’affinement de la coordination interne entre les patterns moteurs simultanés ou successifs constitutifs d’une activité. (source : www.carnets2psycho.net)

WeedElec : Robot de désherbage localisé par procédé électrique haute tension combiné avec gestion prédictive et post évaluation par vision hyperspectrale sur drone

Le projet

Le projet WeedElec propose une alternative au désherbage global chimique. Il combine un moyen aérien de détection des adventices par drone couplé à un robot à bras delta ECOROBOTIX équipé d’un outil de désherbage électrique haute tension.

• WeedElec a pour objectif de lever plus particulièrement les verrous scientifiques majeurs suivants :  la détection/identification des adventices, en utilisant l’imagerie hyperspectrale et couleur, et des techniques associées de chimiométrie et d’apprentissage profond.
• Le couplage de la détection aérienne et de la détection embarquée par le robot pour décider de l’élimination des adventices.
• Une étude approfondie du comportement des mauvaises herbes soumises à une décharge électrique haute tension en travaillant sur le couplage décharge électrique et impédance complexe des adventices avec leur phénologie.
  Nous nous intéresserons aux effets environnementaux et de sécurité lies à l’utilisation de décharges électriques sur les adventices, afin de mettre en place une stratégie intégrée de désherbage sécurisée.

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Lexique

L’imagerie hyperspectrale ou spectro imagerie (Figure 1) consiste à acquérir une image dans un grand nombre ( de 100 à 300) de bandes spectrales étroites. Ainsi en tout point de l’image, le flux énergétique mesuré, la luminance, est caractéristique du paysage observé et de l’atmosphère présente. En effet, le paysage et l’atmosphère interagissent avec le rayonnement électromagnétique, ce qui a pour effet de modifier spectralement le flux mesuré par la présence de raies d’absorption plus ou moins larges. La localisation de ces raies d’absorption dans le domaine optique est liée aux niveaux électroniques, vibrationnels et rotation. (source : www.3af.fr)

La chimiométrie est l’application des outils mathématiques, en particulier statistiques, pour obtenir le maximum d’informations à partir des données chimiques. Cela comprend notamment :

• les méthodes multivariées d’analyse de données les méthodes de classification
• la méthode des plans d’expérience qui a pour objectif d’organiser mathématiquement les conditions expérimentales pour choisir les plus informatives, ce qui permet de minimiser le nombre d’expériences tout en maximisant l’information obtenue
• les méthodes d’optimisation
• les outils statistiques de la qualité

Le but de la chimiométrie est d’améliorer par l’emploi de ces méthodes, le contrôle et l’optimisation des procédés ainsi que la qualité des produits fabriqués. source : Bertrand, M. Maumy-Bertrand (IRMA)