Projet de recherche S0/42/016 (Action de recherche S0)
THEME ET CONTEXTE
Les prairies sont une composante essentielle du paysage agricole national ou régional. La production de fourrages n'a de sens que dans la mesure où elle peut être transformée par les ruminants d'une exploitation agricole en produits à haute valeur ajoutée tels que le lait ou la viande, cela tant au niveau des systèmes conventionnels que biologiques. Cette transformation est réalisée à travers des systèmes de productions complexes qui s'adaptent non seulement aux situations pédoclimatiques locales mais qui tiennent également compte des interactions plantes-ruminants.
A l'unique fonction de production traditionnellement reconnue à l'agriculture a succédé un modèle multifonctionnel auquel sont associées des notions aussi diverses que la compétitivité, le revenu de l'exploitation, la qualité des productions, le respect de l'environnement et la préservation des paysages ainsi que la diversité biologique du milieu. Dans le cadre de cette multifonctionnalité et de la durabilité de l’agriculture, il est devenu indispensable d'étudier les potentialités de techniques de gestion extensive des prairies par la fauche ou le pâturage, afin de mieux définir les possibilités d’intégration de ces fonctions au sein de toute une région.
Pour les gestionnaires locaux ou régionaux, l'utilisation rationnelle de l'environnement à des fins de production agricole nécessite de pouvoir disposer à tout moment d'une évaluation précise de l'état des cultures prairiales et de leur évolution temporelle, afin de choisir les itinéraires techniques d'utilisation les mieux adaptés aux objectifs qui ont été définis. Il en résulte une demande accrue pour disposer d'outils permettant de mettre en évidence des effets défavorables tels que les excédents structurels, les atteintes au milieu par une surexploitation, une utilisation non rationnelle des fertilisants azotés sous forme organique ou minérale ou une surcharge en bétail.
La connaissance des systèmes de production à l'échelle d'une région est tributaire d'une information aussi complète que possible sur la gestion et les caractéristiques de chaque parcelle et de son environnement immédiat. L'information peut être collectée sur le terrain par des campagnes d'observation systématiques du suivi de la productivité des prairies permanentes et de la qualité de l'herbe par l'analyse de leur teneur en protéines ou en cellulose. La composition floristique des prairies et le calendrier ou l'alternance des périodes de coupe et de pâturage constituent également un des facteurs essentiels qu'il est nécessaire de récolter pour apprécier l'effet des techniques de gestion utilisées. On se rend compte que cette approche de terrain peut rapidement s'avérer longue et coûteuse à réaliser si l'on tient compte de l'importante variabilité intra ou inter parcellaire qui se manifeste généralement pour ce type de production agricole.
La télédétection, et en particulier l'analyse hyperspectrale, devrait permettre de répondre à ces besoins en fournissant une couverture spatiale continue des paramètres traduisant la structure de la végétation de chaque parcelle ainsi que ses propriétés biochimiques ou biophysiques. Associés à des informations sur les systèmes culturaux utilisés dans les différentes régions et à des bases de données pédoclimatiques géoréférencées, ces paramètres pourront être exploités pour en déduire une série de données originales traduisant l'état et les caractéristiques de la végétation prairiale.
OBJECTIFS
L’objectif de cette proposition est d'utiliser l'imagerie hyperspectrale pour étudier les caractéristiques des prairies dans une région présentant des conditions de milieu suffisamment hétérogènes que pour manifester des signatures spectrales spécifiques. Elles doivent non seulement permettre d'effectuer des discriminations entre parcelles mais aussi d’établir une zonation à l'intérieur de celles-ci. L'analyse de ces données s'inscrit dans une perspective de la mise en place et le contrôle de mesures agro-environementales ainsi que le développement d’une agriculture de précision.
Compte tenu de la période d’observation qui est imposée, un choix judicieux de parcelles représentatives et suffisamment contrastées sera réalisé afin de mettre en évidence les différents systèmes d’exploitation présents dans la région. Cette étude devra entre autres vérifier l’intérêt de l’analyse spectrale pour mettre en évidence des variations de:
la composition floristique des prairies (proportion de légumineuses par rapport aux graminées);
le temps écoulé depuis la dernière période de fauche;
la mise en évidence d’un pâturage;
la teneur en protéines ou en cellulose de l’herbe;
la biomasse aérienne ou le LAI .
Le Centre de Recherches Agronomique (CRA) a développé depuis de nombreuses années une expertise dans les techniques d’analyses de la qualité des produits agricoles. En particulier la technique de la spectrométrie dans le proche infrarouge (NIR) s’est imposée pour sa spécificité et son caractère non destructif. Elle permet notamment de définir la composition des fourrages, les caractéristiques technologiques des produits et la composition morphologique et biochimique des couverts prairiaux. Afin de faciliter la récolte d’échantillons en frais, le CRA dispose d’un laboratoire mobile équipé des appareils nécessaires pour la collecte, les mesures spectrales et les pesées des échantillons sur le terrain. Cet équipement (NIR Systems 6500 monochromator) permet non seulement de réaliser l’analyse rapide d’un grand nombre d’échantillons dans des conditions proches du plein champs mais peut également fournir en mode réflexion des spectres dans la gamme de 400 à 2500 nanomètres.
La comparaison des spectres établis pour les parcelles de référence à partir de la campagne APEX 2002 et ceux issus de l’analyse d'échantillons prélevés dans ces parcelles revêt un intérêt particulier. En effet, la mise en évidence de relations entre les deux systèmes d’acquisition de données spectrales devrait permettre d’étendre le domaine d’application et d’utilisation des données de la télédétection à l’analyse de la qualité intrinsèque des productions végétales. Cette étude aura également pour objectif de vérifier cette hypothèse, sachant que la plupart de ces paramètres peuvent être mis à leur tour en relation avec les conditions culturales.
