Académie Suisse du vin

La viticulture de précision

L‘auteur, notre correspondant le Dr. Luis Hidalgo Fernandez-Cano, a exercé les plus hautes responsabilités dans son pays, l‘Espagne. Parmi ses nombreux ouvrages, on retiendra le «Tratado de Viticultura General»; le livre «Ingenieria y Mecanizacion Viticola» vient d‘être récompensé par le Grand Prix de l‘O.I.V. Le texte qui suit s‘intéresse à quelques aspects très particuliers du génie viticole.

Le système de conduite détermine l‘architecture des parties pérennes et annuelles de la vigne. Les techniques sous-jacentes sont:

La viticulture de précision est une nouvelle procédure de contrôle et de diagnostic de tout ce qui concerne la végétation de la vigne. Elle cherche a améliorer la productivité et la qualité, en même temps qu‘une réduction notable des frais et un respect de l‘environnement. Elle est basée sur l‘obtention d‘une grande quantité d‘informations fiables et provenant de la technologie la plus moderne, informatique, par satellites, par photographies, etc.

La viticulture de précision peut comprendre de nombreux aspects de la culture de la vigne et de ses productions, mais c‘est peut-être dans le domaine de la fertilisation que cette technologie a tenu jusqu‘à présent un rôle principal.

Le facteur qui a rendu possible l‘application de cette technique moderne à l‘agriculture et à la viticulture est l‘application du GPS à des fins civiles, loin des fins militaires pour lequel il fut créé il y a peu d‘années.

Le GPS (Global Positioning System, ou système global de positionnement), présente, entre autres, la possibilité de déterminer les coordonnées d‘un point sur la planète avec une précision proche du millimètre ou du centimètre. Pour la réaliser, le Département de la Défense des Etats-Unis créa la constellation NAVSTAR-GPS (Navigation Satellite Timing and Ranging-Global Positioning System), formée de 24 satellites en orbite à 20197 km d‘altitude. Ces satellites offrent n‘importe où et n‘importe quand une information précise sur la position,le minutage et l‘état du système. Avec un segment de ce contrôle, dans les stations du Département de la Défense à Colorado Springs, Ascension, Diego Garcia, Kwajailen et Hawaï, ainsi qu‘avec un autre segment employé à fins civiles et militaires et utilisant trois satellites, l‘on détermine un point par l‘intersection de trois sphéroïdes; il faut un quatrième satellite pour corriger le facteur temps, en synchronisant les horloges atomiques des trois autres satellites, afin d‘obtenir les valeurs réelles des positions (Figure 1).

A traverser l‘ionosphère, les ondes de radio peuvent dévier, l‘alternation des mesures dépendant surtout de l‘angle d‘incidence des ondes à travers cette couche de l‘atmosphère. Aussi le GPS n‘admet-il que les signaux reçus dans un cône vertical de 15° d‘ouverture par rapport à la verticale. L‘effet est connu sous le nom de «masque», et l‘on peut faire varier son angle à volonté. De plus, le Département de la Défense des Etats-Unis introduit sciemment une erreur l‘application civile, pour éviter un usage militaire. Le système le plus utilisé en agriculture est le dernier GPS-DTR, qui consiste à placer en un point de coordonnées connues un récepteur fixe GPS qui corrige les erreurs: « correction differential », soit la différence entre la portée réelle et la portée apparente, somme de toutes les erreurs, et que le récepteur fixe transmet au GPS mobiles d‘usage agricole (Figure 2).

De nombreuses installations utilisent des récepteurs GPS et des récepteurs de correction dans la même unité; pour plus de précision, on les qualifie de récepteur GPS avec correction différentielle (DGPS).

Si l‘on place un récepteur GPS en un point déterminé, l‘on peut connaître exactement les coordonnées de ce point et les localiser sur une carte (X, Y, Z dans le système UTM). De même manière, en connaissant les coordonnées d‘un lieu, l‘on peut facilement le prendre en référence grâce à ce récepteur. Donc, les possibilités offertes à l‘agriculture par ce système sont énormes; il en existe sur le marché diverses applications, utilisées jusqu‘à présent pour des cultures extensives, mais susceptibles d‘être extrapolées ailleurs, en viticulture par exemple (Figure 3).

Un de ces systèmes est le FIELDSTAR, proposé par la firme agrotechnique Massey Ferguson, et applicable à des cultures extensives récoltées mécaniquement, céréales principalement. A l‘aide d‘un « compteur de rendements » incorporé à un GPS, l‘on peut à la moisson établir une « carte des rendements » de la parcelle récoltée. La récolte effectuée sur tout le terrain étudié, le compteur de rendements évalue instantanément, avec une précision de 0.8 %, la quantité de céréales récoltées en un lieu déterminé; le GPS localise exactement ces données sur le plan de la parcelle et dresse la carte des rendements correspondante. La densité des données est énorme, atteignant presque 800 par hectare, et à raison d‘un registre par seconde.

A la fin de la moisson, l‘agriculteur transfère les données à son ordinateur personnel, et se livre à un travail de bureau en analysant pourquoi les rendements diffèrent d‘une zone à l‘autre de la parcelle considérée. Il se base sur les étapes suivantes. 1) Connaissance locale pour identifier les raisons évidentes, telles que zones d‘anciennes mares, de maladies endémiques. 2) Examen des caractéristiques physiques du terrain, telles que mauvais draînages, sols peu homogènes ou compacts. 3) Examen des caractéristiques chimiques du sol, texture, éléments nutritifs, matière organique, pH. Il faut tenir compte de ce que parfois les signaux GPS peuvent être réfléchis par certains objets et arrivent au récepteur par voie indirecte, provoquant des erreurs ( Figure 4 ). Avec ces données, l‘on élabore de manière permanente des « cartes pratiques » consacrées aux différentes phases de la culture, avec pour objet d‘obtenir une meilleure récolte l‘année suivante; on peut par exemple contrôler l‘ensemble des appareils de culture, défoncer ou non certaines zones de la parcelle, ajouter des engrais là où il le faut et les doser, faire varier la densité de semences, ou traiter certaines zones aux produits phytosanitaires. Ces opérations se réalisent en programmant le machine agricole à l‘aide de « fiches de données » traitées par un ordinateur incorporé au tracteur, qui, grâce au GPS, exécute en chaque point du terrain les instructions prévues. A la récolte suivante, l‘on dresse une autre carte de rendements et l‘on recommence la même procédure pour voir si les corrections apportées étaient adéquates, ou si elles doivent être améliorées. Les différentes cartes peuvent se superposer pour faciliter le diagnostic.

Au cours du temps, l‘on obtient une base de données de de plus en plus perfectionnée, qui aidera l‘agriculteur dans ses décisions.

Le système FIELD5TAR peut aussi donner une « carte de marge brute » qui permet de distinguer les régions de la parcelle économiquement rentables de celles qui ne le sont pas. La moissonneuse, comme d‘autres machines, peut porter un moniteur permettant au conducteur d‘observer en temps réel l‘état de la parcelle et de corriger ainsi à chaque instant le travail à effectuer.

L‘application de l‘agriculture de précision à la viticulture présente un certain retard par rapport aux cultures extensives annuelles, principalement à cause de la difficulté d‘évaluer la récolte, généralement faite à la main, mais aussi à cause de la petitesse des parcelles, qui empêche une application rentable du système.

Avec les vendanges mécaniques c‘est plus facile, bien que l‘on ne puisse actuellement mesurer le facteur qualité, souvent plus important que le facteur quantité. Avec le temps, l‘on arrivera à mesurer sur la vendange même et en temps réel non seulement la quantité récoltée, mais aussi quelques paramètres de qualité: teneur en sucres, acidité, proportion de raisins altérés, indice de polyphénols. Cela permettra une analyse postérieure, un diagnostic et un traitement appropriés.

Actuellement, la viticulture de précision se limite à des applications plus simples, comme la plantation continue. En divisant un vignoble en parcelles ou en quadrilatères de dimensions déterminées, les plus réduites étant les meilleures, l‘on peut réaliser des observations ou prendre des échantillons de chacunes d‘elles, et les positionner par un GPS. Les échantillons peuvent venir du sol, par analyses physico-chimiques et particulièrement des éléments nutritifs. L‘on peut aussi réaliser des analyses foliaires ou pétiolaires adéquates, tracer une « carte de fertilité »; une fiche de données servira à ajouter une quantité correcte d‘engrais dans chaque zone du vignoble étudiée. De même manière, tout au long de la phase végétative, l‘on peut réaliser des observations de tout type, qui serviront plus tard aux traitements de précision, en réduisant ainsi les coûts de production et en réduisant l‘impact sur l‘environnement. Ces évaluations peuvent concerner les besoins en eau, les maladies cryptogamiques, les attaques de parasites, les carences, les contrôles de végétation.

Les progrès technologiques permettent l‘évaluation des caractéristiques du sol sans prises d‘échantillons et analyses subséquentes. L‘Université d‘Agronomie et de Technologie de Tokyo a développé un dispositif sur le soc d‘une charrue, qui, par captation des infra-rouges d‘un terrain, permet de mesurer son pH, sa matière organique, ses éléments nutritifs, sa texture, son humidité, sa conductivité électrique. Une lampe montée sur un soc de charrue avançant d‘un km/heure, émet des rayons infra-rouges, qui, réfléchis par le terrain, sont reçus par des capteurs installés sur le même appareil; avec l‘aide d‘un GPS, l‘on peut tracer une « carte des propriétés du sol »; l‘on peut recommencer ultérieurement le même processus.

Une autre possibilité de la viticulture de précision consiste à analyser les photographies des parcelles réalisées à partir des satellites à différentes longueurs d‘onde; l‘on peut ainsi mesurer et déceler de multiples caractéristiques du terrain, ainsi que la position de la culture et la végétation qui s‘y développe. L‘on peut connaître parfaitement la composition du sol par cete technique, utilisée par les géologues pour trouver des gisements; l‘on peut aussi évaluer l‘état de la végétation, le stress hydrique, les carences, les parasites, les maladies.

L‘analyse de cette différentiation du vignoble suppose la somme de tous les facteurs qui influent sa culture: topographie, sol, parasites, maladies, L‘on peut ensuite déterminer sur le terrain les raisons de cette différentiation et agir ensuite en conséquence à l‘aide d‘un système GPS. On connaîtra une fois exactement la raison d‘une différence observée sans devoir venir sur le terrain, et l‘on programmera automatiquement l‘appareillage pour réaliser les travaux ou les traitements pertinents.

Sans recourir à des méthodes d‘évaluation aussi sophistiquées, une simple photographie aérienne dans le spectre visible ou infra-rouge, faite dans un vignoble à une époque déterminée, peut donner au viticulteur une information de valeur sur la situation de son vignoble et sur les zones où il doit agir.

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