Modélisation expérimentale et statistique des relations entre caractéristiques morphologiques de la vigne et dépôts de pulvérisation : application à l’agriculture de précision. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Experimental and statistical modeling of the relationships between vine morphological characteristics and spray deposits : application to precision agriculture.

Modélisation expérimentale et statistique des relations entre caractéristiques morphologiques de la vigne et dépôts de pulvérisation : application à l’agriculture de précision.

Résumé

The technologies available for precision spraying in vineyards and orchards are merely at prototype stage. They rely mainly on the management of nozzles in front of vegetation gaps in a trellised hedge. The question of scale for characterising the vegetation cover from a farmer’s decision perspective is still to be formalised. For this thesis work, we make the hypothesis that it is possible to use predictive modelling of doses actually intercepted by the crop in order to decide about quantities that are relevant for spraying. The purpose is to develop prediction models of deposits, quantities and distribution within the canopy, as a function of plant morphology and characteristics of sprayers. The first scientific issue is instrumental: how to characterise the plant, how to sample measurements of deposits, at which scale do we have to work (leaf, vine, portion of row, whole plot) ? This instrumental issue also leads to a statistical questioning: what are the correlations of the measurements within the canopy, between vine stocks of the same row, what is the spatial variability ? Finally, collected data have to be analysed and agronomically interpreted in order to make decisions: how to formalise the precision spraying decision-making framework, from the farmer's point of view ? The modelling approach should be based on experimentation and on the definition of technological scenarios about equipment, available sensors, vine training with focus on canopy geometry and its evolution, foliar density. Its purpose is to define a methodological framework for precision spraying, ultimately targeted at farmers, and aiming to significantly reduce usage of phytopharmaceutical products. The thesis is hosted in Unité Mixte Technologique (UMT) EcotechViti, which is part of UMR ITAP, and is a partnership of IFV and Irstea in Montpellier. The UMT is specialised in quality and efficiency issues of spraying and has the following faciliies: EvaSprayViti bench to assess the efficiency of spraying deposits; LiDAR and algorithms to process data and precisely characterise the crop, access to a network of experimental plots. Numerous datasets already available at the UMT will be used for this thesis.
Les technologies disponibles pour la pulvérisation de précision en viticulture et arboriculture sont essentiellement au stade de prototypes. Elles reposent essentiellement sur la gestion tout ou rien de buses en fonction de manques de végétation dans une haie végétale palissée. La question des échelles dans la caractérisation du couvert végétal et dans la décision de l’agriculteur reste à formaliser. Nous faisons pour ce sujet de thèse l’hypothèse qu’il est de s’appuyer sur une modélisation prédictive des doses interceptées par le végétal pour décider des quantités pertinentes à épandre. L’objectif est de développer des modèles de prédiction des quantités et profils de dépôts sur le végétal en fonction de la morphologie du couvert et des caractéristiques des pulvérisateurs. La première question scientifique est instrumentale : comment caractériser le végétal, comment échantillonner les mesures de dépôt, à quelle échelle (feuille, cep, portion rang, parcelle) faut-il travailler ? Cette question instrumentale conduit également à un questionnement statistique : quelles sont les corrélations des mesures au sein du couvert, entre ceps d’un même rang, quelle est la variabilité spatiale ? Enfin, les données collectées et analysées doivent être interprétées au plan agronomique pour prendre des décisions : comment formaliser le cadre décisionnel de la pulvérisation de précision, du point de vue de l’agriculteur ? La démarche de modélisation s’appuie sur l’expérimentation et sur la définition de scénarios technologiques portant sur les équipements, les capteurs disponibles, la conduite de la vigne notamment la géométrie du couvert et son évolution, la densité foliaire. Elle a pour objectif de définir un cadre méthodologique à la pulvérisation de précision, in fine destiné aux viticulteurs, et visant à réduire significativement l’usage des produits phytosanitaires en viticulture. La thèse est accueillie à l’Unité Mixte Technologique (UMT), intégrée à l’UMR ITAP, en partenariat IFV et Irstea, à Montpellier. L’UMT est spécialisée dans les questions de qualité et d’efficience de la pulvérisation et dispose des moyens suivants : banc de caractérisation des performances de dépôt de pulvérisation EvaSprayViti, LiDAR et algorithmes de traitement de données pour caractériser finement le végétal, accès à un réseau de parcelles expérimentales. De nombreuses données déjà disponibles au sein de l’UMT seront mobilisées pour cette thèse.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03998317 , version 1 (21-02-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03998317 , version 1

Citer

Anice Cheraiet. Modélisation expérimentale et statistique des relations entre caractéristiques morphologiques de la vigne et dépôts de pulvérisation : application à l’agriculture de précision.. Sciences et techniques de l'agriculture. Montpellier SupAgro, 2020. Français. ⟨NNT : 2020NSAM0036⟩. ⟨tel-03998317⟩
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