DOSSIER agrophotonique
LA TECHNOLOGIE LiDAR POUR UNE AGRICULTURE INNOVANTE ET PRÉCISE
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Sofian HELMER 1, Benjamin GAC 2, Antoine FOURNIER 2, Gaspard RUSSIAS 1, Stéphane PERRIN 1, *
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Photonics Bretagne, Equipe Biophotonique, 22300 Lannion, France
2
Arvalis, Département Phénotypage des Plantes, 41240 Beauce-la-Romaine, France * sperrin @ photonics-bretagne. com
https:// doi. org / 10.1051 / photon / 202513528
Avec la démocratisation et la miniaturisation des sources impulsionnelles, le LiDAR a su s’ implanter dans de nombreux secteurs tels que le transport et l’ aérospatial. Il permet de rapidement quantifier une information spatiale avec une grande précision ou un déplacement avec une fine sensibilité. Depuis quelques années, d’ autres domaines s’ intéressent à cette technologie comme l’ agriculture afin de proposer des pratiques agricoles durables ou de faciliter les prises de décision.
Àl’ instar du radar, le LiDAR( Light Detection And Ranging) est une technique de télédétection dont la méthode classique consiste à diriger une onde impulsionnelle monochromatique vers un objet à analyser [ 1 ]. L’ onde rétro-propagée est ensuite collectée pour en déterminer un temps de vol puis en extraire une distance relative de l’ objet. Un système de balayage de faisceaux permet de reconstruire une cartographie spatiale( communément appelée un nuage de points). La miniaturisation des composants optiques et électroniques a progressivement démocratisé la technologie LiDAR dans des secteurs comme la géomatique, le transport, l’ aéronautique et l’ agroforesterie. En agriculture, les dispositifs LiDARs peuvent être intégrés dans les drones aériens pour retrouver la structure de canopées( e. g. Zenmuse L2, DJI) ou terrestres pour reconstruire la topographie de terrains( e. g. LiDAR 3D développé par la société SICK pour le robot Orio, Naïo Technologies). Ils sont aussi employés pour le suivi de la biomasse aérienne et de la hauteur des cultures durant les cycles saisonniers afin d’ ajuster les pratiques agronomiques. Des solutions de robotisation des interventions agricoles s’ appuient entre autres sur des systèmes LiDAR pour sécuriser une navigation adaptative dans les parcelles et à proximité d’ opérateur ou des cultures. Dans les sciences agronomiques, le LiDAR sur drone volant est très utilisé pour élargir la portée du « tour de plaine » ou pour compléter le suivi traditionnel des plateformes expérimentales de plein champ dédiées au phénotypage des plantes.
Le LiDAR peut également dépasser la simple interrogation télémétrique pour un usage en sciences agronomiques en considérant l’ amplitude du signal optique rétrodiffusé. Son analyse offre, par exemple, des indications pour la compréhension de l’ environnement et l’ écosystème des plantes( e. g. surveillance entomologique [ 2 ]) et de phénomènes physiologiques. Nous présentons ici trois voies de développement des LiDARs agrophotoniques pour la quantification des émissions de gaz
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