DOSSIER
agrophotonique
conditions environnementales sont essentiels en agriculture pour la sélection de nouveaux cultivars et la mise en place de pratiques culturales. Ils peuvent s’ observer à travers un mécanisme naturel des plantes: la photosynthèse. Son efficacité est corrélée au rendement de fluorescence de la chlorophylle( i. e. marqueur naturellement présent dans la majorité des espèces de plantes). Le rendement peut être quantifié via une excitation par lumière naturelle( e. g. Solar Induced Chlorophyll Fluorescence, SIF) ou par un rayonnement artificiel afin d ' explorer plus de paramètres physiologiques. Généralement, la mesure de fluorescence au terrain est réalisée à l’ aide d’ une pince à feuille. Ces dispositifs portables nécessitent cependant la présence permanente d’ un opérateur agricole et les temps de mesure peuvent être longs. Ces contraintes techniques ont motivé des développements LiDAR afin d’ automatiser les mesures à distance et à plus haut débit [ 4 ]. La technologie LiDAR de fluorescence donne accès à des variations d’ état physiologique des plantes, ouvrant ainsi des perspectives d ' amélioration dans les domaines du phénotypage, de l’ agronomie et de la génétique.
Un système LiDAR de fluorescence, développé conjointement par Arvalis et l’ Institut Foton( UMR CNRS 6082), repose sur une source laser émettant un train d’ impulsions de quelques microsecondes à une longueur d’ onde située dans la bande d’ absorption de la chlorophylle, soit autour de 450 nm. Le signal de fluorescence est ensuite collecté entre 600 nm et 800 nm par détection synchrone. Les flux de lumière ambiante( e. g. soleil et éclairage dans les serres de culture) et spéculaire sont auparavant filtrés spectralement pour ne garder que les composantes d’ intérêt. Les bandes spectrales d ' excitation et d’ émission de la fluorescence chlorophyllienne offrent l’ avantage de travailler avec les technologies silicium et des sources de type LED ou laser visible. Autrement dit, les composants photoniques abordables, compacts et efficaces en consommation énergétique, permettent d’ envisager une intégration réussie dans le secteur de l ' agriculture. La figure 1 montre l’ évolution du rendement de la fluorescence chlorophyllienne de plants de maïs mesuré en plein champ durant la saison 2025, comme un indicateur de leur activité photosynthétique. Sur une période de 4 jours, on remarque que les profils du rendement diurne diffèrent au cours des deux premiers jours ensoleillés et des deux derniers jours nuageux. Le rendement diurne augmente d’ environ 15 % les jours ensoleillés, tandis que la variation de rendement n’ atteint que 5 % les jours nuageux. Ces
Figure 2. Déploiement du LiDAR multispectral pour la mesure de réflectance de couverts agricoles dans le visible et court infrarouge.
30 www. photoniques. com I Photoniques 135