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1 ACQUISITION DE DONNEES DE FLUORESCENCE ET DE REFLECTANCE POUR LE SUIVI DE LA

1 ACQUISITION DE DONNEES DE FLUORESCENCE ET DE REFLECTANCE POUR LE SUIVI DE LA CROISSANCE DE PLANTES AGRICOLES Commentaire [1]: (2 mn) 2 3 I. INTRODUCTION ........................................................................................... 5 A. La sécurité alimentaire et nutritionnelle des populations est un problème d'actualité qui mobilise d'énormes tentatives de solutions au niveau agricole en Afrique 5 B. Certaines solutions technologiques en agriculture des pays développés ne sont pas durables car source de pollution à divers dégrés .......................................................... 6 C. L'enjeu principal de l'agriculture étant la productivité des cultures, les méthodes actuelles d'évaluation de cette productivité en Afrique sont largement dépassées ........ 6 D. Les capteurs optiques de fluorescence et de réflectance utilisés en agriculture de précision ne sont pas totalement adaptés au suivi efficace de la croissance des plantes agricoles .................................................................................................................................... 7 E. Les CAM constituent une alternative durable à la fertilisation chimique et leur usage pourrait être confortée par des atouts de contrôle rapides et non destructifs avec les signaux de fluorescence et de réflectance ...................................................................... 8 II. GÉNÉRALITÉS .............................................................................................. 8 A. Idée ................................................................................................................................... 8 B. Idée ................................................................................................................................... 8 C. Idée ................................................................................................................................... 8 D. Idée ................................................................................................................................... 8 E. Idée ................................................................................................................................... 8 F. Idée ................................................................................................................................... 8 III. MÉTHODOLOGIE 1 ....................................................................................... 8 A. Idée ................................................................................................................................... 8 B. Idée ................................................................................................................................... 9 C. Idée ................................................................................................................................... 9 D. Idée ................................................................................................................................... 9 E. Idée ................................................................................................................................... 9 IV. MÉTHODOLOGIE 2 ....................................................................................... 9 A. Idée ................................................................................................................................... 9 B. Idée ................................................................................................................................... 9 C. Idée ................................................................................................................................... 9 D. Idée ................................................................................................................................... 9 E. Idée ................................................................................................................................... 9 F. Idée ................................................................................................................................... 9 4 V. MÉTHODOLOGIE 3 ....................................................................................... 9 A. Idée ................................................................................................................................... 9 B. Idée ................................................................................................................................... 9 C. Idée ................................................................................................................................... 9 D. Idée ................................................................................................................................... 9 E. Idée ................................................................................................................................... 9 F. Idée ................................................................................................................................... 9 G. Idée ................................................................................................................................... 9 VI. RÉSULTATS ET DISCUSSIONS 1 ................................................................ 9 A. Idée ................................................................................................................................... 9 B. Idée ................................................................................................................................... 9 C. Idée ................................................................................................................................... 9 D. Idée ................................................................................................................................... 9 E. Idée ................................................................................................................................... 9 VII. RÉSULTATS ET DISCUSSIONS 2 .............................................................. 10 A. Idée ................................................................................................................................. 10 B. Idée ................................................................................................................................. 10 C. Idée ................................................................................................................................. 10 D. Idée ................................................................................................................................. 10 VIII. RÉSULTATS ET DISCUSSIONS 3 .......................................................... 10 A. Idée ................................................................................................................................. 10 B. Idée ................................................................................................................................. 10 C. Idée ................................................................................................................................. 10 D. Idée ................................................................................................................................. 10 IX. CONCLUSION ............................................................................................. 10 A. Idée ................................................................................................................................. 10 B. Idée ................................................................................................................................. 10 C. Idée ................................................................................................................................. 10 5 1. Merci chers maîtres. Notre exposé ayant un support visuel, nous vous prions de bien vouloir occuper les sièges qui vous sont réservées à cet effet. Merci chers maîtres. Monsieur le Président du jury, Mesdames et messieurs les membres du jury, Le travail que nous avons l'honneur, ce jour, de soumettre à votre appréciation a pour intitulé: " ACQUISITION DE DONNÉES DE FLUORESCENCE ET DE RÉFLECTANCE POUR LE SUIVI DE LA CROISSANCE DE PLANTES AGRICOLES" 2. Notre présentation partira d'une introduction situant le cadre de notre recherche pour, par la suite, s'articuler autour de trois grandes parties: - la première partie se consacrera aux généralités sur la spectroscopie de fluorescence et de réflectance des plantes; - la seconde abordera les approches méthodologiques mis en oeuvre dans notre thèse; - la troisième partie exposera les résultats obtenus selon les objectifs fixés et les discussions. La fin de notre présentation sera marquée par une conclusion et des perspectives. - Rémerciement du jury - Invite du jury à s'asseoir - Présentation du sujet - Présentation du plan I. INTRODUCTION Abordons à présent, l'introduction qui nous établira les enjeux généraux, sociétaux et scientifiques de notre étude. - Présentation de l'introduction A. La sécurité alimentaire et nutritionnelle des populations est un problème d'actualité qui mobilise d'énormes tentatives de solutions au niveau agricole en Afrique La situation alimentaire et nutritionnelle en déça des besoins et attentes des populations actuelles représente un réel défi qui s'inscrit au titre objectifs de développement durable d'ici à 2030. Ces deux dernières décennies, le rapport de la FAO sur l'état de sécurité alimentaire Commentaire [2]: (15 s) 6 montre d'un côté, que l'Afrique possède le taux le plus élevé de prévalence de la sous- alimentation. De 2014 à 2016, c'est plus de 500 millions d'Africains frappés par la famine. Pourtant, l'agriculture représente dans ce continent l'un des pilliers de l'économie car mobilisant 60 % de sa population active et représentant 20 % de son PIB ainsi que de ses exportations. En vue d'inverser cette tendance, les leaders africains ont mis en place, depuis 2013, des programmes de promotion de technologies de pointe et d'information à différents domaines, tout particulièrement celui de l'amélioration de la fertilité des sols dont 40 % sont dégradés. De l'autre côté, ce même rapport présente les pays de l'Europe, de l'Asie centrale et de l'Amérique latine avec un très faible taux de prévalence. Cela s'explique en partie par l'adoption d'une agriculture productiviste, utilisant abondammment les intrants chimiques qui sont malheureusement source de pollution. B. Certaines solutions technologiques en agriculture des pays développés ne sont pas durables car source de pollution à divers dégrés Les pollutions agricoles constituent de sérieuses ménaces au plan environnemental. Elles se manifestent particulièrement par: - la contamination des eaux souterraines comme de surfaces; - la propagation des gaz à effets de serre constituer essentiellement par le méthane et le protoxyde d'azote; - l'introduction de déséquilibre dans la biodisponibilité des éléments du sol. C. L'enjeu principal de l'agriculture étant la productivité des cultures, les méthodes actuelles d'évaluation de cette productivité en Afrique sont largement dépassées En agriculture, l'atteinte des objectifs de rendement passe nécessairement par une évaluation de la productivité des parcelles culturales. En Afrique, cette évaluation se base essentiellement sur le diagnostic chimique du sol. Il est certes utile pour l'application raisonnée des fertilisants mais représente un mauvais indicateur du niveau de nutrition des plantes lors de leur croissance. Par ailleurs, cette méthode dite directe 7 est laborieuse, coûteuse et non adaptée au suivi éfficace sur de grands espaces et dans le temps. A l'opposé, les pays développés ont aujourd'hui, largement adopté le diagnostic foliaire par capteur optique qui permet la modulation intra-parcellaire des intrants et l'application de la bonne source, à la bonne dose, au bon endroit et au bon moment. Ces méthodes optiques dites indirectes sont particulièrement rapides, non destructives et présices. D. Les capteurs optiques de fluorescence et de réflectance utilisés en agriculture de précision ne sont pas totalement adaptés au suivi efficace de la croissance des plantes agricoles L'utilisation accrue des capteurs optiques combinés à d'autres capteurs va consacrer la naissance de l'agriculture de précision dans laquelle les signaux de fluorescence et de réflectance occupent une place de choix. Ainsi, en mode fluorescence, nous pouvons citer les capteurs comme : - le Dualex Scientific à 2,2 millions de nos francs. Originaire de la France, il permet de déterminer la teneur des feuilles en azote, en chlorophylle, en flavonoïde et en anthocyane des feuilles; - le Multiplex, son modèle en plus grand format mais six fois plus coûteux; - et aussi le Handy-PEA, de l'Angleterre qui mesure les niveaux de stress en 7 éléments minéraux. En mode réflectance, nous distinguons: - le Handyspecfield et le capteur ISARIA de l'Allemagne mesurant la teneur en azote et en chlorophylle des feuilles fraîches; - et aussi le GreenSeeker des États-Unis pour ne citer que ceux-ci. Au niveau de la nutrition minérale, la plupart de ces capteurs se focalise uniquement sur le statut azoté des cultures comme l'a fait remarquer Maghrebi et collaborateurs en 2014. Cette situation constitue un handicap au suivi éfficace des cultures car les autres nutriments peuvent limiter la croissance. De plus, ces capteurs sont conçus spécifiquement pour certaines plantes. Aussi, au regard de l'intérêt de suivi de la croissance pour une meilleur productivité, convient-il d'explorer la mise en place d'un diagnostic foliaire quantitatif, rapide et surtout multinutriments pour d'autres plantes de cultures. 8 E. Les CAM constituent une alternative durable à la fertilisation chimique et leur usage pourrait être confortée par des atouts de contrôle rapides et non destructifs avec les signaux de fluorescence et de réflectance Mieux, dans la perspective d'une agriculture biologique piloté par capteur optique proximal (avec un contrôle rapide et non destructif), l'exploitation des communautés microbiennes du sol représentent une alternative bénéfique aux engrais chimiques. En effet, différentes espèces de champignons arbusculaires mycorhiziens en abrégé CAM colonisent le sol et influencent l'absorption de l'eau et d'éléments minéraux utile à la plante. Ici, nous avons l'image de l'espèce Glomus clavisporum. Dans son ouvrage paru en 2013, Jean Garbaye a rapporté qu'il existe une diversité de réponses des plantes lors de l'endomycorhization. Ces réponses dépendent particulièrement : - de l'identité du champignon dont une centaine d'espèces sont connues; - du niveau de fertilité du sol; - et du type de culture. C'est pourquoi, en liaison avec les enjeux d'une agriculture économique et durable, nous pouvons nous demander si la signature spectrale de fluorescence et de réflectance des feuilles peut servir de support à la détection précoce de l'activité des CAM ainsi qu'à leur identification. II. GÉNÉRALITÉS A. Idée B. Idée C. Idée D. Idée E. Idée F. Idée III. MÉTHODOLOGIE 1 A. Idée 9 B. Idée C. Idée D. Idée E. Idée IV. MÉTHODOLOGIE 2 A. Idée B. uploads/Geographie/ soutenance-planning.pdf