E-volution dans la lutte contre les mauvaises herbes

L’un des objectifs du plan d’action fédéral sur les produits phytosanitaires est de réduire drastiquement l’utilisation de produits phytosanitaires chimiques afin de minimiser les risques pour l’environnement et la santé. Les méthodes mécaniques constituent certes une bonne alternative aux herbicides, mais elles mettent souvent le sol à rude épreuve. Jusqu’à présent, il était impossible de lutter contre les mauvaises herbes sans herbicides tout en ménageant le sol. Sous la direction de Martin Bauer, une équipe de la Haute école des sciences agronomiques, forestières et alimentaires (BFH-HAFL) et du département Technique et informatique de la BFH (BFH-TI) s’est donc mise à la recherche de nouvelles solutions techniques. L’objectif était de développer une méthode qui permette de lutter efficacement contre les adventices, de préserver le sol et de se passer de substances chimiques.

Après avoir examiné différentes technologies, dont la combustion de plantes une à une par «spot flaming», le chauffage par champs électriques («dielectric heating») et la technologie laser, l’Institut pour le développement de systèmes mécatroniques (EMS) a déterminé qu’une impulsion électrique courte mais puissante («electric discharge») s’avère être la solution la plus prometteuse, mais aussi la plus économe en énergie. Cette technique détruit les cellules végétales au moyen de fortes décharges électriques. Le liquide contenu dans les vaisseaux de la plante chauffe alors de manière explosive, ce qui anéantit la cellule, tout cela sans aucun contact direct avec le sol. «De plus, un champ électrique puissant est généré, ce qui cause également des dommages à la plante», explique Martin Bauer.

Un prototype automatisé doté d’une intelligence artificielle

L’équipe de recherche a ensuite développé un prototype: l’E-Weeder. L’outil, fixé sur un véhicule qui parcourt les rangs de culture de manière automatisée, détruit de manière ciblée les herbes indésirables à l’aide d’impulsions électriques. Le système d’impulsions à haute tension, un élément central du prototype, a été conçu et fabriqué par le laboratoire de haute tension et CEM de la BFH-TI. Le prototype est équipé d’une caméra et d’un bras robotisé qui guide avec précision l’électrode à haute tension sur les plantes. Un réseau neuronal permet à l’appareil de faire la distinction entre les «bonnes» plantes et les mauvaises herbes. «Nous avons testé cette technologie avec succès sur de petites surfaces», rapporte M. Bauer.

À long terme, le système devrait non seulement permettre de réguler les adventices, mais aussi de diagnostiquer les maladies des plantes et de réaliser d’autres analyses. Cependant, le chemin est encore long. «Pour l’instant, notre prototype n’est adapté qu’aux petites surfaces de démonstration», reconnait M. Bauer. L’objectif est maintenant de développer le procédé afin qu’il puisse être utilisé sur de grandes surfaces.

Open Field Automation: une plateforme pour l’innovation

Le développement de l’E-Weeder s’inscrit dans le cadre de l’initiative «Open Field Automation», spécialisée dans le développement de technologies d’automatisation des travaux des champs. Il s’agit ici de concevoir des processus de travail efficients, précis et durables. Cette plateforme doit contribuer à ce que les nouvelles solutions logicielles et matérielles trouvent plus facilement leur chemin vers la pratique.

Le projet «E-Weeder» est mené par la BFH-HAFL et la BFH-TI en collaboration avec la Haute école spécialisée de Suisse orientale. Avec des moyens limités et beaucoup d’engagement, cette technologie devrait être mise en œuvre dans un champ agricole d’ici 2025.