Technique agricole

Applications de la spectroscopie au plus près du terrain

La détermination de la valeur des fourrages au moment de la récolte est un avantage pour gérer l’alimentation des animaux. De même, la connaissance des teneurs du lisier permet une fumure plus précise et efficiente. Les capteurs NIR réalisent ces mesures en temps réel directement au champ.

La composition du lisier étant assez hétérogène, il est nécessaire d’installer, outre un capteur à infrarouge, un débitmètre, permettant de contrôler la quantité de nutriments déversés. 

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Journaliste

Un des avantages majeurs de la technologie NIR, par rapport aux méthodes chimiques conventionnelles d’analyse en laboratoire, est la disponibilité en temps réel et immédiate des valeurs mesurées. Pour des raisons de rentabilité économique évidentes, ces outils sont pour l’instant employés principalement par les entreprises de travaux agricoles et les producteurs de fourrage. Plus généralement, dans le cadre de la PA22+ et des exigences sociétales d’une agriculture toujours plus « verte », on peut s’attendre à ce que cette technologie soit de plus en plus demandée par les agriculteurs suisses.

Utilisation des capteurs NIR

Les principales applications de ces capteurs portent à ce stade sur le contrôle et l’analyse de l’ensilage, ainsi que sur l’analyse de la composition des lisiers pour l’épandage. On peut ainsi déterminer de manière précise les taux de matière sèche, amidon, protéine brute, fibres brutes, fibres détergentes neutre et acide, sucre et cendres brutes. « Les éleveurs accordent beaucoup d’attention à l’alimentation du bétail et veulent connaitre très précisément les valeurs énergétiques de leurs stocks fourragers, ça leur permet d’économiser sur les compléments alimentaires », explique Julien Chassot, conseiller nouvelles technologies chez Serco Landtechnik, importateur de Claas. Le constructeur allemand a lancé son premier capteur il y a deux ans, monté en poste fixe sur l’ensileuse modèle Jaguar et uniquement destiné aux récoltes de fourrage : herbe, céréales immatures, sorgho, maïs ensilage et maïs épi. Pour le lisier, Claas s’est associé avec Zunhammer, dont les données du capteur sont compatibles avec la télémétrie Claas.

Interview  « Déterminer la valeur des fourrages avec une grande fiabilité »

Agriculteur et responsable de Waber SA, entreprise de travaux agricoles basée au « Milieu du monde » à Pompaples (VD), Olivier Waber travaille pour environ 300 agriculteurs, principalement entre Morges et Yverdon. Il dispose de deux ensileuses automotrices, 8 mois-sonneuses-batteuses et 6 tracteurs.

Revue UFA : Vous avez choisi d’équiper votre nouvelle ensileuse avec un capteur NIR, pourquoi ?

Olivier Waber : Cela nous permet d’être beaucoup plus rapide dans nos travaux de récolte du maïs. On rentre dans l’ordinateur la longueur de coupe désirée, en fonction du taux de matière sèche que l’on veut obtenir. Le capteur donne l’info à la machine qui gère automatiquement la coupe.

On fait aussi beaucoup de bouchons de maïs séché. Aujourd’hui, si un client nous demande par exemple 8,2 tonnes de bouchons, on lui sort les 8,2 tonnes à +/- 2 % près. Avant, soit une benne de maïs manquait, soit elle était en trop. Je devais organiser des transports en conséquence, rappeler le client, etc. Maintenant, je suis pile sur la quantité. C’est un gain important au niveau de la logistique qui permet une meilleure rentabilité.

Quelle application faites-vous du HarvestLab 3000 dans le domaine du maïs ensilage ?

O. Waber : D’une manière générale, pour les fourrages, il est toujours difficile de fixer un prix indicatif, car la qualité peut varier énormément. Parfois on achète des balles de maïs entre 100 et 150 francs la botte, et quand on l’ouvre, on ne trouve presque que du vert. Le maïs a été ensilé beaucoup trop tôt et n’a donc presque pas de valeur énergétique. Alors qu’avec le capteur, on a tout de suite les mesures précises de la teneur en matière sèche et de la composition du fourrage. Cela permet de fixer un prix juste, le client sait ce qu’il achète et sait ce qu’il donne à ses bêtes. Avant, il fallait faire appel à un technicien après l’ensilage et attendre les résultats des analyses du fourrage pour en connaître les valeurs qui sont fournies ici en temps réel.

Avez-vous amorti votre investissement ?

O. Waber : Pas encore, mais c’est un service que nous offrons et qui permet de nous démarquer de la concurrence. Le système donne d’excellents résultats. Mais avoir un très bon chauffeur reste essentiel. On a beau avoir tous les capteurs qu’on veut, si le chauffeur n’aiguise pas correctement sa machine ou contrôle mal l’éclatage du grain, ça ne sert à rien.

Fourrages et engrais de ferme

Très présent sur le marché suisse, le HarvestLab 3000 de John Deere existe quant à lui depuis 2007 (dans sa première version) et peut s’utiliser en fixe pour l’ensilage ou le lisier, mais également en stationnaire (en association dans ce dernier cas avec Fliegl). Le recoupement des données recueillies pour l’herbe ou le maïs permet de très nombreuses applications. En collaboration avec le Strickhof, le centre de compétences de l’office cantonal de Zurich pour l’agriculture et la nature, John Deere propose ainsi à ses clients de calculer, entre autres, l’énergie nette de lactation (NEL) du fourrage. « Pendant que la machine récolte, l’agriculteur voit la quantité et la valeur nutritive des céréales s’afficher en temps réel sur l’écran en cabine. Les entreprises agricoles peuvent envoyer les résultats directement sur le smartphone de leurs clients. La cartographie de rendement permet aussi de comparer les parcelles sur plusieurs années » explique Stefan Peter, technicien spécialiste chez Robert Aebi, importateur de John Deere. Autre pionnier, mais encore peu présent en Suisse, l’italien Dinamica generale a lancé en 2007 le capteur portable pour fourrages et céréales AgriNIR, l’une des références dans le domaine. On retrouve également la technologie italienne sur les ensileuses à maïs New Holland ou encore sur les presses à maïs Orkel.

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Dans la goulotte d’éjection, une source lumineuse dirige le rayonnement sur le flux de fourrage. Celui-ci est reflété de façon différente en fonction de l’humidité de la récolte. 

Lisiers

Encore assez marginale en Suisse, l’analyse de la composition du lisier de bovin ou de porc par capteurs NIR commence néanmoins à intéresser les régions céréalières, comme celle de l’Orbe par exemple, où il est important de bien connaitre le taux de matière organique des sols. Dans les régions de bétail, le lisier étant considéré comme déchet, l’investissement dans la technologie NIR reste pour le moment peu rentable, d’autant que le parcellaire moyen des entreprises agricoles suisses n’est que de 20 ha environ. De fait, le prix des capteurs NIR se situe dans une fourchette de 20 000 à 40 000 francs selon les options et le nombre de composants que l’on souhaite caractériser. 

La spectroscopie à infrarouge

La spectrométrie dans le proche infrarouge (SPIR, ou Near Infra Red Spectroscopy NIRS en anglais) est une technique analytique basée sur l’absorption de la lumière par la matière organique des échantillons. Les longueurs d’onde dans le proche infrarouge du spectre lumineux (800 - 2500 nm) interagissent avec les liaisons chimiques entre les atomes des molécules organiques (carbone, azote, hydrogène…). L’absorption de la lumière est donc liée à la composition chimique. Celle-ci peut être estimée par la simple mesure de l’absorption de lumière infrarouge. Cette mesure se réalise avec un spectromètre, soit en transmission (la lumière passe à travers l’échantillon fin ou transparent), soit en réflexion (la lumière est réfléchie par un échantillon plus épais ou opaque).

La SPIR nécessite une phase d’étalonnage qui lie le spectre infrarouge aux résultats des mesures faites au laboratoire par des méthodes chimiques, dites de référence. Ces courbes d’étalonnage sont réalisées pour chacun des produits et chacune des composantes chimiques que l’on souhaite identifier par la suite.

Dans le cas des capteurs utilisés en agriculture, les courbes d’étalonnage sont établies par les constructeurs et régulièrement actualisées. « Le plus important, ce sont les courbes d’étalonnage. Nous faisons des milliers de tests par an, qui permettent de les mettre à jour, en prenant en compte le changement climatique et les nouvelles variétés de maïs ou de blés introduites sur le marché », explique Stefan Peter.

Les avantages de la SPIR résident dans le fait qu’il s’agit d’une technique rapide et non destructive. Le spectre d’un échantillon peut être obtenu en quelques secondes, ce qui permet une prédiction immédiate de la composition et il peut être récupéré après l’analyse, sans avoir subi d’altération. La SPIR permet également de prédire avec un bon intervalle de confiance des valeurs nutritives agrégatives, comme des valeurs énergétiques ou de digestibilité. 
D'après «productions-animales.org» 

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