L’application NIRILIS d’Arvalis : un outil rapide pour analyser la terre

Le système portable LabSpec de ASD piloté par l’application NIRILIS d’Arvalis analyse au champ en moins d’une minute la qualité d’un sol grâce à la technologie infrarouge. Ses résultats s’appuient sur des calibrations réalisées par l’institut dans toute la France.
Arvalis a développé des calibrations et un environnement logiciel pour le système portable LabSpec d’ASD, afin de déterminer diverses propriétés physico-chimiques d’un sol agricole à partir d’un simple carottage.

Grâce à l’évolution constante des matériels et des technologies numériques, la spectroscopie proche infrarouge (NIRS en anglais) peut être miniaturisée et utilisée au champ pour déterminer rapidement les propriétés d’un sol.

Pour en faire un outil de l’agriculture de précision, Arvalis développe des « calibrations » sur des appareils commercialisés, c’est-à-dire des modèles de prédiction de la composition biochimique d’un échantillon à partir des mesures prises par ces appareils. L’un de ces appareils, étudié par Arvalis pour sa polyvalence, sa maniabilité et son poids limité, est le LabSpec de la société ASD. Il est distribué en France par Bonsaï Technologies (interview plus bas).

Ce système est transportable sur un quad, une brouette ou en sac à dos et dispose de nombreux accessoires. Une fibre optique assure la transmission du signal optique entre le spectromètre et une sonde de mesure, placée directement au contact de l‘échantillon de sol. Le système est piloté par un ordinateur ou une tablette via l’application NIRILIS.

Interpréter les spectres recueillis

Dans cette application, les calibrations développées par Arvalis convertissent les spectres d’absorption mesurés par le LabSpec en informations utilisables sur la composition d’un sol agricole (encadré). Ces calibrations sont le fruit de plusieurs années de recherche. Elles ont été déduites de la collecte de plus de 1000 échantillons de sol et de spectres pris par le LabSpec, réalisée durant plusieurs saisons sur tout le territoire agricole français, sur des sols présentant une très grande hétérogénéité et une humidité très variable. Ces nombreuses informations sont stockées dans la base de données NIRILIS.

Comment ça marche ?

Un échantillon de terre est prélevé à l’aide d’une tarière. L’opérateur approche le LabSpec de façon que sa sonde soit au contact de l’échantillon, puis il démarre la session de mesure qui dure 30 secondes : un faisceau lumineux émettant dans le proche infrarouge est envoyé sur l’échantillon ; une partie de l’énergie lumineuse est absorbée par ce dernier et le rayonnement réfléchi est mesuré par le détecteur.

La quantité d’énergie lumineuse absorbée dans les différentes longueurs d’onde du proche infrarouge est directement liée aux propriétés physico-chimiques des composés du sol à mesurer (azote total, phosphore, potassium, matière organique…) : chacun de ces composés est associé à une « signature spectrale » particulière.

Les paramètres déduits de ces mesures sont physiques (argile, limon, sable, calcaire), chimiques (pH, capacité d’échange cationique), organiques (taux de carbone organique, azote total) ou encore nutritionnels (phosphore, potassium, magnésium). Les résultats sont directement affichés à l’écran de l’application NIRILIS. Comme les différentes zones d’un champ peuvent être rapidement échantillonnées, NIRILIS renseigne directement sur la variabilité relative du sol au sein d’une parcelle.

Une précision permise par la multiplication des mesures

Le besoin d’un tel système pour l’agriculture est apparu avec le durcissement des réglementations à caractère environnemental, avec l’augmentation du coût des intrants, et en raison du prix d’une analyse de terre classique. Les applications possibles sont nombreuses : caractériser le sol d’une parcelle, cartographier l’abondance de tel ou tel élément, contrôler sa variabilité, ou encore optimiser les apports d’engrais ou de produits phytosanitaires.

Une seule analyse par la solution NIRILIS peut être moins précise que celle réalisée en laboratoire par des méthodes classiques. Cependant, comme cette technologie permet de multiplier les mesures dans un laps de temps court, l’erreur finale est réduite grâce à l’augmentation de l’échantillonnage. Cette précision est suffisante pour le conseil agronomique ou pour déterminer la variabilité relative d’une parcelle. Grâce aux travaux qu’Arvalis continue de mener, la base de données NIRILIS est constamment enrichie pour assurer la fiabilité des calibrations.

« Des analyses de sol au plus près du terrain »

Éric Bécourt est consultant commercial pour la société Bonsaï Advanced Technologies. Expert en spectroscopie proche infrarouge et imagerie hyperspectrale, il explique pourquoi la société distribuera l’outil NIRILIS.
Éric Bécourt : « Bonsaï dispose de l’exclusivité sur ce matériel américain et de circuits de vente. Il était donc naturel que la société assure la distribution de NIRILIS tandis qu’Arvalis se charge de la partie scientifique. »
Éric Bécourt : « Bonsaï dispose de l’exclusivité sur ce matériel américain et de circuits de vente. Il était donc naturel que la société assure la distribution de NIRILIS tandis qu’Arvalis se charge de la partie scientifique. »


Perspectives Agricoles : Qu’est-ce qui vous a amené à distribuer l’outil NIRILIS ?
Éric Bécourt :
La société Bonsaï est spécialisée dans la distribution de solutions analytiques : un instrument de mesure (plutôt portable), et une application associée, dédiée aux besoins de l’utilisateur. Le LabSpec est un spectromètre proche infrarouge qui s’utilise dans de nombreux domaines d’analyse. La station expérimentale Arvalis de Boigneville nous en avait acheté deux, et avait développé des calibrations pour ses propres besoins d’analyse de sol. L’idée nous est venue que d’autres utilisateurs devaient profiter de ces calibrations, en les intégrant à une application d’analyse de sol « clé en main ».

P. A. : Quelles sont les cibles de la solution NIRILIS ?
É. B. :
Cet outil s’adresse principalement aux coopératives agricoles et aux négoces qui offrent un service de suivi des cultures à leurs adhérents. NIRILIS leur permet de multiplier le nombre d’analyses (actuellement, le rythme est d’un prélèvement par hectare). Ainsi les parcelles sont cartographiées plus finement, par exemple dans le but d’optimiser et de rationaliser leur irrigation et les apports d’intrants. Les chambres d’agriculture et les laboratoires spécialisés en analyses de sols peuvent aussi être intéressés par cette technologie.

P. A. :  Quelles cultures sont concernées ?
É. B. :
Actuellement, NIRILIS s’adresse à toutes les grandes cultures pour lesquelles Arvalis a produit des calibrations. La solution est notamment opérationnelle pour toutes les cultures céréalières. Pour utiliser NIRILIS en viticulture, arboriculture, maraîchage et pour les espaces verts , une adaptation ou une mise à jour des calibrations existantes pourrait s’avérer nécessaire ; une évaluation préliminaire devra être menée en amont.. On peut aussi envisager de développer cette solution pour aider à la réhabilitation de sols pollués, en mesurant d’autres types de paramètres de sol !

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