Pour beaucoup de fermiers de nos jours, la culture de produits agricoles comporte des activités nécessitant du matériel de haute technologie, combinant des données recueillies par satellite, des systèmes de guidage calibrés avec précision et des appareils possédant une grande capacité de traitement de l’information. D’ailleurs, l’innovation entraîne régulièrement de nouvelles possibilités dans le domaine de l’agriculture, comme l’a constaté par elle-même Jayshri Sabarinathan de l’Université Western.

« Avant de participer dans ce projet, je n’avais jamais constaté à quel point la détection et les données ont révolutionné l’industrie, à la fois dans les serres et dans les champs », dit Sabarinathan. Elle travaille maintenant avec une entreprise canadienne afin de rendre la collecte de données sur les cultures encore plus efficace.

Sabarinathan, une professeure agrégée du département du génie électrique et informatique possédant de l’expérience avec les microcapteurs et la nanofabrication, s’est trouvé une spécialisation improbable dans le cadre de cette révolution : l’augmentation des capacités des caméras multispectrales servant à surveiller les cultures. Plus précisément, son travail consiste à augmenter les bandes de longueurs d’onde captées par ces caméras, ce qui améliore le type de données qu’elles peuvent recueillir.

Ces données peuvent comprendre des détails comme l’apparition d’une maladie ou les changements du taux d’absorption des nutriments des plantes. L’obtention de ces données en temps réel peut déterminer quand l’on doit appliquer des pesticides ou des engrais et quelle méthode l’on doit utiliser pour le faire, par exemple. Ces actions peuvent être particulièrement importantes dans le contexte des serres, où des problèmes peuvent surgir en l’espace de quelques heures. Dans le sud-ouest de l’Ontario, où certaines serres couvrent des douzaines d’hectares, une défaillance au niveau de la détection peut s’avérer catastrophique.

« Le fabricant veut une caméra capable d’adapter ces longueurs d’onde précises aux exigences de ses clients, et qui possède des fonctionnalités qui permettront à ces longueurs d’onde de colliger et traiter l’information pour ensuite renseigner les fermiers au sujet de ce qui se passe dans leurs champs », explique Sabarinathan. « L’idéal est de recevoir de l’information sur une plage de longueurs d’onde, allant de visibles à infrarouges. Toutefois, ceci représente beaucoup de données et nécessite généralement du matériel plus lourd ».

Le poids des caméras est important, car ces dernières sont transportées sur les champs par de petits robots ou dans les airs par des drones pour surveiller l’état d’une ferme ou d’une serre de façon très efficace. Ce type de caméra est déjà offert sur le marché, mais A&L Canada Laboratories, une entreprise de London, en Ontario, qui utilise beaucoup ce matériel, a approché Sabarinathan afin d’étudier des façons d’améliorer ces technologies performantes.

« Cette collaboration nous a permis de compter sur l’expertise nécessaire pour nos avancées en matière de recherche et de développement dans le domaine de la surveillance de l’environnement », affirme Greg Patterson, PDG de A&L Canada. « Les résultats nous ont été très utiles ».

« A&L fait toujours tout de A à Z, et l’entreprise était à la recherche d’une caméra qui était non seulement portable, mais aussi capable de capter un plus grand nombre de longueurs d’onde dont elle a besoin avec une meilleure précision spectrale », dit Sabarinathan. Elle cherche à rendre les drones capables de capter au moins sept bandes, possiblement même plus, ainsi que d’offrir des filtres personnalisés et une résolution ajustable.

« En faisant la transition vers une plateforme semblable à ce que l’on retrouverait dans un téléphone intelligent, nous espérons rendre cet instrument deux fois plus rapide que les caméras multispectrales qui sont actuellement sur le marché », poursuit-elle.

Ce travail a été soutenu par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) et par les Centres d’excellence de l’Ontario (CEO).

« Cette méthode de surveillance des facteurs environnementaux et des agents stressants est devenue fondamentale. »

Sabarinathan est reconnaissante envers CMC Microsystèmes pour lui fournir l’accès à des logiciels et à des outils d’essai qui accélèrent chaque partie de son travail, de la conception initiale d’un prototype jusqu’à l’évaluation finale de son rendement. « CMC nous a offert l’infrastructure dont nous avions besoin pour développer ces capteurs, » dit-elle.

Sa capacité de travailler sur un tel projet lui a également permis de collaborer avec la professeure Brigitte Leblon de l’Université du Nouveau-Brunswick et la professeure Jinfei Wang du département de géographie de l’Université Western, spécialistes de la télédétection, ainsi qu’avec le professeur Ken McIsaac, spécialiste de la robotique autonome, du département de génie électrique et informatique de l’Université Western. Elle anticipe l’avènement de systèmes presque autonomes, augmentant ainsi leur valeur auprès des fermiers ainsi qu’auprès des clients ultimes : les consommateurs.

« Les utilisateurs sur le terrain veulent obtenir les données dans leur ordinateur le plus rapidement possible pour ensuite les faire acheminer à une entreprise comme A&L pour un traitement plus approfondi », dit Sabarinathan. « Dans un contexte d’agriculture intense comme celui du sud-ouest de l’Ontario, cette méthode de surveillance des facteurs environnementaux et des agents stressants est devenue fondamentale ».

Crédit Photo : Steve Martin

Février 2019