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Applications des technologies optiques à la viticulture

Vendredi 30 septembre 2011 par Alexandre Abellan

Applications des technologies optiques à la viticulture

Le 29 septembre 2011 se tenait au centre international d’Agropolis (Montpellier) un atelier de travail sur les applications agricoles et agroalimentaires des technologies optiques. C’était le premier événement organisé conjointement par les pôle de compétitivité Qualiméditerranée (spécialiste de l’innovation agroalimentaire méditerranéenne) et Optitec (spécialiste des innovations optiques et photoniques). Isabelle Guichard et Katia Mirochnitchenko, les directrices de ces deux établissement, ont profité de cette occasion pour signer une convention de partenariat (voir photo), afin d’officialiser et pérenniser les échanges et passerelles mis en place entre les deux pôles.

Les utilisations en viticulture et en œnologie de ces innovations ont notamment été abordées, allant du satellite à la chaîne d’embouteillage, en passant par les capteurs embarqués (tracteurs ou quad) et les logiciels de cartographie participatives.

En photo : signature de la convention de partenariat entre Isabelle Guichard (directrice de Qualimediterranée) et Katia Mirochnitchenko (directrice d'Optitec)

Qu’est-ce qu’une agrotechnologie ?

Amorçant le cycle de conférences, Olivier Zébic (gérant de la société de consultants Zébic, voir photo) a présenté la synthèse de son étude sur les innovations agro-technologiques en Languedo-Roussillon. L’un des objectifs de cette enquête (commanditée par la DRAAF et le réseau Vinséo) était de voir comment les acteurs de ce secteur définissaient le terme « agrotechnologie ». En ne prenant pas en compte les biotechnologies, ce néologisme est souvent contracté en agroTIC, agrotechonologies de l’information et de la communication. A partir des résultats de son enquête et avec l’aide du professeur Bruno Tisseyre (responsable de formation d’élève ingénieur agroTIC à Montpellier SupAgro), Olivier Zébic a pu mettre au point un schéma fonctionnel de positionnement des agroTIC (voir ci-dessous). Toutes les agroTIC remplissent, au moins, à  l’une des quatre fonctions suivantes : acquisition de données (capteurs par exemple), transmission de données (Radio-Identification, RFID), traitement de données (logiciels de bases de données ou de modélisation) ou partage de données (réseaux sociaux spatialisés).

 

 

Une agroTIC est donc une technologie innovante (pouvant d’ailleurs résulter du couplage de deux technologies plus classiques) du monde agricole qui réalise au moins l’une de ces actions. Afin d’illustrer la variété des agroTIC que l’on trouve dans le monde agricole actuel, Olivier Zébic est revenu sur les systèmes d’autoguidage des tracteurs par système GPS, sur l’imagerie satellite (les Systèmes d’Informations Géographiques, SIG), les drones de surveillance, la robotique (notamment Agrobot, robot espagnol capable de cueillir des fraises), les sites communautaires professionnels...

Ces plates-formes internet de partage d’informations intéressent particulièrement la filière viticole. Olivier Zébic est revenu sur le projet EPIcure de l’Institut Français de la vigne et du vin. Initialement cette plate-forme devait servir à modéliser les couloirs de grêles sur le vignoble du Sud-Ouest. Les vignerons touchés par un de ces épisodes climatiques devaient prévenir au plus vite le réseau, afin d’alerter les autres domaines potentiellement touchés. Ce service a connu un tel succès qu’il cartographie et modélise maintenant les données météo, les ravageurs, maladies du bois, ainsi que le mildiou, l’oïdium et le black-rot. Ce réseau existe dans six régions viticoles françaises (Aquitaine, Charente, Languedoc-Rousillon, Sud-Ouest et Val de Loire).

Malgré leur fort développement, les agroTIC souffrent cependant de nombreux freins. Pour Olivier Zebic, la principale difficulté actuelle reste l'acceptabilité même de ces technologies par l'utilisateur. Au-délà de la période d'apprentissage nécessaire pour obtenir les bonnes compétences, la rentabilité de ces outils n'est pas toujours évidente et ralentit leur démocratisation. Le problème de la responsabilité juridique est également posée. En cas de perte de récolte pour cause de conseil erroné, le fournisseur des capteurs et du logiciel d'aide à la décision est-il le fautif ?

Etat des lieux des technologies optiques proposés en viticulure et en œnologie

Durant sa présentation sur « la vision numérique au service des fruits et légumes », Christophe Guizard (UMR-ITAP, CEMAGREF) est revenu sur la différence majeure entre les conditions d’utilisation des technologies optiques lors des phases de production et celles durant la transformation : le contrôle de l’éclairement. En effet, la luminosité en vignoble est bien moins contrôlable que celle en chais. L’éclairement incontrôlé en extérieur explique les retards de développement de ces applications pour la production, tandis que pour l’environnement industriel des processus de transformation rend les manipulations plus aisés.

Ayant en tête cette différence fondamentale, Eric Serrano (Directeur Régional de l’IFV Sud-Ouest, voir photo) a présenté un état des lieux des applications de ces technologies à la filière viti-vinicole. Selon lui, le secteur est « envahi par les capteurs depuis une dizaine d’années. Chacun a pu constater les évolutions que nous avons connu au niveau de capteurs, surtout optiques. Mais depuis quelques années, on voit apparaître de nouveaux outils, qui aident le vigneron et l’œnologue à mieux définir le profil de ses produits ». On peut donc discerner les agroTIC qui permettent de réaliser un travail précis et celles qui apportent des informations qui caractérisent la matière première et son potentiel.

Avec les agroTIC « classiques » Eric Serrano avance que l’on peut en trouver dans toute la filière, depuis les fournisseurs jusqu’au produit fini. Il rapporte ainsi que la tonnellerie Radoux a fait développer par l’IFV un capteur optique permettant de déterminer les quantités de tannins de ses douelles. Ainsi les fûts peuvent être personnalisés selon les besoins de chaque client. Pour un domaine viticole, les agroTIC optiques peuvent être présents dès la taille. L’équipementier Pellenc a développé une machine de Taille Rase de Précision (TRP Pellenc), permettant de réduire de 30 % les charges de main d’œuvre (la taille est le poste le plus coûteux pour l’obtention de la matière première) et diminuant d'approximativement 30 heures le travail effectué à l’hectare.

Toujours au vignoble, des pulvérisateurs sont équipés de capteurs afin de détecter la présence de mauvaises herbes au sol (grâce à la réflectance particulière des pigments végétaux de chrolophylle). Cet outil de pulvérisation permet un désherbage intelligent, limitant les intrants phytosanitaires. Pour les quais de réception, trois machines de tri ont été commercialisés sur les trois dernières années, elles permettent non seulement de séparer les grappes des débris, de séparer les raisins selon leur couleur et/ou leur volume. Dans les laboratoires œnologiques, les appareils optiques font depuis longtemps partie des meubles, notamment les spectrophotomètres. Encore au stade de recherche, l’automatisation des vinifications semble prometteuse, notamment pour le suivi de la fermentation alcoolique. Au niveau du conditionnement, les chaînes d’embouteillage font appel à des capteurs permettant de détecter le bon positionnement des étiquettes ou de vérifier le niveau de remplissage. Moins généralisé, des capteurs optiques à dioxygène dissous sont également très efficaces et remplacent les mesures en laboratoires.

L’intérêt « nouveau » de certaines technologies optiques réside dans leur capacité à répondre à la sempiternelle question : quelle est la qualité de la matière première et peut-on anticiper celle du produit final ? Ces nombreux outils permettent donc d’appréhender une qualité, et ce depuis diverses échelles, plus ou moins éloignées du cep de vigne (voir illustration ci-dessous).

 

 

Olivier Zébic relevait d’ailleurs qu’un cluster de recherche se crée actuellement à Bordeaux, pour les diverses applications viticoles de cette technologie. Les outils portatifs comme le spectron de Pellenc permettent à un piéton d’effectuer des mesures de suivi de maturité au niveau du cep même, les outils comme Dyostem permettant une analyse au niveau de la baie même. La future évolution de ces outils « piétons » serait l’embarquement sur des quads ou des tracteurs. Les capteurs pourraient remplacer à terme les laboratoires, mais les capacités de traitement de ces données (ainsi que la connaissance de leurs limites) demeure une nécessité. Eric Serrano rappelle que les principaux utilisateurs de ces outils sont les techniciens de caves coopératives. A son sens, la problématique de ces technologies n’est plus le gain qualitatif (prouvé par l’expérience), mais celui économique, qui est bien moins évident.

La gamme Dyostem : le suivi du profil raisin

Nicolas Bernard  (ingénieur agronome chez Vivelys, voir photo) a présenté sa vision du « profil raisin ». Selon la société Vivelys (anciennement Sferis), une liste restreinte de paramètres permet de modéliser la capacité de raisins à donner un certain type de vins. Ces paramètres d’intérêts sont les suivants :

- Volume des baies, cette donnée permet non seulement de donner une idée du rendement, mais aussi de déterminer précocement le type de vinification qui sera conduit sur chaque parcelle. De manière caricaturale pour un cépage rouge, les baies de petits volumes sont plutôt à utiliser pour l’obtention de vins rouges concentrés, tandis que celles de grands volumes seraient plus aptes à produire des rosés.

- Couleur des baies (anthocyanes pour les cépages rouges), cette caractéristique peut aider déterminer à déterminer le niveau de développement de la gamme aromatique, et donc la maturité technologique des raisins.

- Polyphénols totaux, c’est le potentiel tannique des vins rouges. Mis en relation avec les teneurs en anthocyanes, il est possible d’avoir une idée de la stabilité de la couleur du vin.

- Acides phénols, ce paramètre est essentiel pour maîtriser l’oxydation de ces moûts (surtout pour les vins blancs).

- Teneur en sucre, c’est le degré alcoolique potentiel.

La gamme Dyostem permet de se pencher sur l’ensemble de ces paramètres clés. Commercialisé en 2006, la première version du Dyostem permettait de mesurer le volume et la teinte des baies. A partir d’un échantillon de 200 baies prélevées au vignoble, un objectif photographique relié à un logiciel de traitement permet de déterminer un angle de teinte moyen (d’après un cercle de couleur à 360°), ainsi que le volume moyen (le logiciel effectue un détourage de chaque baie et y applique un modèle ellipsoïdal proposant un volume) et le niveau d’hétérogénéité de l’échantillon pour ces données. Cet outil efficace présentait cependant des limites de taille. D’abord tous les paramètres du « profil raisin » n’y sont pas intégrés, ensuite le débit de traitement n’est pas si élevé (100 à 150 analyses par jour pour un laboratoire spécialisé).

Dyostem Plus a été créé pour pallier à ces défauts. En plus de la teinte et du volume, les quantités de polyphénols et le degré potentiel sont dorénavant traités. Le débit a également été augmenté grâce à un système de poulies (voir cliché ci-dessous) qui met les raisins en ligne. Le Dyostem Plus permet l’obtention de jus, ce qui rend la méthode destructive.

 

 

 

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