Un capteur innovant mesure la soif des arbres fruitiers en temps réel
Les cultures irriguées ont besoin d’un approvisionnement en eau qui répond aux différentes demandes des plantes. Un approvisionnement même brièvement inadapté peut réduire les rendements des cultures de 40 %. Idéalement, les agriculteurs fourniraient la quantité exacte d’eau requise par les plantes, et ce, précisément quand elles en ont besoin. Toutefois, en pratique, cet objectif est difficile à réaliser. C’est pourquoi de nombreux agriculteurs ont tendance à donner trop d’eau par sécurité. La quantité varie selon la région et la culture, mais l’on observe couramment un excès de 20 à 50 % d’eau. Cet apport excessif cause différents problèmes pour l’environnement, et entraîne des coûts supplémentaires inutiles pour les agriculteurs. Faire correspondre l’approvisionnement en eau aux besoins des plantes permettrait d’augmenter les rendements et d’économiser de l’argent. Avec cet objectif, le projet StemSense, financé par l’UE, a développé un capteur qui mesure la demande en eau des arbres fruitiers et des vignes. Le projet actuel s’inscrit dans la continuité d’un précédent projet du même nom financé par l’UE, qui a étudié la faisabilité du dispositif et a validé sa production. Le nouveau projet a miniaturisé le capteur, finalisé le logiciel et les processus industriels, et a fait la démonstration de la technologie sur le marché.
Le potentiel hydrique de la tige
Au cœur du fonctionnement du capteur réside le principe physiologique du potentiel hydrique de la tige (PHT). «Il s’agit d’une mesure directe de la force hydrique des tissus xylémiques de la plante, son canal ascendant de transport de l’eau», explique Anat Halgoa Solomon, coordinatrice du projet. «Plus simplement, le PHT décrit l’énergie dont la plante a besoin pour tirer l’eau du sol vers la feuille.» Moins la plante dépense d’énergie pour obtenir de l’eau, plus elle en aura pour développer ses fruits. Par convention, le PHT a été mesuré en utilisant un dispositif manuel appelé chambre à pression ou bombe à pression. Cette méthode comporte deux grands désavantages: elle ne mesure le PHT que durant une brève fenêtre chaque jour et nécessite un technicien qualifié. Elle est donc limitée et peu pratique. Néanmoins, le PHT est le meilleur indicateur du besoin en eau en temps réel des plantes.
Une nouvelle manière pratique de mesurer le PHT
Pour surmonter ces problèmes, l’équipe de StemSense a développé InTree, un système de suivi unique et automatique du PHT. «Nous avons intégré un capteur miniature innovant dans le tronc d’un arbre, directement connecté au tissu vasculaire de la plante», ajoute Anat Halgoa Solomon. «Le capteur comprend un osmomètre: un très petit volume de liquide concentré scellé avec une membrane semiperméable. Une fois que le capteur est attaché aux tissus de la plante, l’eau passe par osmose des tissus vers l’unité.» Le suivi de la pression de l’unité donne une indication continue du potentiel hydrique des tissus. L’équipe de StemSense a été la première à parvenir à un tel suivi direct. Pour employer cette technologie innovante, les agriculteurs paient un abonnement. Les ingénieurs agronomes de l’entreprise consultent les agriculteurs sur leurs objectifs, déterminent le positionnement optimal des capteurs dans un champ (en général un pour 1–2 hectares), et installent les capteurs dans des plantes individuelles. Le système en ligne sophistiqué du projet combine les données continues concernant le PHT aux paramètres environnementaux, afin de déterminer le statut hydrique des plantes et d’ajuster l’irrigation en conséquence. Suite au lancement réussi du produit en 2020, l’entreprise a conservé 100 % de ses clients et a établi plus de 15 distributeurs internationaux. Le projet ciblera les marchés des vergers et des vignobles dans le monde. StemSense permet aux agriculteurs d’utiliser moins d’eau pour obtenir un meilleur produit. Il réduit les coûts et augmente les profits tout en optimisant l’usage des ressources en eau limitées de la planète.
Mots‑clés
StemSense, eau, capteur, PHT, suivi, potentiel hydrique de la tige, irrigation, InTree, verger, vignoble
