S’attaquer aux plantes et animaux nuisibles depuis l’espace

Le parthenium est une plante nocive particulièrement envahissante qui a essaimé dans une cinquantaine de pays, menaçant la productivité agricole, la biodiversité, les écosystèmes, ainsi que la santé des animaux et des êtres humains.
 
Il est très difficile de s'en débarrasser et son impact peut être dévastateur. On estime qu'elle occasionne des chutes de rendement allant jusqu'à 95%
 
Cependant, une solution à cette invasion de la terre pourrait nous parvenir de l'espace.
 
Le Pakistan figure parmi les pays touchés. Une étude récente a estimé que les pertes annuelles enregistrées par chaque agriculteur pourraient y atteindre des milliers de dollars chaque année. Au niveau des seuls sites de production du fourrage pour le bétail, les pertes sont d'environ 935 dollars américains par unité agricole.

“Cette plante nocive se répand et s'adapte rapidement; donc il faut que nous trouvions des solutions exceptionnelles”

Ali Bajwa, chercheur en malherbologie, Département des industries primaires, Nouvelle-Galles du Sud, Australie

Il était par conséquent essentiel de prendre le problème à bras le corps. « Le rythme de croissance accéléré du parthenium et le fait qu'il produit une abondance de graines font qu'il est très difficile à gérer », selon Muhammad Ishaque Mastoi, coordinateur national pour la protection des plantes à la division des sciences végétales du Conseil pakistanais pour la recherche agricole.
 
Il ajoute que « dans les cas les plus graves, ce sont des récoltes entières qui sont rendues inutilisables. Il est essentiel de contrôler cette mauvaise herbe pour l'agriculture, la sécurité alimentaire et la santé humaine. »
 
C'est dans cette optique que CABI (le Centre pour l'agriculture et la bioscience internationale qui est l'organisation-mère de SciDev.Net) collabore avec l'université de Manchester sur un projet qui exploite des données d'observation terrestres, dont des données provenant de la mission Sentinel-2 de l'Agence spatiale européenne.
 
Si le monde agricole a eu de plus en plus recours aux satellites ces dernières années, Julien Godwin, chef de projet pour cette initiative à CABI précise que l'on en est aux tous débuts de l'emploi des satellites pour surveiller les plantes nocives et invasives dans les pays en développement.

« Cela pourrait être une excellente première étape en vue de démontrer l'étendue du problème à l'échelle du paysage » nous confie-t-il.
 
Au cours des dernières années, les assistants de terrain participant au projet ont effectué des travaux d'arpentage dans différents types d'habitat, recueillant des données depuis plus de 4000 points sur le terrain. Ces informations sont combinées avec des images des satellites Sentinel-2 lesquels opèrent sur plusieurs bandes de fréquence, y compris les bandes infrarouges indétectables par l'œil humain.
 
Cela signifie que l'on peut déterminer la « couleur » de chaque point analysé, ce qui permet d'entraîner des algorithmes à détecter les modes de développement du parthenium. L'idée est que cela devrait ensuite permettre aux satellites d'utiliser ces données pour réaliser une cartographie de la plante à plus grande échelle, en déduisant où se trouvent les autres zones où elle se propage.
 
Afin d'aider à prédire comment le parthenium pourrait se répandre sur le terrain et cibler des zones clefs où il est essentiel d'intervenir, l'équipe a aussi développé des modèles incorporant des variables climatiques.
 

Des yeux dans le ciel

L'université de Manchester a aussi développé un drone à quatre rotors équipé d'une caméra qui évalue certaines des couleurs examinées par les satellites mais avec une résolution spatiale plus élevée pour avoir une meilleure idée de la précision avec laquelle les satellites saisissent les données.
 
Un quadrirotor a recueilli les premières images exploitables début février, et le but est de continuer ce travail pour suivre le développement du parthenium dans un site test au Pendjab.
 
Pour Julien Godwin, les méthodes employées dans ce projet constituent un excellent moyen d'obtenir des informations : « Cela va beaucoup plus vite avec la télédétection . Cela nous donne une carte très détaillée qui montre où se trouve le parthenium. »
 
A terme, précise-t-il, cette technique pourrait même être employée pour surveiller l'impact de mesures potentielles telles que l'introduction d'insectes pour aider à contrôler le parthenium : « Nous pourrions avoir une excellente compréhension à l'échelle du paysage de l'impact d'un agent de lutte biologique. »
 
Les analyses de ces travaux sont actuellement en cours et CABI espère que ce projet servira de preuve de concept pour ce type d'approche fondé sur la télédétection. Cette technologie pourrait aussi à l'avenir servir dans d'autres régions et pour combattre d'autres plantes nocives.
 
Un autre projet mené par CABI, dénommé PRISE, emploie des techniques d'observation de la terre pour examiner la question des modèles pour animaux nuisibles en rapport avec les récoltes au Ghana, au Kenya, au Malawi et en Zambie.
 
Les données météorologiques obtenues des satellites et les schémas climatiques historiques servent de moteur au modèle en temps réel et indiquent la vitesse à laquelle les flambées progressent. Cela permet de rendre les alertes concernant les actions à prendre contre les ravageurs plus pertinentes et de savoir quand il faut intervenir.
 
Dans un cas d'étude au Kenya, les producteurs de haricot qui ont reçu des informations de spécialistes des plantes à qui les alertes PRISE avaient été transmises ont enregistré moins de perte de récolte due aux animaux nuisibles. Soit 26% du rendement escompté contre 49%.
 
Avec l'aide de cette technologie, ajoute Charlotte Day, directrice du projet PRISE, il serait possible de « travailler à plus grande échelle pour incorporer d'autres pays africains à travers un effort très modeste au niveau des données ».
 
Le programme Plantwise de CABI fournit déjà une aide aux exploitants à travers des conseils sur les animaux nuisibles et la santé des plantes mais, précise-t-elle, les modèles s'appuyant sur la télédétection pourraient éradiquer les problèmes avant qu'ils ne prennent plus d'ampleur : « notre but est de faire plus de prévention. »
 

Fournir les données aux agriculteurs

L'un des éternels problèmes avec les projets de télédétection est celui de faire parvenir des informations pertinentes aux exploitants sous une forme qu'ils peuvent utiliser.
 
Charlotte Day précise que, dans le but de surmonter cet obstacle, PRISE adopte une approche « agnostique » avec ce modèle, en travaillant avec des partenaires tels que l'ONG PAD (Agriculture de précision pour le développement). Cette dernière est en mesure de fournir des informations à un plus grand nombre de personnes sur le terrain grâce à son expertise dans le domaine du conseil agricole personnalisé par téléphonie mobile.
 
Il reste aussi des obstacles à surmonter dans ce qui demeure une dimension embryonnaire de la technologie satellitaire. Comme l'explique Sam van Herwaarden, un scientifique des données à PAD, une des organisations qui ont commencé à intégrer des données satellitaires à leur travail : « Il est difficile d'obtenir des données de localisation précises pour les exploitants et cela coûte cher. »
 
Il ajoute que « Cela constitue généralement un plus gros challenge que l'obtention et le traitement des données obtenues via télédétection. » Comme il le souligne, de nombreux produits sont maintenant disponibles en ligne pour la réalisation de ces dernières tâches.
 
Sam van Herwaarden précise par ailleurs qu'il peut être difficile de trouver des données de référence afin de vérifier l'exactitude des produits satellites. « Par exemple, il y a généralement moins de stations météo dans les pays en développement que dans les pays développés, et leurs observations ne sont pas forcément accessibles au public. »
 
Le spécialiste en données de PAD est d'avis qu'il y a énormément d'informations obtenues par télédétection qui seraient très utiles aux agriculteurs et qui attendent simplement d'être exploitées. « Ces données pourraient servir à fournir aux exploitants des conseils pratiques qui leur permettraient en toute vraisemblance d'accroître leurs rendements », a-t-il précisé.
 

La nature des mauvaises herbes

Il y a par ailleurs des problèmes de détection liés à la nature des plantes nocives telles que le parthenium. Ali Bajwa, chercheur en malherbologie au Département des industries primaires dans l'état de la Nouvelle-Galles du Sud en Australie, relève le problème potentiel lié á la télédétection du parthenium à grande échelle dans les écosystèmes diversifiés. C’est que la plante pousse différemment d'un endroit à l'autre et peut avoir atteint différents stades de sa croissance simultanément au même endroit.
 
Par conséquent, souligne-t-il, il est important d'incorporer une compréhension approfondie de la biologie et de l'écologie de la plante et donc d'avoir une présence forte et continue sur le terrain de malherbologues, d'écologues et d'experts en sciences sociales. Les gouvernements et les organismes de financement doivent aussi contribuer davantage à la lutte contre ce fléau.
 
« Ceci est important car nous avons affaire à une situation dynamique », note Ali Bajwa, ajoutant que « cette plante nocive se répand et s'adapte rapidement ; donc il faut que nous trouvions des solutions exceptionnelles. »
 
Il précise qu'avec des collaborations étroites, de telles technologies pourraient en fin de compte permettre de réaliser des progrès significatifs dans les années à venir au niveau de la gestion du problème « monstre » du parthenium. « Il me semble que nous avons les bons outils. Il s'agit simplement de les regrouper », indique-t-il.
 
Muhammad Usman, maître de conférences au Centre pour les systèmes d'information géographique à l'université du Pendjab, qui a par le passé travaillé à CABI, ajoute qu'il faut que les exploitants soient mieux informés sur le parthenium et qu’ils sachent comment le gérer, à un moment où certains d'entre eux perdent entre 20 et 30% de leur récolte faute d'avoir su intervenir efficacement.
 
Parfois, explique-t-il, les agriculteurs éliminent le parthenium au centre des champs mais pas à leur bordure, alors que la plante peut encore aisément se répandre de là.
 
Quant à la technologie spatiale elle-même, Muhammad Usman souligne qu'une des difficultés est que le parthenium pousse souvent sur de petites parcelles de terre là où on trouve aussi des cultures, ce qui rend la détection délicate.
 
Ceci étant, il estime que les satellites représentent une source d'aide à « potentiel énorme » dans ce domaine. Ils offrent la possibilité de recueillir des données très détaillées sur d'énormes étendues de terrain à des intervalles de quelques jours seulement, ce qui n'est pas possible avec les méthodes traditionnelles.
 
La clef, encore une fois, est selon Muhammad Usman, de s'assurer que des informations pertinentes et compréhensibles sont fournies aux exploitants. De son point de vue, « si ceux d'entre nous qui travaillent dans ce domaine peuvent collaborer avec différents acteurs qui ont des liens avec les agriculteurs, tels que les départements de vulgarisation et les services de comptabilisation des récoltes, et construire une sorte d'application ou de carte, peut-être que cela nous permettra d'accroître la participation des exploitants. »