Drones agricoles

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Synthèse opérationnelle

Un drone agricole est une plateforme aérienne sans équipage qui embarque un capteur ou, dans certains cas très encadrés, un dispositif d’application. En agriculture, sa force n’est pas uniquement la résolution spatiale : elle réside dans la capacité à acquérir une donnée au moment choisi, à l’échelle de quelques centimètres, et à produire rapidement une cartographie exploitable d’une parcelle, d’un verger ou d’un vignoble.

La réglementation aérienne est fondée sur le risque de l’opération pas sur le caractère professionnel ou agricole du vol Une même mission peut relever de la catégorie Ouverte dans une parcelle isolée ou de la catégorie Spécifique si ses conditions opérationnelles dépassent les limites de l’Ouverte La pulvérisation ajoute un second étage de réglementation agricole…

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Typologie des drones agricoles

Les plateformes se répartissent principalement entre multirotors, voilures fixes et VTOL hybrides. Le multirotor est précis, stationnaire et adapté aux petites surfaces, cultures pérennes et missions nécessitant une forte maniabilité. La voilure fixe couvre davantage de surface par batterie mais exige davantage d’espace et ne peut pas stationner. Le VTOL hybride cherche à combiner décollage vertical et rendement aérodynamique de la voilure fixe.

03 · Référence

Charge utile et architecture

Le système réel comprend l’aéronef, le capteur, le GNSS/RTK éventuel, la radiocommande, le logiciel de planification, les batteries, la station de charge, les cibles ou points de contrôle, et la chaîne de traitement. Sous-estimer le logiciel, le stockage et le temps de traitement conduit à sous-estimer le coût total.

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Capteurs : choisir une mesure, pas une caméra

Le choix du capteur doit partir de la variable agronomique recherchée. Un capteur RGB peut suffire pour compter des plants, repérer des manques ou mesurer un recouvrement. Un multispectral devient pertinent lorsqu’on souhaite comparer des bandes spectrales dédiées et dériver des indices. Le thermique mesure une température apparente ; il est très sensible aux conditions de vol et doit être interprété avec la météorologie et la physiologie de la culture.

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Planification de mission : résolution, recouvrement, lumière et météo

La résolution au sol (GSD, ground sampling distance) dépend du capteur, de la focale, de la taille de pixel et de la hauteur. Voler plus bas améliore la résolution mais augmente le nombre d’images, la durée de mission, les changements de batterie et le coût de traitement. La résolution doit donc être dimensionnée à l’objet : une plante entière, une feuille, une rangée, une zone de stress ou un fossé ne demandent pas la même GSD.

Figure 3 — Compromis hauteur/résolution/couverture. Les valeurs sont pédagogiques et ne remplacent pas les caractéristiques du capteur.

Pour des séries temporelles, conserver autant que possible le même capteur, la même hauteur, la même géométrie et la même fenêtre horaire.

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Photogrammétrie et géoréférencement

Les images sont transformées en produits géographiques : nuage de points, modèle de surface, orthomosaïque et cartes d’indices. Le positionnement peut reposer sur le GNSS embarqué, un système RTK/PPK, des points de contrôle au sol ou une combinaison. L’exactitude absolue et la précision relative ne doivent pas être confondues : une carte peut être très cohérente localement tout en étant décalée de plusieurs mètres par rapport au cadastre ou à une autre campagne.

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Usages agronomiques par filière

Les usages les plus solides sont ceux où l’image répond à une question définie et débouche sur une action. La haute résolution rend le drone particulièrement intéressant pour les cultures pérennes, les parcelles irrégulières, les dégâts localisés et les situations où le satellite est gêné par la couverture nuageuse ou sa résolution.

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Indices de végétation et modèles : du proxy à la variable agronomique

Les indices combinent des bandes pour renforcer certains contrastes. Le NDVI est très utilisé mais peut saturer lorsque le couvert est dense. Le NDRE, utilisant le red-edge, peut être plus sensible dans certaines situations. Les indices RGB (ExG, VARI, etc.) sont accessibles sans NIR et utiles pour segmentation ou couverture. Aucun indice n’est universel : la relation avec azote, biomasse, rendement ou stress varie avec espèce, stade, variété, sol, illumination et capteur.