Les méthodes traditionnelles de désherbage utilisent des herbicides pour les détruire. Ces herbicides contaminent les autres plantes et peuvent aussi se retrouver dans les réserves d'eau. De plus, les humains et les animaux peuvent être exposés aux herbicides, et les mauvaises herbes peuvent développer une résistance à ces derniers. Une autre solution consiste à remplacer les herbicides par du travail manuel. Le travail manuel pour le désherbage est coûteux et difficile à organiser.
Bien que l'arrachage inter-rangs soit relativement simple, l'arrachage intra-rangs est très difficile et nécessite beaucoup de travail manuel. Il y a une pénurie de main-d'œuvre dans ce domaine.
La figure 1 montre le désherbage inter-rangs et intra-rangs2
Figure 1 : Désherbage inter-rangs et intra-rangs2
On peut énumérer les méthodes existantes suivantes pour lutter contre les mauvaises herbes1
· Actionneurs mécaniques
· Éblouissant
· Air sous pression
· Décharge électrique
· Congélation
· Eau chaude
· Micro-ondes
· Jet d'eau
. Laser
Des méthodes alternatives de désherbage respectueuses de l'environnement et plus efficaces sont nécessaires. Cette note technique se concentre sur la méthode laser. L'idée est d'utiliser la vision artificielle pour identifier un type particulier de mauvaise herbe, puis d'utiliser un laser visible ou proche infrarouge pour envoyer une impulsion d'énergie appropriée sur sa tige afin de l'endommager. Plusieurs chercheurs ont travaillé sur cette idée3,4 et ont constaté que l'efficacité de la méthode dépend de plusieurs paramètres, énumérés ci-dessous4 :
· Longueur d'onde de fonctionnement
· Délai d'exposition
· Taille du spot
· Puissance laser
· Position ponctuelle
Figure 2 : Ciblage de la tige d'une plante à l'aide d'un laser
Cette technologie pourrait être combinée à la vision artificielle robotisée et au traitement d'images pour produire une méthode de lutte efficace. Il s'avère que le stade de croissance de la mauvaise herbe joue un rôle important dans son arrachage. Plus tôt la plante est cultivée, plus elle sera facile à arracher. Une visée précise sur la tige et une densité énergétique suffisante sont également essentielles à l'efficacité de la méthode.
La question se pose de savoir quelle longueur d'onde d'action choisir. Une étude a utilisé un laser proche infrarouge de 90 watts à 800 nm et un laser vert de 5 watts à 532 nm4. Le laser proche infrarouge présente une absorption superficielle moindre et une pénétration tissulaire plus profonde. Cependant, il a été constaté à la fin de l'étude que le laser visible est plus efficace pour endommager les mauvaises herbes. L'effet mortel sur les mauvaises herbes a pu être observé deux semaines après le traitement, avec une diminution de 90 % de la masse fraîche3.
En raison du manque de main-d'œuvre sur le terrain, il est suggéré d'utiliser la robotique et d'y installer tous les instruments. La figure 3 illustre un tel robot.
Figure 3 : Robot de désherbage 5
Dans ce robot particulier, illustré à la figure 3, un actionneur mécanique a été utilisé pour arracher la mauvaise herbe. Cet actionneur mécanique peut être remplacé par un laser à impulsions adapté. Cependant, le système de vision artificielle et de reconnaissance de formes reste le même. L'énergie de sortie du laser peut être ajustée une fois que le système de vision artificielle a reconnu l'espèce de mauvaise herbe.
Un autre plan d'action possible est le traitement aérien des mauvaises herbes6. Ce plan est généralement utilisé dans les champs d'opium. La culture illégale d'opium dans les champs de pavot est souvent protégée par des cultivateurs qui les défendent à l'aide d'armes à feu. Les forces de sécurité envoyées pour détruire ces champs se heurtent souvent à la résistance de ces cultivateurs et risquent d'être tuées. L'utilisation d'herbicides administrés par avion pourrait avoir des effets indésirables, comme mentionné précédemment. L'avion ne peut parfois pas s'approcher suffisamment de ces champs, car les cultivateurs pourraient lui tirer dessus avec leurs fusils. La solution à ce problème consiste à maintenir l'avion à une distance de sécurité estimée à environ 5 km horizontalement et 3,5 km au-dessus du sol, et à diriger un faisceau laser sur les champs de pavot6 pour les détruire. À la distance et à l'altitude mentionnées, l'éventuelle confrontation armée perd son efficacité et les champs de pavot peuvent être traités.
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Références :
1- Un robot autonome pour le désherbage, thèse de T. Baker, février 2009.
2- Désherbeur autonome intra-rang assisté par ordinateur, B.Vedula et al, Conférence internationale sur les technologies de l'information, 2018.
3- Conception et application d'un modèle de dommages causés par les mauvaises herbes pour le contrôle des mauvaises herbes par laser, C.Marx et.al, Biosystems engineering, 113, 2012.
4- L'effet du traitement au laser comme méthode de contrôle des mauvaises herbes, S.Mathiassen et.al, Biosyste engineering(95),2006.
5- Conception d'un véhicule autonome pour l'agriculture de précision utilisant la technologie des capteurs, T. Sireesha et.al, WSEAS transaction on environment and development, volume 14, 2018
6- Brevet de Morgan Perry : Système permettant d'endommager et/ou de détruire une culture de plantes et méthodes associées, W O 2019/222109.
Ce premier). Des applications potentielles existent dans les réacteurs modulaires à lit de boulets (PBMR) utilisés en Afrique du Sud. Le nitrate d'uranyle est la matière première de base pour la production de combustible des PBMR, et le dioxyde d'uranium est la matière fissile des noyaux des éléments combustibles (référence 1). La figure 1 montre les boulets utilisés dans les PBMR.