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Matière sèche analysée à la récolte


L’utilisation de la spectroscopie par proche infrarouge (SPIR) pour mesurer le taux de matière sèche des ensilages de maïs fait ses preuves. Chez DSP, les premières mesures semblent prometteuses.


SPIR maïs


La spectroscopie par proche infrarouge (SPIR en français, NIRS en anglais) est une technique d’analyse de la matière utilisée depuis plusieurs années déjà et dans divers domaines. La nouveauté pour l’agriculture est la possibilité d’avoir un système embarqué ou mobile. Depuis 2015, l’entreprise de sélection Delley semences et plantes SA (DSP) a équipé deux machines de récolte avec un SPIR embarqué. L’appareil est pour l’instant en phase de calibration dans leurs essais variétaux de maïs (ensilage et grain). Il s’agit de petites parcelles (8 à 10 m2), comptant 70 à 100 plantes et réparties sur 4 sites dans les alentours de Delley. Cela donne un total de 1000 variétés sur environ 10 000 parcelles à analyser. Le système est donc une aide précieuse à la prise des mesures! Durant la récolte 2017, il étudie le taux de matière sèche des ensilages et l’humidité du maïs grain. «Avec le poids récolté par parcelle et le taux de matière sèche, respectivement d’humidité, nous pouvons évaluer le rendement économique de chaque parcelle et ainsi sélectionner les variétés les mieux adaptées», explique Alexander Strigens, sélectionneur maïs au sein de DSP. Dans une seconde phase, il espère pouvoir estimer également la composition du maïs ensilage et sa valeur fourragère. D’autres paramètres, tels que l’infection par la fusariose des épis et la teneur en mycotoxines ou le charbon commun pourraient aussi être développés.
 
Gains multiples
Du côté de la sélection, les attentes du système sont multiples. D’abord sur le plan scientifique.
• Obtenir une estimation précise et fiable des taux de matière sèche des ensilages et du grain. Le SPIR mesurant l’entier de la parcelle récoltée, le résultat devrait être plus précis que celui obtenu avec un échantillon de cette même parcelle. «Pour illustration, la masse fraîche récoltée sur une parcelle d’essai d’ensilage varie de 30 à 60 kilos, alors que la masse de l’échantillon est d’à peu près 1 kg. Nous pensons pouvoir atteindre ici une précision suffisante pour remplacer complètement les évaluations classiques», relève Alexander Strigens.
• Avoir la possibilité d’estimer la composition du maïs ensilage à un stade précoce de la sélection, pour un grand nombre de variétés et de lieux (environ 3000 parcelles). Actuellement, ces analyses sont faites en laboratoire uniquement pour les variétés avancées (environ 1000 parcelles). «Ce service externe coûteux ne sera pas remplacé par le SPIR car nous estimons que la précision du laboratoire restera supérieure. Mais une bonne évaluation des 2000 parcelles restantes, et qui permette d’éliminer les plus mauvaises variétés, serait déjà un gain d’efficacité considérable», précise le spécialiste.

Les attentes de DSP sont aussi au niveau logistique.
• Obtenir les résultats immédiatement à la récolte grâce à l’estimation embarquée. Avec le système traditionnel, les échantillons d’ensilage doivent être pesés frais avant d’être séchés (de manière délicate afin de ne pas altérer les valeurs nutritives), puis pesés secs. La valeur d’humidité résiduelle doit encore être mesurée. «Il faut donc attendre un certain temps avant de connaître les résultats, tandis qu’avec le SPIR, la sélection des meilleures variétés peut débuter dès que l’essai est récolté», constate Alexander Strigens.
• Limiter les risques de perte, d’inversion, etc. lors de la manipulation des échantillons pendant la récolte et au séchage puisqu’avec le nouveau système, il n’y a plus besoin ni de pesage des lots, ni de mesure de la valeur résiduelle. Outre le gain de temps, cela permet aussi de libérer les étuves pour d’autres projets.

Finalement, les sélectionneurs ont des attentes économiques. Le SPIR doit permettre de réduire le nombre de personnes nécessaires à la préparation des échantillons et de libérer du personnel pour d’autres tâches de sélection. «En corrélation avec la réduction du travail, il y a aussi une diminution du coût par parcelle, ce qui permet à DSP de rester compétitif avec ses essais en Suisse», souligne Alexander Strigens. «De plus, la sélection à un stade précoce des variétés présentant les meilleures valeurs alimentaires permet de focaliser l’effort sur ces dernières. Cela évite de tester une 2e année des variétés qui finalement n’ont aucune valeur pour les éleveurs.»
 
Adaptations à venir
Cette année, DSP teste la première calibration avec le proche infrarouge. Les données semblent prometteuses mais pour assurer les résultats, le travail est encore effectué à double pour cette récolte: avec le SPIR embarqué et la méthode classique. Le sélectionneur constate qu’ils devront adapter la calibration, afin qu’elle soit plus robuste par rapport aux effets des lieux et des années. Il a déjà relevé quelques points qui pourraient être améliorés. D’abord la prédiction des valeurs extrêmes. Ces dernières sont pour l’instant sous-représentées lors de la calibration et de ce fait difficilement prédictibles par la suite. Ensuite, la présentation des échantillons d’ensilage qui n’est pas régulière. «Pour obtenir des mesures stables et comparables, il est impératif que la présentation soit identique pour tous les échantillons», explique Alexander Strigens. L’échantillon est présenté sur un tapis, ce qui assure un flux continu. Par contre, la hauteur de la couche d’ensilage doit encore être optimisée, afin d’assurer que la distance entre la tête de mesure du SPIR et le substrat reste constante.

Pour la suite, Delley semences et plantes SA doit d’abord confirmer les calibrations, basées sur les données 2016, avec les données 2017 et éventuellement les ajuster pour les taux de matière sèche grain et ensilage. Après quoi, les sélectionneurs essayeront de développer des calibrations pour la composition et la valeur alimentaire des ensilages. Le système qu’ils ont acheté peut être installé sur d’autres machines ou être utilisé en laboratoire, ce qui leur permet d’envisager son application pour d’autres espèces également, par exemple pour l’analyse du soja et des céréales.
Sarah Deillon, 29 septembre 2017
 
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PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DE LA SPECTROSCOPIE PAR PROCHE INFRAROUGE
Il existe plusieurs appareils de spectroscopie par proche infrarouge (SPIR). Delley semences et plantes (DSP) a opté pour le système de la maison Polytec. Il est de conception modulaire, c’est-à-dire avec un spectromètre séparé de la tête de mesure. A l’intérieur de cette dernière, il y a une source lumineuse qui envoie de la lumière sur l’échantillon récolté; celui-ci en reflète une partie selon ses propriétés physico-chimiques. Le spectromètre transforme la lumière reflétée en une courbe: son spectre. Une calibration permet au spectromètre de prédire en temps réel des valeurs à partir de la forme du spectre. «Toute calibration nécessite la prise de quelques échantillons pour une analyse en laboratoire, afin de contrôler les valeurs prédites. La qualité des spectres et des valeurs de référence est donc primordiale», explique Nicolas Froidevaux, collaborateur chez DSP.

Un système d’analyse SPIR est composé de trois éléments. D’abord les instruments de mesure: spectromètre et tête de mesure (hardware). Ensuite, la calibration, qui est obligatoire pour prédire des valeurs. Elle peut être développée par l’utilisateur (trois années pour qu’elle soit robuste) ou achetée auprès du fabricant. Une calibration peut prédire jusqu’à 50 paramètres différents (taux de matière sèche, matière azotée, protéines, etc.). Il faut finalement compter les logiciels (software) pour la visualisation des mesures, le traitement des données et pour le développement et la maintenance de la calibration
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SD, 29 septembre 2017

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UTILISATION AUSSI POUR LES AGRICULTEURS
Si une utilisation dans le cadre de la sélection variétale semble très prometteuse, il y a plus de questionnements pour un emploi de la spectroscopie par proche infrarouge (SPIR) pour les agriculteurs. Pour Alexander Strigens, le SPIR embarqué devrait être une aide pour évaluer rapidement le stade optimal de récolte et avoir une vue d’ensemble de la matière sèche sur toute la parcelle, plutôt que sur quelques plantes. «Cela permettrait à l’agriculteur d’optimiser le tassement de son ensilage et son utilisation. A l’avenir, il pourrait obtenir une estimation, même grossière, des valeurs alimentaires de son fourrage», relève le sélectionneur. Il constate que les systèmes SPIR embarqués pour l’agriculture sont déjà bien développés, avec des solutions robustes. De plus, la question de la présentation des échantillons est moins délicate que pour les parcelles d’essai puisque le flux de matériel passant dans les batteuses ou les goulottes d’ensileuses est important.

Le système présente donc quelques avantages: une représentation homogène de la qualité de la parcelle et une estimation immédiate de la matière sèche. Ces arguments peuvent être mis en avant par les entrepreneurs qui s’équipent de SPIR embarqués, mais cela ne garantit pas un ensilage d’excellente qualité. «Certes, le maïs pourra être récolté au stade optimal, mais si l’exploitant n’est pas ensuite consciencieux lors du tassement ou pour fermer et ouvrir son silo, cela n’aura servi à rien», remarque Nicolas Froidevaux, collabora-teur chez Delley semences et plantes SA.
 
Possibilités de valorisation
Il précise qu’à l’étranger, le système permet l’autorégulation de la longueur de coupe selon le taux de matière sèche et ainsi des économies de carburant. A l’échelle des parcelles suisses, il doute de cette unique application chez nous. Ce système offre de vastes applications, comme le paiement à la teneur lors de ventes de fourrages (balles de maïs, pulpes de betteraves, etc.) ou lors de reprise d’engrais de ferme ou de digestats de biogaz.
SD, 29 septembre 2017
 

 

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