• Réduire le texte

    Réduire le texte
  • Rétablir taille du texte

    Rétablir taille du texte
  • Augmenter le texte

    Augmenter le texte
  • Imprimer

    Imprimer

Des images satellitaires pour caractériser les sols agricoles

Caractériser les sols agricoles pour ajuster au mieux les pratiques passe aujourd’hui par les moyens des plus modernes de détection. Des chercheurs de l’Inra Versailles-Grignon et leurs collègues d’AgroParisTech ont mis en évidence l’intérêt des images satellitaires dans la prédiction de la teneur en matières organiques des sols agricoles de la Plaine de Versailles. Une méthodologie des plus prometteuses au niveau d’un vaste territoire et qui trouve sa place dans les enjeux agronomiques de demain.

Image infrarouge couleur de la plaine de Versailles prise par le satellite SPOT. © CNES (2010), Distribution Spot Image SA
Mis à jour le 22/09/2014
Publié le 22/02/2014

Facteurs essentiels de la fertilité des sols, les matières organiques présentent également un intérêt environnemental en compensant une partie des émissions de gaz à effet de serre via le stockage de carbone dans les sols et en réduisant l’usage des fertilisants minéraux comme les engrais azotés. Aujourd’hui, la caractérisation spatiale de la teneur en matière organique des sols agricoles fait appel à leurs propriétés spectrales et mobilise des capteurs de proxy-détection au champ et de télédétection (satellites…). Des chercheurs de l’unité Environnement et grandes cultures (Inra/AgroParisTech) ont voulu évaluer l’intérêt de ces nouveaux capteurs pour la prédiction des teneurs en carbone organique des sols dans une vaste zone périurbaine de la région Île-de-France, la Plaine de Versailles, à l’ouest de Paris.

Les teneurs en carbone organique des sols ont été estimées à partir des mesures de réflectance - c’est-à-dire de l'intensité de la lumière réfléchie par une surface ou un objet – réalisées au sol dans une gamme de longueurs d'onde (spectre visible et proche infrarouge) ou fournies par le satellite de télédétection SPOT (Système Pour l’observation de la Terre) et analysées ensuite mathématiquement.

Elles ont également été déterminées par une méthode plus conventionnelle de physico-chimie (Référentiel ISO) sur 128 échantillons répartis dans la zone d’étude. Ceci a permis d’étalonner les mesures spectrales.

Images satellitaires, un bon moyen d’analyse

Les mesures collectées ont d’abord permis aux chercheurs de confirmer la très grande hétérogénéité des sols de la Plaine de Versailles puisque leur contenu en matière organique varie de 8 à 36 grammes par kilogrammes de sol, ce qui correspond à des sols pauvres à très riches en carbone organique.

Moins fastidieuses à mettre en oeuvre et moins coûteuses que les méthodes conventionnelles, les images satellitaires constituent un bon moyen pour prédire les teneurs en carbone organique des sols sur de vastes superficies. Elles permettent de couvrir un vaste champ géographique en une seule prise de vue et de prédire des classes de valeurs même si elles ne sont pas aussi précises que les mesures en laboratoire puisque l’on constate une erreur médiane de l’ordre de 5 g par kg de sol.

La précision que l’on peut attendre des données imagées (satellite, avion ou encore drone) dépend non seulement du type de capteur, mais aussi des conditions atmosphériques et angulaires de la prise de vue,
et des opérations culturales, qui affectent la performance de la correction atmosphérique des images en réflectance. Ainsi l’acquisition d’imagerie nécessite un sol nu et les résultats sont d’autant plus précis que celui-ci est lisse, par exemple après un travail de printemps.

…pour prédire le contenu des sols agricoles en matières organiques et ajuster les pratiques

Cette étude montre nettement l’intérêt des images satellitaires pour la prédiction du contenu en matières organiques des sols dans les régions agricoles, en particulier dans les zones périurbaines où les autorisations de survol seraient plus difficiles à obtenir. Elle décrit également les limites méthodologiques de cette technique.

Enfin, au-delà de la caractérisation à un instant donné, l’analyse des sols par images satellitaires permet d’envisager la modulation des pratiques agricoles afin d’optimiser par exemple la répartition spatiale des apports de matières organiques. Des perspectives dont s’empare déjà l’agriculture.

La plaine de Versailles

La Plaine de Versailles, ce ne sont pas moins de 221 km2, dont environ 100 km² de surface agricole utile, qui s’étendent, dans le département des Yvelines, entre le château de Versailles à l'est et la vallée de la Mauldre à l'ouest.

Chargée d’histoire, elle compte aujourd’hui 25 communes nichées au coeur d’un territoire encore préservé, où l’agriculture périurbaine cherche à maintenir la fertilité des sols via l’amélioration de la gestion des stocks de matière organique entre autres grâce à la valorisation des sous-produits et déchets organiques des élevages (locaux ou du grand ouest), des collectivités, des activités de loisir comme l’équitation.

Une thématique d’étude que les chercheurs de l’Inra et leurs collègues d'AgroParisTech explorent depuis de nombreuses années sur ce territoire qui est un peu le prolongement de leur laboratoire.

En savoir plus

Vaudour E., Bel L., Gilliot J. M., Coquet Y., Hadjar D., Cambier P., Michelin J. and, Houot S. Potential of SPOT Multispectral Satellite Images for Mapping Topsoil Organic Carbon Content over Peri-Urban Croplands. 2013. Soil Sci. Soc. Am. J., 77, 2122. doi:10.2136/sssaj2013.02.0062