Potentiel de l’imagerie hyperspectrale de proximité comme outil de phénotypage : application à la concentration en azote du blé

Thèse soutenue

Doctorante : Nathalie Vigneau

Thèse soutenue le 13 décembre 2010

  • Ecole doctorale : SPSA (Sciences des Procédés – Sciences des Aliments)
  • Doctorat du Centre International d’Études Supérieures en Sciences Agronomiques de Montpellier
  • Directeur de thèse :  Gilles Rabatel (Irstea ITAP)
  • Projet GARRIC

Résumé :

Le phénotypage consiste à caractériser les plantes et leur comportement en vue de la sélection génétique. Cette étude a évalué le potentiel de l’imagerie hyperspectrale de proximité pour répondre à ces besoins. Elle s’appuie sur le lien existant entre la physiologie des plantes et leurs propriétés optiques. Cette étude a montré qu’il est possible de retrouver la réflectance des feuilles en dépit d’un éclairage naturel variable. La procédure de correction mise en place permet de retrouver la réflectance vraie de feuilles à plat et introduit un effet additif (dû à la réflexion spéculaire), un effet multiplicatif (dû au niveau d’éclairement) et un effet non linéaire (dû aux réflexions multiples) sur les feuilles inclinées des plantes au champ. Cependant, nous avons montré également que, grâce à des pré-traitements des spectres adéquats et à la PLS (Partial Least Square regression), la concentration en azote est accessible à partir de la réflectance (400-1000 nm) de feuilles fraîches sur pied. L’étude de spectres simulés a montré que la non prise en compte des réflexions multiples dans l’étalonnage d’un modèle conduisait à une surestimation de la concentration en azote des feuilles subissant des réflexions multiples. Enfin, cette étude a illustré l’intérêt de l’imagerie hyperspectrale de proximité par rapport à la spectrométrie ponctuelle. Le fait d’avoir une image, combiné à la haute résolution spatiale permet d’obtenir des données plus représentatives de la parcelle et de calculer,par exemple, une vitesse de fermeture de couvert. La réalisation de cartographies d’azote permet de suivre la concentration en azote dans différents étages foliaires ou parties d’une même feuille.

Share