S@M : de l'aide à l'observation pour la PBI à l'outil prédictif

L'outil d'aide à la décision développé par l'UMT FioriMed et ses partenaires s'engage sur la voie de la prévision des épidémies.

L'unité mixte technologique FioriMed(1) a développé S@M, un outil d'aide à la décision connecté afin d'accompagner la réduction des pesticides, d'abord en horticulture ornementale, puis dans les autres cultures spécialisées (maraîchage, oléiculture, agrumiculture...). S@M propose des outils de suivis spatio-temporels des bioagresseurs, des outils de formation ou encore de conseil afin d'accompagner les changements de pratiques.

Un OAD pour réduire les pesticides

Prendre en compte les interactions

Les problématiques de résistance des bioagresseurs - accentuée par la baisse du nombre de substances actives disponibles sur le marché -, de santé humaine, et de protection de l'environnement et de la biodiversité imposent de revoir le modèle agricole et de réduire la consommation de pesticides. L'UMT FioriMed a pour mission de répondre à cet objectif dans les systèmes de production horticole confrontés à des usages de pesticides importants, notamment dans les systèmes intensifs sous serre. Les partenaires de l'UMT(2) considèrent que cette réduction passe par la meilleure prise en compte des interactions biologiques et climatiques, qu'elles soient induites par l'horticulteur ou liées à la biodiversité de l'environnement de production. Pour cela, ils développent un outil d'aide à la décision (OAD), S@M, en s'appuyant sur les besoins des utilisateurs finaux : conseillers, expérimentateurs et producteurs. S@M est aujourd'hui un site web et deux applications mobiles (S@M connecté et S@M saisie hors connexion) en bêtatest auprès des expérimentateurs et conseillers pour évaluer la robustesse des modules (Figure 1).

S@M permet de comprendre ce qui se passe dans un agrosystème sur le plan épidémiologique, sur le plan des opérations culturales (interventions de protection, de récolte) et de proposer des alertes « tendance d'évolution » des épidémies (Encadré 1). S@M permet de prendre en compte le cortège (important) de bioagresseurs et biodefenseurs (introduits et endémiques), et d'en appréhender les interactions.

Co-conception avec les utilisateurs

Une évolution permanente

Moins de 5 % des exploitations françaises, toutes filières confondues, ont adopté un OAD phytosanitaire (étude Sofiproteol/bearingpoint, 2016). Cela peut s'expliquer à la fois par le manque de moyens de certaines filières pour le développement d'OAD, le manque d'intérêt économique des grandes firmes capables de prendre en charge leur développement, et une possible réticence de la part des professionnels.

En France, la filière de l'horticulture ornementale a choisi de co-concevoir le développement d'un OAD avec un panel d'utilisateurs potentiels (d'abord horticoles puis issus d'autres cultures spécialisées) et via différentes phases inscrites dans des projets. Ce mode de développement permet d'assurer à la fois le financement des développements informatiques, la préparation du cahier des charges des besoins, et des nouveaux modules à créer. En outre, le développement s'appuie sur des tests en situation de production (serres horticoles ornementales, vergers d'oliviers et d'agrumes, maraîchage en zone méditerranéenne) et en situation de conseil en entreprise (agrément certiphyto). De fait, différentes boucles de prototypage permettent d'introduire les améliorations dans l'outil (Figure 2).

Ce schéma de construction présente l'inconvénient d'inscrire le développement de l'outil dans la durée (durée des projets, des partenaires associés, des financements) et suppose un partenariat consolidé ; et l'avantage de son adéquation avec les besoins des utilisateurs via un travail de longue haleine en mode aller-retour.

Une start-up pour assurer le développement

Après différentes prestations informatiques ponctuelles au début du programme, les partenaires de l'UMT FioriMed ont choisi un développement externalisé en contractualisant de juillet 2017 à juillet 2019 avec une start-up sophipolitaine dénommée IBC (Informatic for bio-companies). L'objectif d'un tel partenariat est d'une part de faire un saut technologique dans le développement de S@M, de sécuriser les mises à jour de l'outil via une bonne réactivité pour la correction des « bugs », de développer, outre l'application web existante, deux applications mobiles smartphone et tablette disponibles sur Android et IOS, l'une hors connexion pour les saisies de terrain, l'autre connectée pour tous les modules de S@M.

La modélisation au service des OAD de demain

Créer des modèles prédictifs

L'acquisition de données microclimatiques est essentielle à la connaissance des conditions de développement des maladies, et des niches écologiques des bioagresseurs et biodéfenseurs. L'avènement de la télécommunication de machine à machine (M2M) permet un traitement des données en direct et de façon automatisée, afin d'alimenter des bases de données conséquentes (Big Data), de créer et d'affiner des modèles prédictifs pour à terme guider l'agriculteur dans sa prise de décision, mieux cibler les interventions correctives (qu'elles soient considérées comme « biocontrôle » ou « chimique »).

La prochaine étape est donc l'usage de S@M comme outil de prévision des épidémies et de conseil aux entreprises de production. Différents projets ont permis de préparer un cahier des charges (OAD Phyt'hor 2016-2017, Écophyto S@MChange 2017-2020, Écophyto Otelho 2013-2018, Écophyto 2.Zerho 2019-2024). Toutefois les coûts de développement numérique sont importants et il convient de chercher de nouveaux partenariats et moyens.

L'accumulation de données d'observations parcellaires facilitée par S@M permettra de développer à moyen terme, par exemple, un algorithme d'apprentissage permettant de prédire à une semaine (au minimum) les ruptures de progression dans les effectifs de populations de bioagresseurs. Il s'agit d'une attente forte des utilisateurs (expérimentateurs, conseillers, producteurs). Pour atteindre cet objectif, l'UMT FioriMed développera un partenariat avec l'Institut interdisciplinaire d'intelligence artificielle (3IA) niçois, l'un des trois pôles français labellisé en novembre 2018. À cette fin, les partenaires fondateurs de l'UMT FioriMed ont souhaité intégrer UCA (Université Côte d'Azur) comme nouveau partenaire au nouveau projet d'UMT FioriMed 2 en cours d'évaluation.

Vers une gestion de la biodiversité

Une logique d'efficacité et de simplification a conduit à homogénéiser les itinéraires techniques horticoles. La reconception des systèmes de production suppose de mettre la biodiversité et les interactions biotiques au coeur des agrosystèmes, même ceux sous serre. Un outil comme S@M permet d'accompagner les utilisateurs dans la compréhension de leurs systèmes de production via la connaissance des agents biologiques rencontrés dans les cultures, des conditions biotiques à l'oeuvre, et via l'analyse du comportement des cultures en lien avec les interventions correctives.

Les axes de travail de l'UMT FioriMed intègrent déjà et devront encore plus tenir compte de la diversité des modèles en fonction des productions (arboriculture, maraîchage), notamment dans le cadre de différents projets européens (Eranet Smart IPM Interreg 2016-2019, Marittimo IS@M 2017-2019). La question paysagère doit être prise en compte pour mieux entrevoir la complémentarité des espaces cultivés et naturels, et tirer parti des effets bénéfiques de la biodiversité.

Les filières de l'horticulture, de l'agrumiculture (Corse) et de l'oléiculture (Alpes-Maritimes) testent ainsi les modules de S@M de façon :

- à mieux connaître et reconnaître les acteurs de la biodiversité ;

- à mieux gérer cette biodiversité (auxiliaires indigènes, habitats) ;

- à améliorer l'utilisation de la biodiversité native et introduite, et favoriser les interactions biotiques en jeu dans les systèmes de production.

Exemple du projet Otelho : baisse d'IFT et OAD

Faciliter la gestion de la PBI sur le terrain

Le projet Otelho 2013-2018 avait deux objectifs : tester différents leviers pour réduire l'usage des pesticides dans trois systèmes de culture en sites stations expérimentales et en sites producteurs (gerbera en zone méditerranéenne, rosier en zone tropicale et une gamme de plantes en pot en zone atlantique) et prototyper un OAD dans le cadre d'un processus de co-conception avec les utilisateurs du projet.

Dans le cadre de ce projet Otelho, le programme de transfert initié par Armeflhor, institut technique agricole réunionnais, devait permettre aux horticulteurs d'améliorer la conduite sanitaire de leurs serres de rose en PBI, en s'appuyant sur les méthodes de suivi et d'évaluation proposées par l'outil S@M via une prise en main accompagnée de l'outil et des méthodes de suivi. Le protocole de notations a été simplifié afin qu'il soit adapté au contexte pratique du suivi d'une production. En particulier, la durée consacrée à l'observation de la culture doit être compatible avec le temps que peut y consacrer un horticulteur.

Ce suivi de terrain peut être assuré par les conseillers (chambre d'agriculture...) ou par les producteurs eux-mêmes. Il est comparable aux relevés du réseau Dephy Ferme, dans sa méthode et dans le temps consacré aux relevés sanitaires de la culture. Les motivations des professionnels pour réduire l'usage des pesticides de synthèse dépassent l'obligation de mise en conformité des pratiques horticoles avec les exigences réglementaires. Elles touchent leur volonté de préserver leur santé, de protéger l'environnement et la biodiversité. Ceci facilite le transfert de l'OAD S@M (Encadré 2).

Une traçabilité de l'IFT assurée par l'OAD

L'OAD S@M assure une traçabilité qui permet au professionnel d'établir des statistiques sur la baisse de son IFT (Figures 3 et tableau). Globalement, dans le cadre du projet Otelho, une baisse significative de l'IFT de 37 % à 80 % a été observée sur six sites producteurs. Dans le cadre de l'UMT FioriMed, ce sont 115 producteurs accompagnés et 35 sites expérimentaux qui testent S@M (France, Italie, Espagne, Allemagne).

Former : la clé de la réussite

De nombreuses formations sont organisées par l'équipe de l'UMT en charge du développement de S@M pour accompagner l'utilisateur de l'OAD, soit à Sophia Antipolis sur deux jours (présentations et tests en salle et sur site expérimental), soit chez les partenaires à leur demande ou dans le cadre de comités techniques des projets. Elles constituent un levier crucial pour aider à la prise en main de S@M mais également pour recueillir en permanence des besoins d'amélioration de l'outil.

Ce travail nécessite une présence régulière sur le terrain. Actuellement, plus de 150 personnes utilisent l'outil et son ouverture vers des productions spécialisées autres que l'horticulture permettra d'élargir le panel d'utilisateurs.

Des contraintes au changement de pratiques, même avec S@M

Les professionnels, prêts à tester de nouvelles alternatives, sont aussi attentifs à la rentabilité économique de leur production. Lorsque des incidents de culture interviennent, la première réaction de certains exploitants, stressés par des perspectives de pertes de culture, est de revenir aux « anciennes méthodes ». À La Réunion, la réussite de la PBI, qui n'en est encore qu'à ses prémices, reste fragile car subordonnée à la disponibilité des auxiliaires (introduction impossible du fait du caractère insulaire), elle-même liée au développement de la biofabrique La Coccinelle (SARL). Des contraintes d'élevage perdurent à grande échelle et freinent la réalisation de lâchers inondatifs.

À moyen terme, sur l'Île, il convient de reconcevoir les systèmes de production en utilisant différents leviers :

- poursuivre les efforts sur les produits naturels ou de biocontrôle à base de bicarbonate de potassium, huile essentielle d'orange douce, huile de vaseline, soufre, champignons entomo-pathogènes Bacillus thuringiensis et Beauveria bassiana, savon noir... ;

- privilégier les PNPP (purins, macération huileuse d'ail...), généraliser la protection intégrée des cultures ;

- mettre en place des filets antinoctuelles, barrière mécanique efficace en soutien à la PBI ;

- tester le comportement des bioagresseurs et auxiliaires sur des plantes-relais et plantes de service ;

- expérimenter les plantes de couverture autour de la serre ;

- favoriser l'installation des auxiliaires de cultures, par exemple, les phytoséïdes ;

- initier et encourager l'horticulteur à une observation des cultures plus régulière (reconnaissance et relevés sanitaires), notamment via S@M.

(1) Unité mixte technologique 2015-2019 « Multi-performance des cultures horticoles protégées » portée par Astredhor et l'Institut Sophia Agrobiotech (Inra-CNRS-université de Nice).(2) Astredhor et Institut Sophia Agrobiotech (organismes fondateurs), Eplefpa d'Antibes, chambre d'agriculture des Alpes-Maritimes, Inria.