Un réseau européen, coordonné par l'Inra et visant à améliorer la protection intégrée des cultures légumières dans les serres, va adapter, dans le cadre du projet SmartIPM, les outils élaborés pour l'horticulture ornementale.

Les cultures légumières sont soumises à de fortes exigences du marché sur la qualité visuelle des produits. Même si le phénomène est moindre qu'en horticulture ornementale, il a conduit à l'usage intensif de pesticides avec de forts indicateurs de fréquence de traitement des années 1970 à nos jours.

Vers la protection intégrée

Faire face aux perturbations

Les cultures protégées ne sont pas exemptes des facteurs perturbants auxquels est soumise l'agriculture. Certes, elles sont moins sensibles que les cultures de plein air aux perturbations liées aux conditions climatiques changeantes d'une année et d'une saison à la suivante. Mais elles le sont tout autant aux autres facteurs :

- arrivée de nouveaux bioagresseurs exotiques (insectes, acariens, bactéries, etc.) ;

- évolution de plus en plus rapide des variétés et cultivars avec des durées de vie qui diminuent constamment ;

- en conséquence, itinéraires techniques à mettre au point en permanence, et ceci avec des nuances importantes selon la région ou le bassin de production.

Le « tout chimique » contesté

Or, face aux bioagresseurs, la stratégie « tout chimique » est contestée depuis quelques années à la suite d'une prise en compte accrue des risques phytosanitaires pour les consommateurs et l'environnement.

Ainsi, il est nécessaire que la production agricole actuelle s'adapte :

- à un contexte législatif présidé par le « paquet pesticides », composé des réformes législatives introduites par l'UE pour la promotion de la protection intégrée des cultures (directive 2009/128/CE-plan Écophyto en France), la réduction des matières actives disponibles (règlement (CE) 1907/2006 Reach) et les conditions de mise sur le marché (règlement (CE) 1107/2009) ;

- à l'augmentation des phénomènes de résistance aux produits chimiques chez les bioagresseurs, notamment les ravageurs.

La protection intégrée des cultures (PIC) peut être une adaptation pertinente.

Des interactions croisées peuvent compliquer la PBI

Dans ce contexte, malgré de fortes attentes quant aux questions socio-économiques et environnementales, les stratégies de PIC sont lentes à prendre une forme assez robuste pour être largement adoptées.

Ce retard réside dans le fait que la compréhension du fonctionnement de l'agroécosystème au niveau de la ferme s'avère difficile, même en cultures protégées. En effet, de multiples interactions entre les ravageurs, les auxiliaires et les plantes sont observées lorsque la protection « vraiment intégrée » est mise en oeuvre, rendant ainsi les services écosystémiques inopérants. Par exemple, des cas de cannibalisme ou de prédation intraguilde (prédation entre auxiliaires) ont souvent lieu.

Plus original, des associations de bioagresseurs peuvent être mises en évidence. Ainsi, les tétranyques choisissent préférentiellement les réseaux mycéliens d'oïdium comme zone de ponte ce qui protège leurs oeufs des auxiliaires (Bout et al., 2011).

Notre expérience dans l'accompagnement des agriculteurs à la mise en place de stratégies PIC a démontré la nécessité principale et préalable :

- d'une part de l'appréhension de la protection intégrée comme mode de production agricole s'intégrant dans la culture et le fonctionnement des producteurs ;

- d'autre part de la compréhension de l'agroécosystème serre qui, nous l'avons souligné, est plus complexe qu'on ne le pensait.

SmartIPM et la tomate

Des outils d'évaluation des risques sont nécessaires

À l'ère du numérique, nous pensons que l'approche la plus innovante et adaptée pour construire une stratégie de PIC robuste et faciliter sa prise en main est de concevoir des outils fiables de suivi et de gestion des dynamiques spatio-temporelles de toutes les composantes biotiques clés.

Ceci implique le développement de méthodes et d'outils pour l'évaluation des risques et pour l'assistance à la prise de décision, spécifiquement dédiée aux agriculteurs et conseillers.

SmartIPM, un projet européen

Dans ce cadre, des scientifiques européens de quatre établissements de recherche en France, en Espagne et en Allemagne ont proposé SmartIPM. Ce projet vise à développer, optimiser et valider un outil d'aide à la décision (OAD) dans un contexte réel de système de culture maraîchère sous serre. L'OAD se basera sur le système d'information « S@M » (voir articles précédents) développé jusqu'à présent avec Astredhor sur plantes ornementales en France et Italie.

Ainsi, en parallèle au développement de S@M, le projet SmartIPM vise à :

- développer des outils pour évaluer l'état sanitaire de la culture de tomate via l'échantillonnage optimisé et l'analyse de l'information des principaux facteurs biotiques issus des tests en conditions réelles de culture ;

- promouvoir l'acquisition et la mise en oeuvre de compétences et connaissances nécessaires pour la prise de décision adaptées aux spécificités et contraintes régionales du nord au sud de l'Europe ;

- construire et optimiser des modèles prédictifs pour anticiper les dynamiques des ravageurs et auxiliaires en conditions réelles de culture grâce à des essais systémiques réalisés dans un réseau paneuropéen de stations expérimentales et d'exploitations ;

- élaborer des systèmes et outils d'aide à la décision se basant sur la redéfinition des règles de décision, tenant compte des aspects socio-économiques régionaux des exploitations.

Le partage des outils numériques dans le réseau paneuropéen de stations expérimentales et d'exploitations permettra l'optimisation des systèmes de production agricoles qui répondent au mieux aux normes de production et de qualité internationales, comme Globalgap, et surtout la directive de l'utilisation durable de pesticides (directive 2009/128/CE).

L'aboutissement de ce projet verra la mise en place d'un réseau paneuropéen de surveillance épidémiologique, une base de données accrue et généralisée, et de nouveaux systèmes d'information et des outils d'aide à la décision mieux adaptés aux conseillers et agriculteurs.

Les premiers travaux et leurs résultats

Tests en stations expérimentales, mais en conditions de cultures

Les premiers travaux du projet SmartIPM visent le développement de méthodes et d'outils pour évaluer l'état sanitaire de la culture via l'échantillonnage optimisé et l'analyse de l'information des principaux facteurs biotiques de la culture.

La mise au point de l'échantillonnage et l'analyse de l'information seront issues des tests dans des conditions réelles de culture dans les stations expérimentales du réseau de partenaires du projet : en Allemagne, en Espagne et en France.

Pour un échantillonnage simple, rapide et robuste

L'évaluation de l'état sanitaire de la culture est la première étape indispensable pour la compréhension des interactions multiples et complexes dans l'agroécosystème : les ravageurs, les auxiliaires, les maladies et l'état de la culture.

Le suivi des aspects biotiques de la culture se fait par le biais de l'échantillonnage des principaux composants de l'agroécosystème. L'échantillonnage doit être optimisé, c'est-à-dire simple, rapide et robuste. Par exemple, en ce qui concerne la rapidité, une consultation menée auprès d'agriculteurs et conseillers en culture de tomate sous serre a révélé qu'ils sont prêts à y dédier une seule heure par semaine (exploitation de moins de 2 ha).

Concernant la robustesse, les observations doivent être comparables au fil du temps et l'espace, et cela même si elles sont issues d'observateurs différents.

Pour être optimisé, l'échantillonnage doit être à la fois standardisé et personnalisable afin qu'il puisse s'adapter à la culture dans le contexte de sa région de production. Par exemple, le nombre de plantes à observer doit s'adapter aux principaux ravageurs présents ou auxiliaires utilisés dans le bassin de production.

Début 2016, travaux préliminaires sur quatre sites

Le projet SmartIPM a commencé officiellement en juin 2016. Cependant, nous avons commencé à prendre en main le développement de l'échantillonnage optimisé, par anticipation, depuis la communication du financement du projet.

Les tests ont porté sur :

- quatre cultures de tomate en cycle de printemps-été sous différents types de serres et couvertures (verre, maille fine antibemisia et maille moins fine à Valence (Espagne), et serre plastique avec toit asymétrique à Almería) ;

- une culture hors-sol de deux types de tomates (grappe et cerise) dans une serre plastique HQE de 5,5 m de haut sous chéneau à l'Inra de Sophia Antipolis ;

- une culture de tomate grappe en sol dans une serre verre en Allemagne.

Les premières cultures de tomate sous serre ont été suivies avec les pratiques habituelles de chaque région de production. La fiche de notation de comptage utilisée était celle issue du projet européen « Pure » pour la production de tomate protégée. Nous avons commencé avec des comptages précis (nombre exact d'individus), denses (une plante/10-20 m2 de serre) et détaillés (plante divisée en trois parties : apical, centre, basal). L'analyse de toute cette information est en cours et permettra d'optimiser l'échantillonnage.

Fiche de notation standardisée avec mode de comptage adapté

La mise en commun des premières observations a permis la préparation de la première fiche de notation standardisée à tester en première année du projet. La fiche, standardisée et partagée, est suffisamment complète pour pourvoir intégrer toutes les pratiques chez les différents partenaires. Elle continue aussi d'être précise, dense et détaillée.

En revanche, le comptage précis devient comptage approximatif (« rough counting »), étape intermédiaire entre le comptage précis et l'estimation à la volée (type « quick sampling » développé en horticulture ornementale). En fait, il s'agit de compter précisément jusqu'à dix individus, puis approximativement par tranches de 10 (10, 20, 30...) et enfin par tranches de 100 (100, 200, 300...). On aboutit ainsi à une précision de comptage de 10 %. De plus, les formulaires de suivi épidémiologique d'ores et déjà intégrés dans S@M pour le suivi des cultures ornementales ont permis d'établir un premier cahier des charges de formulaire standard pour les cultures légumières.

Exemple d'application : serre de 432 m2 à Almería

Nos partenaires de Fundación Cajamar, à Almería (Espagne), se sont servis de la plateforme S@M pour la culture de tomate sous serre suivante : la serre utilisée, de type asymétrique, comporte deux chapelles de 9 × 24 m2 (2 × 9 × 24 = 432 m2), orientées est-ouest. La hauteur au chéneau est de 2,50 m et de 3,95 m au faitage. Le toit asymétrique présente une pente de 13 º côté sud et de 25 º côté nord. Elle est équipée d'ouvrants le long du côté nord du faitage, et un ouvrant en rouleau le long des parois nord et sud. La couverture est un film plastique enfermé dans un sandwich fait de mailles de fils métalliques légères (photo ci-dessus).

La culture de tomate grappe cv. Delyca a été transplantée le 3 février 2016 avec une densité de plantation de 1,33 plante/m2. La stratégie IPM suivie est typique de la zone. Elle consiste en l'inoculation en pépinière du prédateur généraliste Nesidiocoris tenuis, nourri en début de culture et jusqu'à l'apparition de premiers ravageurs avec des oeufs d'Ephestia kuehniella.

Le suivi épidémiologique de la culture a consisté en l'échantillonnage hebdomadaire des principaux ravageurs (dans les latitudes d'Almería ce sont l'aleurode Bemisia tabaci, les thrips, la mineuse Tuta absoluta et les acariens Tetranichus urticae et Aculops lycopersici), auxiliaires (Nesidiocoris tenuis) et maladies fongiques (mildiou-Phytophthora infestans, oïdium-Leveillula taurica et Fulvia fulva, et botrytis-Botrytis cinerea).

L'échantillonnage s'est fait sur un total de vingt plantes (une plante/20 m2 environ) distribuées dans la serre, les mêmes pendant tout le cycle de culture. Le comptage a été précis : il s'agit par exemple du nombre d'individus chez les arthropodes visibles, de la présence/absence et nombre de plantes affectées autour du point d'échantillonnage (« crop walking ») dans le cas d'Aculops lycopersici, ou le nombre de feuilles affectées et le pourcentage pour les maladies fongiques. Le comptage a été fait sur trois feuilles : basale, centre et apicale. De plus, pour le suivi de la population d'adultes de Tuta absoluta, nous avons disposé d'un piège delta avec phéromone.

Le suivi épidémiologique d'un premier cycle de culture de tomates a pu être réalisé à Almería avec l'outil de suivi de la plateforme S@M. À titre d'exemple, nous présentons dans les Figures 1 et 2 les résultats du suivi épidémiologique (larves de Tuta absoluta) de ce premier cycle de culture de tomates à Almería tels que présentés par l'outil de suivi de la plateforme S@M.

Co-construire pour sécuriser et protéger

Obtenir un échantillonnage optimisé

Notre approche, comme celle suivie dans le développement de S@M ou dans d'autres projets de recherche appliquée que nous menons, est la co-conception participative dans un processus d'amélioration continu par boucles de rétroalimentation.

Par exemple, dans Smart-IPM, la co-conception est multiniveau : horizontalement, entre chercheurs de différents pays européens avec de cultures et problématiques différentes au niveau des régions de production, et verticalement avec les conseillers et agriculteurs de chaque région qui ont déjà été consultés.

Les conseillers et agriculteurs sont au centre de notre approche. Ce sont eux qui testeront en premier lieu l'échantillonnage optimisé mis en place actuellement puis, plus tard, le système OAD complet. L'implication et les contributions de tous ces acteurs permettront dans une première étape de projet d'obtenir un échantillonnage optimisé : standardisé et adapté à la culture de tomate en général, mais personnalisable dans chacun des contextes locaux en particulier.

Perspectives : trois axes de développement

Les perspectives de ce projet s'inscrivent dans le cadre du plan Écophyto, en ce sens qu'il mobilise un ensemble d'acteurs de la recherche fondamentale et appliquée avec comme objectifs des outils et méthodes pragmatiques utilisables soit par les conseillers de terrain, soit par les producteurs directement.

Les questions de protection des utilisateurs de pesticides et des résidus de ces produits sont des éléments importants de conformité du respect des cahiers des charges des productions légumières.

C'est un enjeu majeur que les entreprises devront relever dans un contexte où l'impératif de réduction des pesticides est conjugué à la réduction des substances actives homologuées et aux impasses sanitaires existantes. Les résultats en perspectives pour les entreprises sont à regrouper en trois axes de développement :

- proposer un conseil PIC sécurisé, enregistré et adapté à chacune des zones de production européennes ;

- disposer d'une vision fiable et partagée de l'état sanitaire des cultures ;

- proposer une aide à la décision d'intervention dans la culture (privilégiant le biocontrôle et les autres méthodes alternatives à la chimie) avec l'appui d'OAD.

La volonté d'applicabilité des solutions tactiques et stratégiques constitue le fil conducteur de ce projet construit entre chercheurs, expérimentateurs, conseillers, formateurs et utilisateurs finaux, et ceci au niveau européen.

RICARDO SUAY*, CHRISTINE PONCET*, PAUL THOISY** ET BRUNO PARIS*** . *Inra UMR ISA. **Astredhor Méditerranée. ***UMT FioriMed : Astredhor-Inra-chambre d'agriculture des Alpes-Maritimes.