Le projet PulVéFix vise à développer une technique innovante d'application des produits phytosanitaires en verger via un système d'irrigation fixe équipé de micro-asperseurs.

Pour répondre aux exigences réglementaires, sociétales, environnementales et techniques d'aujourd'hui, le Centre technique interprofessionnel des fruits et légumes (CTIFL) et ses partenaires expérimentent un nouveau mode d'application par système fixe sur frondaison permettant de s'affranchir de l'utilisation du pulvérisateur.

D'une pulvérisation mobile à une pulvérisation fixe

De multiples enjeux

À l'heure actuelle, la principale technique utilisée pour l'application des produits phytosanitaires en arboriculture est la pulvérisation à jet porté multidirectionnelle. Cette technique présente l'inconvénient majeur d'engendrer une forte dispersion des produits phytopharmaceutiques. Or ces dernières années et tout particulièrement ces derniers mois, les contraintes pesant sur leur application se multiplient, dans l'objectif de limiter leur impact pour l'homme et son milieu. Les traitements par pulvérisation dans certaines zones sensibles sont déjà fortement sur le déclin. Ils sont de moins en moins acceptés par le public, parfois techniquement difficilement réalisables (phénomène de dérive lié aux matériels et techniques d'application) et peuvent générer des risques vis-à-vis de l'environnement immédiat des arbres traités (faune, flore, public, problématique du délai de réentrée...). L'urbanisation rapproche les habitants des zones de cultures déjà en place, les confrontant à certaines nuisances (bruit du pulvérisateur et du tracteur, irritations et maladies liées aux produits appliqués...).

Projet Casdar PulVéFix

Ces constats incitent à rechercher des solutions alternatives à l'utilisation du pulvérisateur. Parmi les pistes de travail, la pulvérisation fixe sur frondaison, à l'aide du réseau d'irrigation, a constitué le sujet d'étude du projet Casdar « Recherche et technologie PulVéFix » (voir encadré), piloté par le CTIFL avec le partenariat des stations d'expérimentation du Cefel et de La Morinière, de la société Netafim, spécialisée dans la micro-irrigation au niveau international, et avec l'accompagnement des instances réglementaires (DGAL, Anses).

Cette technique offre a priori plusieurs avantages :

- la possibilité d'appliquer les produits au moment le plus opportun indépendamment des contraintes climatiques (pluie, terrain glissant...), de disponibilités de la main-d'oeuvre ou des machines ;

- la possibilité d'appliquer des produits à des cadences répétées fréquemment (dans le cadre du développement de l'utilisation de produits de type substances de défenses naturelles des plantes) ;

- la réduction des nuisances sonores, pour éviter les conflits avec le voisinage ;

- l'absence d'exposition de l'applicateur pendant la phase de traitement ;

- la réduction de la dérive de par la taille des gouttes, plus grosses et donc moins sensibles au vent.

La création d'un prototype et son évaluation

Le projet avait pour ambition :

- de concevoir un prototype optimisé, performant et durable de pulvérisation fixe sur frondaison, à échelle expérimentale ;

- d'évaluer, par des indicateurs chiffrés, les performances agroenvironnementales de cette méthode d'application des produits de protection des plantes ; en effet, la condition sine qua none de l'intégration de cette technique dans le paysage arboricole et dans le cadre réglementaire est qu'elle garantisse une maîtrise des bioagresseurs et donc un rendement commercial à la récolte identiques à celui obtenu avec une application classique par pulvérisateur ; par ailleurs, elle doit garantir moins d'impacts sur l'environnement, notamment en termes de dérive ;

- d'étudier la possibilité de transférer et mettre en oeuvre, de manière sécurisée, cette méthode à la production, à une échelle plus grande, à savoir 1 hectare sur sites professionnels ;

- d'évaluer par une toute première approche les coûts d'installation et de maintenance de cet équipement.

Conception d'un prototype optimisé opérationnel

Résoudre le problème des volumes morts

Le principe théorique consiste à profiter du palissage du verger pour fixer un réseau d'irrigation au-dessus de la canopée et utiliser ce réseau pour appliquer, par le biais de micro-asperseurs, la bouillie phytosanitaire. Le premier prototype conçu sur ces bases sur le site du CTIFL en 2012 présentait néanmoins des verrous technologiques importants et limitants pour envisager un transfert à plus grande échelle. Le verrou principal était le problème des volumes morts, trop importants (200 % du volume de bouillie appliqué à l'hectare) lié au remplissage du réseau et à son rinçage.

Après une analyse du fonctionnement global et des points critiques de chaque composante du système (circuit hydraulique, mode d'injection, distributeur, gestion des volumes morts, gestion du rinçage), plusieurs solutions ont été testées.

Ce travail de recherche a abouti à la conception et l'installation en 2016, sur trois sites expérimentaux, à petite échelle (moins que 2 500 m²) d'un prototype opérationnel et qui sera en mesure d'être transféré à plus grande échelle. Ce système se compose de deux parties : une partie « fixe » positionnée au-dessus des arbres correspondant au réseau de pulvérisation, et une partie « fixe ou mobile » selon l'option choisie, située en amont du réseau de pulvérisation correspondant à l'unité d'injection de la bouillie dans le réseau fixe de pulvérisation (Figure 1 p. 23).

Différents procédés d'injection testés

Concernant la partie hydraulique, le principe de base d'installation est le même sur tous les sites. La partie « unité d'injection » diffère d'un site à l'autre afin d'évaluer les aspects technico-économiques de différents procédés d'injection. L'unité d'injection peut être à poste fixe comme sur le site du CTIFL (Figure 1), ce qui permet d'envisager l'automotatisation des différentes phases du process. Elle peut aussi être à poste mobile comme par exemple sur le site du Cefel. Un compresseur est connecté à une cuve de bouillie, le tout étant mobile puisque attelé à un tracteur. L'air, « injecté » à faible pression dans la cuve, pousse la bouillie dans le circuit (Figure 2) pour remplir les réservoirs puis, comme sur les autres sites, la pulvérisation est déclenchée par une canalisation d'air qui pousse la bouillie contenue dans les réservoirs.

Sur chacun des sites, plusieurs réglages et ajustements ont été nécessaires pour rendre opérationnelles les différentes phases du process et pouvoir commencer à mettre en oeuvre la technique dès le début de la campagne de production 2017. Il faut compter 6 minutes pour remplir l'ensemble des réservoirs sur une surface de 2 500 m² et la pulvérisation est effectuée en 33 secondes.

Évaluation de l'efficacité vis-à-vis des bioagresseurs

Tavelure et lépidoptères : une maîtrise équivalente à la pulvérisation mobile

L'efficacité biologique du procédé d'application fixe sur frondaison a été évaluée pour les principaux ravageurs et maladies du pommier (tavelure, oïdium, pucerons cendrés et lanigères, carpocapses et tordeuses), en comparaison à une application par pulvérisation classique (jet porté, atomiseur à ventilation axiale) et à un témoin non traité. Les notations de pression de bioagresseurs à des stades clés prédéfinis ont été réalisées selon un protocole commun au CTIFL, à La Morinière et au Cefel, et les rendements commerciaux et déchets mesurés à la récolte. Les prototypes sont opérationnels depuis 2017 pour les sites du Cefel et du CTIFL, et depuis 2018 pour le site de La Morinière, sur des parcelles de 'Rosy Glow' (variété de pomme à cycle long, sensible, voire très sensible à tous les bioagresseurs).

Côté tavelure, la technique d'application PulVéFix permet une maîtrise de la maladie équivalente à l'utilisation d'un pulvérisateur, à la condition que les micro-asperseurs soient toujours situés au-dessus de la canopée (photo 2). C'est un point de vigilance à contrôler au risque d'avoir des problèmes d'inefficacité, comme observés en 2017 sur le site de La Morinière et en 2018 sur le site du Cefel. Le positionnement des asperseurs au-dessus de la canopée est un élément primordial à l'efficacité de la technique. Cette attention peut nécessiter un passage dans l'été pour tailler éventuellement les têtes des arbres ayant poussé et dépassé le niveau des asperseurs. À partir du moment où les micro-asperseurs sont bien positionnés, les campagnes 2017, 2018 et 2019 à ce jour (fin octobre 2019) montrent que, même dans des conditions de très fortes pressions (100 % de pousses tavelées et plus de 50 % de fruits touchés dans les témoins non traités du CTIFL et du Cefel), le système PulVéFix donne des résultats équivalents au pulvérisateur en termes de maîtrise de la tavelure. Le même constat est fait sur les maladies de conservation, une bonne maîtrise est obtenue avec PulVéFix sur le site de La Morinière. Côté ravageur, PulVéFix donne aussi satisfaction sur le contrôle des lépidoptères (carpocapses notamment), dans le cas de situation à faible et moyenne pressions.

Deux bémols : oïdiums et pucerons cendrés

Il existe des bémols sur deux cas particuliers : l'oïdium et les pucerons cendrés. L'oïdium se développe sur la face inférieure des feuilles et la couverture des faces inférieures des feuilles par PulVéFix est très hétérogène, voire nulle dans certains cas (Figure 3). Cette limite technique du dispositif tel qu'il est en place actuellement a pu entraîner une maîtrise de l'oïdium insuffisante dans certains cas, comme sur le site du Cefel : 26 % de pousses oïdiées en 2017 contre 8 % dans la référence, 13 % de pousses oïdiées contre 6,5 % dans la référence en 2018.

Les problèmes d'efficacité sur pucerons cendrés pointent une limite technologique de PulVéFix : à l'inverse du pulvérisateur qui génère un gros volume d'air entraînant un brassage important de la végétation, PulVéFix ne dispose pas d'une assistance d'air suffisante pour brasser le feuillage. Son efficacité est donc limitée si les symptômes d'enroulement des feuilles provoqués par les pucerons cendrés sont déjà présents. En 2019, la pression puceron cendré a été très forte.

Sur le site du CTIFL de Lanxade confronté à ces problèmes d'efficacité sur pucerons cendrés depuis 2017, une stratégie visant à intervenir en préfloral à un mouillage plus important (1 000 l/ha) a permis de maintenir les populations à des niveaux de pression identiques que ceux observés dans la référence. Ces résultats devront être consolidés en 2020.

Évaluation de la dérive et des résidus

Une dérive réduite

Les essais de mesure de la dérive au champ réalisés sur le site du CTIFL de Lanxade ont montré que cette technologie pouvait réduire de 93 % la dérive obtenue avec la référence à 5 mètres du dernier du rang (tableau). Ces résultats sont liés à la technique utilisée qui, contrairement au pulvérisateur arboricole, ne génère aucun gros volume d'air (absence de turbine) et se rapproche donc de la technologie du jet projeté. D'autre part, l'utilisation de micro-asperseurs induit des gouttes plus grosses, moins sensibles au vent.

Ces résultats pourraient permettre d'envisager l'adoption de cette technique dans des contextes sensibles sur les cinq ou dix derniers rangs de vergers de pommiers situés à proximité de points d'eau, d'habitation, ou de lieux fréquentés par des personnes sensibles (écoles, Ephad...).

Résidus : ordres de grandeur équivalents à ceux de la référence

Des analyses résidus ont été réalisées à la récolte sur les différents sites d'expérimentation selon un protocole validé par la DGAL et l'Anses, en prenant en compte le pire des cas, à savoir les pommes situées juste en dessous des asperseurs. Aucun risque n'a été mis en évidence : les mêmes substances actives ont été détectées dans les mêmes ordres de grandeur (bien en dessous des LMR autorisées) que les fruits issus des parcelles de référence traitées au pulvérisateur.

Perspectives

La technique PulVéFix a fait ses preuves à une échelle de 2 500 m², sur la base d'itinéraires de traitements classiques. En tenant compte des points de vigilance (positionnement des asperseurs), elle permet de maîtriser la tavelure du pommier, les lépidoptères du pommier et les maladies de conservation. Une adaptation de la pratique, voire un passage au pulvérisateur sont nécessaires pour le contrôle de l'oïdium ou des pucerons cendrés. Un travail en cours sur les coûts d'installation et de maintenance viendra compléter les résultats.

L'atout de cette technique est son intérêt environnemental avec la limitation de la dérive. Son déploiement ne pourra s'effectuer que par son intégration dans le cadre réglementaire. Il est rappelé ici que l'utilisation de cette technique pour appliquer des produits de protection des plantes homologués est pour l'instant interdite. Un dossier complet sera donc livré aux instances réglementaires dans le courant du premier semestre 2020 pour qu'elles puissent statuer sur l'intégration de la technique dans le catalogue des usages. Les expérimentations pourront continuer à partir des prototypes en place et ceux installés en 2019 à l'échelle de 1 hectare chez deux producteurs de pommes dans le Tarn-et-Garonne et l'Hérault.