About modeling and control strategies for scheduling crop irrigation

International audienceWe propose a new simplified crop irrigation model and study the optimal control which consists in maximizing the biomass production at harvesting time, under a constraint on the total amount of water used. Under water scarcity, we show that a strategy with a singular arc can be better than a simple bang-bang control as commonly used. The gain is illustrated on numerical simulations. This result is a promising first step towards the application of control theory to the problem of optimal irrigation scheduling

Modélisation de la dispersion aérienne de pesticides des échelles locales aux échelles régionales, influence des aménagements et quantification des niveaux d'exposition

L'objectif de cette thèse est l'étude de la dispersion de pesticides à partir de parcelles de vigneet l'influence de l'aménagement de parcelles sur la dispersion. Pour atteindre cet objectif, nous avons utilisé la méthode de simulation des grandes échelles (LES) et l'approche lagrangienne combinées avec des expérimentations. Pour l'étude de la dynamique du vent dans les couverts en rangs, une expérimentation a été conduite sur une parcelle de vigne. Le modèle Atmosphérique ARPS a été utilisé pour la modélisation de l'écoulement atmosphérique dans les couverts en rangs. Pour la validation du modèle, les différentes statistiques mesurées ont été comparées à celles simulées. L'accord entre les mesures et les prédictions du modèle était encourageant. L'expérimentation et la modélisation ont montré que l'écoulement dans les couverts en rangs se comporte différemment selon la direction du vent en termes d'organisation et de paramètres aérodynamiques. De plus, les structures cohérentes turbulentes dans les couverts en rangs sont quasi-indépendantes de la direction du vent et partagent les mêmes propriétés que dans les couverts homogènes horizontalement. Pour l'étude de la dispersion de pesticide à partir de la vigne, une expérimentation sur vigne artificielle a été menée. En parallèle, un modèle numérique de dispersion, qui repose sur le modèle de vigne validé, a été développé. Il est ressortit de la modélisation et de l'expérimentation que, à temps court, la dispersion de pesticides à l'échelle de quelques rangs de vigne est dominée par les jets d'air du sprayer. Les comparaisons qualitative et quantitative de la progression du nuage émis par le sprayer, des pertes verticales et des dépôts obtenus par simulation et expérimentation étaient assez satisfaisantes. Les résultats de l'expérimentation sur la dispersion sur vigne artificielle ont été combinés avec la modélisation numérique pour l'étude de la dispersion à l'échelle de la parcelle et l'analyse de l'influence des aménagements de parcelles sur la dispersion. L'analyse comparative des scénarios a montré que le maximum d'exposition des individus vivant à proximité de parcelle viticoles est observé quand les rangs de vigne sont parallèles à la direction moyenne du vent et que les haies d'arbre constituent une alternative pour réduire les niveaux d'exposition.The aim of this work is to study pesticide dispersal from vineyards and the effect of the layingout of the vineyards on pesticide dispersal. For this purpose, we have used the Large Eddy Simulation (LES) method and the lagrangian approach combined with the experiments. To examine the wind dynamic in row vegetable canopy, an experiment was achieved on a natural vineyard. The atmospheric model ARPS was used to model the atmospheric wind flow above and within row vegetable canopy. For validating the model, the measured wind flow statistics were compared to the simulated ones. The agreement between the measurement and the prediction of the model was encouraging. In addition, experiment and modeling have shown that the wind flow in the row vegetable canopy behave following the wind direction in term of the flow organization and aerodynamic parameters. Moreover, the turbulent coherent structures in row vegetable canopy are independent on the wind direction and share the same properties as in the horizontally homogeneous canopy. To study the pesticide dispersal from vineyard, an experiment on artificial vineyard was accomplished. In parallel, a numerical model lying on the validated row vegetable canopy model was developed. From both experiment and modeling, it appears that the short term pesticide dispersal at the scale of the few vine rows is dominated by the air jet sprayer. The qualitative and quantitative comparisons of the measured and simulated cloud spreading, upward loss and deposit were promising. The experimental results on pesticide dispersal from the artificial vineyard were combined with numerical modeling in order to analyze the pesticide dispersal at the scale of the vineyard and the effect of the vineyard laying out on the exposure level of the bystanders. Comparative analysis of the scenarios has shown that the maximum level of exposure is reached when the vine rows are parallel to the dominant wind direction and it can be reduced by using tree-wall.MONTPELLIER-SupAgro La Gaillarde (341722306) / SudocSudocFranceF

Méthode d'essai pour l'analyse de l'influence des mouvements des rampes de pulvérisateurs sur la qualité de la répartition

Sprayer boom movements are measured on a runway simulation bench capable of reproducing field profiles under a tractor wheels. Nozzle soil distribution measurements have helped develop a computer model capable of conducted a simulation of soil distribution as a function of rail movements. / Les mouvements de rampe de pulvérisation sont mesurés sur un banc de simulation de pistes capable de reproduire les profils du terrain sous les roues d'un tracteur. Des mesures sur un banc de la répartition au sol des buses ont permis de développer un modele informatique capable de réaliser une simulation de la répartition au sol en fonction des mouvements de la rampe

Connaissances actuelles et marges de progrès pour optimiser la pulvérisation

National audienceTo improve sprayers and reduce their impacts on the environment, ongoing research projects concern devices to better target the application and adjust sprayed dose. Sensors are developed to detect the canopies and their density. From this information several authors describe sprayer able to setup automatically and also autonomous sprayers. Traceability devices and tunnel sprayers are also proposed in order to optimize applications. Efforts to reduce point pollutions must be maintained in addition to these technological advances. Finally an accurate knowledge of transfers and pesticide fate will give elements to evaluate environmental impacts with a global approach.Afin de rendre le matériel de pulvérisation plus efficace et respectueux de l’environnement les recherches actuelles s’orientent vers le développement de systèmes permettant de mieux viser la cible et d’adapter les doses en conséquence. Des capteurs sont proposés pour détecter la végétation et sa densité. A partir de cela, plusieurs auteurs proposent des pulvérisateurs à réglage automatique, voire complètement autonomes. En parallèle se développent des systèmes de traçabilité et des systèmes de panneaux récupérateurs. Ces avancées technologies doivent s’accompagner d’un maintien des efforts pour réduire les pollutions ponctuelles lors de la manipulation des produits et la gestion du matériel. Enfin la connaissance approfondie des voies de transfert dans l’environnement permet d’avancer vers l’évaluation globale des impacts des pulvérisations

Contribution à la définition d'une méthodologie d'évaluation des rampes de traitements phytosanitaires à l'aide d'un simulateur de pistes

Two procedures are used to define a method to evaluate sprayer booms. One procedure is based on the dynamic study of the behavior of sprayer booms and suspensions. A runway simulation bench under the wheels of a vehicle has been built. The second approach is an attempt to determine the influence of the rail movements on the distribution of the crop protection products. A computer model has been developed to simulate product dispersal on the soil under a moving sprayer boom. The movements are measured on the runway simulation bench. These two approaches help understand the characteristics of the sprayer boom movements and provide a method to evaluate commercial systems. / Deux procédures sont utilisées pour définir une méthodologie d'évaluation des rampes de traitements phytosanitaires. Une première procédure est basée sur l'étude dynamique du comportement des rampes et des suspensions de rampes. Un banc de simulation de pistes sous les roues du véhicule a été construit et mis en oeuvre. La deuxième approche développée cherche à déterminer l'influence des mouvements de la rampe sur la répartition des produits phytosanitaires. Un modèle informatique a été développé pour simuler les répartitions des produits au sol sous une rampe en mouvement. Les mouvements de la rampe sont mesurés sur le banc de simulation de pistes. Ces deux approches permettent de cerner les caractéristiques du mouvement des rampes et fournissent une méthodologie pour l'évéluation des systemes commercialisés

Caractérisation de produit granulaire par vision artificielle

A literature review shows that granular products have always been studied on a case by case basis using artificial vision. The misappreciation of mixtures permits a general approach to the problem. A discussion has been conducted on this particular case, and the interest of mixture methods for this type of images has been demonstrated. The method was validated using synthetic balls, and then, it was successfully applied to certain agricultural and food industry problems: couscous taste, virtual sifting, detection of foreign products. / L'étude bibliographique montre que les produits granulaires ont toujours été étudiés par vision artificielle au cas par cas. La méconnaissance des mélanges permet une approche générale du problème. Une discussion a été menée sur le cas particulier, il est démontré l'intérêt des méthodes de texture pour ce type d'images. La méthodologie a été validée à l'aide de billes de synthèse puis appliquée avec succès à certains problèmes des IAA : qualité gustative du couscous, tamisage virtuel, détection des produits étrangers