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Désherbage laser

De Triple Performance
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Le désherbage laser utilise un faisceau de lumière puissant pour brûler et tuer les mauvaises herbes. L’énergie émise par le laser est en fait absorbée par la plante ce qui provoque une élévation rapide de la température interne de l’adventice, alors les protéines végétales sont dénaturées, la membrane des cellules végétales est détruite et les tissus végétaux se déshydratent. En conclusion, l’adventice perd ses fonctions physiologiques ce qui permet son élimination.

Cette méthode est très efficace lorsque l’adventice est jeune (du stade cotylédon à “deux feuilles”) car la plante a moins de réserves souterraines pour repartir après la brûlure de sa partie aérienne. Afin d’optimiser l’absorption de l’énergie par les molécules de la plante, majoritairement l’eau et la chlorophylle, le choix de la longueur d’onde est crucial.

Fonctionnement du désherbage laser

Le désherbage laser repose sur trois phases :

  • la perception qui consiste à collecter des images et surveiller la position du robot en temps réel (utilisation de caméras usb et binoculaires)
  • la décision, processus d’analyse et d’identification des informations collectées (adventices, organisation spatiale des parcelles …) grâce à un algorithme d’apprentissage profond (YOLO, Faster R-CNN, CNN…)
  • l’exécution, phase finale permettant de contrôler l’émission du laser afin que ce dernier soit précis et efficace.

Types de laser

Type de laser Laser CO2 Laser bleu Laser NIR/ fibre
Longueur d’onde 10 600 nm 450 nm 2000 nm
Avantages Très puissant

Efficace sur tous types de plantes

Très précis

Petite machine

Zone ciblée

Moins coûteux

Chauffe rapidement la plante
Limites Gros

Coûteux

Forte consommation

Moins puissant

Plus lent

Plus rare

Cher

Quand l’utiliser ? Grandes cultures

Mauvaises herbes grandes ou vivaces

Légumes

Cultures en rangs serrés

Jeunes adventices

Utilisation spécialisée

Semi-industrielle

Sécurité Nécessite plus de protection (classe 4, dangereux pour les yeux) Moins dangereux mais lunettes et précautions obligatoires

Entretien

Les coûts d’entretien varient selon la taille de la machine, l’utilisation annuelle et le modèle, cependant, l’entretien comprend toujours :

  • le nettoyage des optiques (caméras, lentilles)
  • le contrôle du refroidissement du laser
  • la mise à jour logicielle
  • la maintenance du châssis et des capteurs

Coût d’achat des machines

Les machines de désherbage laser coûtent actuellement très chers :

  • le prix dépend de la taille et de la configuration, les machines grandes échelles peuvent par exemple coûter plus d’un million d’euros
  • des machines sont disponibles à la location à partir de 1000 €/ha pour les modèles les plus compacts

A court terme, les herbicides sont moins chers, cependant, à long terme, selon l’utilisation annuelle du désherbage laser et en prenant en compte ses bénéfices, cette méthode peut devenir rentable.

Principales machines de désherbage laser agricoles sur le marché

Modèle Description et caractéristiques Technologie laser/ spécificité Vitesse Images
LaserWeeder G2 (Carbon Robotics) Système attelé tracteur/ semi-porté

Précision submillimétrique

Plusieurs tailles existent

Laser diode 0,61-1,21 ha/h
WeedBot Lumina Désherbeur laser haute précision pour légumes/cultures serrées

Couvre plusieurs rangées

Précision d’environ 2mm

Laser bleu haute précision Jusqu’à 600 m/h
Escarda Technologies Machine tractée avec plusieurs lasers

IA pour reconnaissance dès 3mm

Système léger et modulaire

Avantages

  • Pas de perturbation du sol.
  • Pas d’impact environnemental puisque le laser ne laisse derrière lui que des cendres.
  • Réduit le travail manuel.
  • Ciblé.

Limites

  • Coût élevé.
  • Vitesse de travail parfois lente.
  • La machine consomme de l’énergie.
  • Moins efficace sur les grosses mauvaises herbes.
  • Moins efficaces sur les adventices aux racines profondes.

Réglementation et sécurité

Les machines laser sont classées en 4 catégories selon leur dangerosité. Le désherbage laser se fait généralement grâce à des machines performantes de classe 4, les agriculteurs doivent alors être formés à la sécurité laser et porter des lunettes de protection adaptées.

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Sources