Optimisation du volume de pulvérisation spécifique pour l’application de produits dans le verger de grenadiers à l’aide de la méthodologie de surface de réponse

Pourquoi une pulvérisation plus intelligente compte pour les amateurs de fruits

Les grenades sont prisées pour leurs arilles gemmes et leur jus bénéfique pour la santé, mais maintenir les arbres à l’abri des ravageurs et des maladies a un coût. Les agriculteurs arrosent souvent les vergers de larges volumes de pulvérisation chargés de produits phytosanitaires, dont une grande partie n’atteint jamais les feuilles ni les fruits. Cette brume gaspillée dérive dans l’air et le sol, augmente les coûts et peut nuire à l’environnement. Cette étude explore comment ajuster finement les volumes de pulvérisation dans les vergers de grenadiers en Inde afin que les arbres reçoivent juste la protection nécessaire — ni plus, ni moins.

Le problème d’une pulvérisation uniforme pour tous

La plupart des pulvérisateurs de verger fonctionnent comme un tuyau de jardin ouvert en grand : ils délivrent un débit constant, quel que soit la taille des arbres ou la densité de leur feuillage. En Inde, les producteurs de grenades appliquent couramment des centaines de litres de produit par hectare et peuvent traiter leurs vergers plus de quarante fois par saison. Des recherches antérieures ont montré qu’environ seulement un tiers du produit pulvérisé atteint typiquement la canopée, le reste dérivant ou ruisselant. Cela gaspille non seulement des produits chimiques et de l’eau, mais augmente aussi le risque de contamination des sols, des eaux et des habitats voisins.

Un pulvérisateur intelligent adapté à la taille de l’arbre

Pour remédier à cela, les chercheurs ont adapté un pulvérisateur tracté à air comprimé en une machine « à taux variable » capable de modifier la quantité de liquide qu’elle libère en fonction de la taille de la canopée de l’arbre qu’elle a en face. Ils ont équipé le pulvérisateur de trois capteurs ultrasoniques qui mesurent la distance jusqu’au feuillage à différentes hauteurs. Alignées avec ces capteurs se trouvent trois buses dont le débit est régulé électroniquement par une vanne à modulation de largeur d’impulsion contrôlée par un petit ordinateur. Au fur et à mesure que le tracteur progresse dans la rangée, les capteurs détectent où commence et se termine la canopée, et le système n’ouvre la pulvérisation que lorsqu’il y a du feuillage à atteindre. Cette configuration permet d’explorer comment le débit des buses et la vitesse d’avancement interagissent pour déterminer la quantité de produit qui atteint réellement les arbres.

Tester les schémas de pulvérisation dans des vergers réels

L’équipe a testé le système dans trois vergers commerciaux de grenadiers au Maharashtra, en Inde, plantés de la variété Bhagwa largement cultivée. Les vergers allaient de deux à huit ans, de sorte que les arbres différaient en hauteur et en volume de canopée. Dans chaque verger, les chercheurs ont fait fonctionner le pulvérisateur à trois débits de buse et trois vitesses d’avancement, créant neuf combinaisons d’exploitation. Pour mesurer la pénétration de la pulvérisation dans la canopée, ils ont accroché des papiers sensibles à l’eau sur des feuilles à la fois en couche externe du feuillage et plus profondément à l’intérieur de l’arbre. Après chaque passage, ils ont scanné ces cartes et utilisé un logiciel d’analyse d’image pour quantifier trois résultats clés : quelle part de la surface de la carte était couverte, combien de gouttelettes sont tombées par centimètre carré, et quelle quantité de liquide a été déposée.

Trouver le point idéal pour le volume de pulvérisation

Dans tous les vergers, un schéma clair est apparu. Des vitesses de tracteur plus lentes et des débits de buse plus élevés ont produit une meilleure couverture, plus de gouttelettes et des dépôts plus importants, en particulier sur la canopée externe. Les zones internes ont systématiquement reçu moins de produit, reflet de la barrière créée par le feuillage dense. En utilisant une technique statistique appelée méthodologie de surface de réponse, les auteurs ont construit des modèles reliant la vitesse et le débit aux trois résultats de pulvérisation dans chaque verger. Ils ont ensuite recherché des réglages opérationnels qui maintenaient la couverture dans une plage pratique et la densité de gouttelettes au‑dessus de seuils connus pour être efficaces pour les insecticides et les fongicides. Cette optimisation a produit des « volumes de pulvérisation spécifiques » recommandés — la quantité de liquide par mètre cube de canopée — d’environ 0,093, 0,084 et 0,077 litres par mètre cube pour les vergers jeunes, d’âge moyen et plus âgés, respectivement.

Moins de brume, même protection

Lorsque le pulvérisateur intelligent a été utilisé en mode « ciblé » — libérant la pulvérisation uniquement lorsqu’il y avait du feuillage — le volume total appliqué par hectare a chuté de manière spectaculaire par rapport à une pulvérisation continue conventionnelle. Selon l’âge du verger et la disposition des arbres, les économies de pulvérisation variaient d’environ 38 % à 60 %, tout en respectant les repères acceptés de couverture et de densité de gouttelettes sur les feuilles. En termes simples, les arbres étaient tout aussi bien protégés mais avec beaucoup moins de produits chimiques et d’eau. Pour les agriculteurs, cela peut se traduire par des coûts d’intrants plus faibles et moins de remplissages par jour ; pour l’environnement, cela signifie moins de dérive hors cible et un risque réduit pour les sols et les eaux. Bien que les essais aient été limités à la grenade dans des conditions spécifiques, l’étude suggère que l’ajustement du volume de pulvérisation au volume de la canopée, guidé par des capteurs et une optimisation rigoureuse, peut rendre la production fruitière à la fois plus durable et plus rentable.

Citation: Thorat, D.S., Mehta, C.R., Agrawal, K.N. et al. Optimization of specific spray volume for spray application in pomegranate orchard using response surface methodology. Sci Rep 16, 8589 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38088-4

Mots-clés: pulvérisation de précision, vergers de grenadiers, technologie à débit variable, optimisation des pesticides, détection de la canopée