Soutenance de thèse de Johanna Albetis

Potentiel des images multispectrales acquises par drone dans la détection des zones infectées par la Flavescence dorée de la vigne

 

Jeudi 24 mai 2018 à 14h à l'École d’Ingénieurs de Purpan (75 voie du T.O.E.C., Toulouse), dans l’amphithéâtre 3.

 

 

Composition du jury :

 

  • Gerard DEDIEU  - CESBIO (Directeur de thèse)

  • Sylvie DUTHOIT- TERRANIS (Co-encadrante)

  • Frédéric COINTAULT  - AgroSup Dijon (Rapporteur)

  • Christian GERMAIN - Bordeaux Sciences Agro (Rapporteur)

  • Virginie VIGUES- Chambre d’agriculture du Tarn (Examinateur)

  • Bruno TISSEYRE - Montpellier SupAgro (Examinateur)

  • Harold CLENET-  École d’Ingénieurs de Purpan (Invité)

 

 

Résumé 

 

Cette thèse aborde le potentiel de la télédétection en tant qu’outil pour la détection automatique de la Flavescence dorée. L’approche utilisée dans ce travail repose sur l’analyse de variables (bandes spectrales, indices de végétation et paramètres biophysiques) calculées à partir des images multispectrales à très haute résolution spatiale (10 cm) acquises par drone pendant la période d’expression maximale des symptômes. L’analyse de la performance de discrimination des variables est réalisée en trois étapes :  1) la sélection des variables à partir de la méthode des courbes ROC ; 2) la cartographie des zones de feuilles symptomatiques à partir de la technique binaire ou probabiliste ; et 3) la validation des variables sur des zones symptomatiques présentant différents niveaux d’infection. Les zones d’entrainement et de validation utilisées dans cette étude ont été acquises sur 14 parcelles présentant différents cépages situés dans le Sud de la France.

Le premier objectif consiste à déterminer l’efficacité des variables multispectrales pour détecter les zones symptomatiques de Flavescence dorée. La performance des variables a été testée à trois échelles d’analyse : parcelle, cépage et couleur. Afin de répondre à cet objectif nous avons mis en place deux niveaux d’analyse. Le premier niveau d’analyse repose sur le potentiel des variables utilisées dans la détection des zones symptomatiques de Flavescence dorée des zones asymptomatiques. Le deuxième niveau d’analyse consiste à tester la performance des variables dans la discrimination spécifique de la Flavescence dorée des cépages noirs en la distinguant de certaines maladies du bois (MB) pour les parcelles de cépage noir. Les résultats montrent globalement 1) une forte performance dans la discrimination des zones symptomatiques (FD et/ou MB) à l’échelle d’analyse de la parcelle et plus faible à l’échelle de la couleur et 2) une faible performance dans la discrimination des zones symptomatiques de FD des zones symptomatiques de MB, notamment à l’échelle par couleur. Malgré une performance de discrimination correcte lorsque l’analyse s’effectue à l’échelle des zones symptomatiques et asymptomatiques, nous constatons de sérieuses limites lorsque les variables sélectionnées sont appliquées sur l’ensemble de la parcelle. Parmi ces limites qui rendent difficile la discrimination de la Flavescence dorée d’un point de vue opérationnel, nous distinguons particulièrement: 1) la présence des pixels mixtes mal classés sur le feuillage asymptomatique plus spécifiquement dans les bords des rangs de vigne ; 2) une forte confusion entre les zones symptomatiques de FD et les zones présentant d’autres facteurs de coloration anormale des feuilles (autres maladies, carences nutritives et accidents mécaniques) ; et 2) une faible discrimination des zones symptomatiques (FD ou MB) particulièrement lorsque la proportion du feuillage symptomatique est faible (niveau d’infection). En parallèle, le deuxième objectif plus thématique a été d’apporter de la connaissance dans l’expression des symptômes de la Flavescence dorée et de discuter leur lien avec la teneur en pigments à partir de la réponse spectrale de la vigne. Les résultats obtenus dans cette thèse nous ont permis de mettre en évidence des différences dans l’intensité de la coloration anormale des feuilles atteintes de Flavescence dorée en fonction de l’année d’observation et de faire le lien avec la teneur en chlorophylles et anthocyanes des feuilles.

 

Les principales perspectives ouvertes par ces travaux concernent 1) la nécessité de créer un indice spécifique à la Flavescence dorée à partir de données hyperspectrales. Cet indice pourrait tenir compte de la couleur du cépage (noir ou blanc) mais aussi de l’intensité dans la coloration des feuilles symptomatiques et 2) l’amélioration du masquage des pixels mixtes à partir d’algorithmes complexes qui prennent par exemple en compte la répartition spatiale des pixels dans le feuillage de vigne.

 

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