La hauteur de vol et les pointes influencent la pulvérisation avec les ARP

Les avions pilotés à distance (RPA) pour la pulvérisation sur les champs sont une innovation prometteuse dans l’activité agricole. Sa facilité d’utilisation et sa capacité à accéder aux zones difficiles favorisent son adoption rapide. Les ARP se distinguent par le fait qu'ils évitent les dommages aux cultures et le compactage du sol, et conviennent aux cultures hautes où les véhicules terrestres ne peuvent pas circuler.

L’efficacité dans l’application des produits phytosanitaires via ARP est cruciale pour le contrôle efficace des ravageurs, des maladies et des mauvaises herbes. La taille des gouttelettes et la hauteur de vol sont des éléments clés à prendre en compte. Les fines gouttelettes couvrent une plus grande surface et pénètrent dans les plantes, mais sont susceptibles de dériver et de s’évaporer. Les gouttelettes trop épaisses peuvent s’écouler, entraînant une couverture inégale.

La hauteur de vol ARP a un impact sur la distance de l'équipement par rapport à la cible et sur la portée d'application. Une hauteur plus élevée augmente la plage d'application, mais également le risque de dérive et d'évaporation. Les buses de pulvérisation dotées de la technologie anti-dérive peuvent être utiles pour réduire ce risque. La hauteur de vol, ainsi que les facteurs climatiques et les caractéristiques de la culture, déterminent l'efficacité du traitement phytosanitaire.

matériel et méthodes

Caractérisation du site expérimental 

Les expériences ont été menées dans le champ expérimental du Laboratoire de mécanisation agricole, appartenant au Département d'ingénierie agricole de l'Université fédérale de Viçosa (UFV), situé dans la municipalité de Viçosa, Minas Gerais. 

Caractérisation de l'ARP et des pointes utilisées

L'expérience a été menée avec un avion multirotor télépiloté (RPA) DJI® MG-1P, équipé d'un système de pulvérisation hydraulique composé d'un réservoir, d'une pompe et de quatre buses de pulvérisation. Les buses de pulvérisation testées comprenaient le Hypro® TR11001 (ventilateur simple), le KGF® DLAD11001 (ventilateur double avec induction d'air) et le KGF® RDA11001 (ventilateur simple avec pré-orifice). Toutes les buses ont un débit nominal de 0,40 l/min à 300 kPa, conformément à la norme ISO 10.625, choisi pour répondre au débit total maximal du système de pulvérisation ARP.

Deux expériences ont été réalisées : 1 - caractérisation du spectre des gouttes avec l'équipement en vol et 2 - évaluation des dépôts sur le terrain

Évaluation du spectre des gouttelettes avec un analyseur de particules

Un analyseur de particules laser a été utilisé pour déterminer le spectre des gouttelettes provenant de trois pointes hydrauliques utilisées sur un avion télépiloté (RPA) en mouvement. L'ARP a volé à une hauteur de 1 m au-dessus du faisceau, en maintenant une distance de 0,5 m entre les pointes et le laser, conformément à la norme Asabe S572.3. Trois répétitions ont été effectuées pour chaque pointe, à une pression de 300 kPa. Les diamètres volumétriques et les pourcentages volumiques des gouttelettes de diamètres < 100 μm (V% < 100) et > 500 μm (V% > 500), ainsi que le paramètre Span, ont été déterminés. La classification de la taille des gouttelettes a été réalisée en comparant les diamètres des pointes avec les normes standard.

Évaluation sur le terrain

Les traitements consistaient en une combinaison de trois types de buses de pulvérisation avec trois hauteurs de vol, chacune avec trois répétitions. La quantification des dépôts a été réalisée en évaluant la quantité restante de solution sur des cartes en PVC (7,62 cm x 2,54 cm). Le dépôt par unité de surface (μL cm-2) a été calculé en divisant le volume par la surface de la carte. Les cartes ont été fixées sur des tiges de 50 cm de haut, dans une maille de 5 mx 5 m, totalisant 625 m². Chaque pointe a été testée à des hauteurs de 1, 3 et 5 m par rapport à la cible. 

L'ARP a été configuré avec un andain de 4 m, une vitesse de 3,33 m/s et un volume d'application de 20 l/ha. Les conditions environnementales (température, humidité relative et vitesse du vent) ont été surveillées avec un thermo-hygro-anémomètre Kestrel® 3000, enregistrant des moyennes de 28,1°C, 52,7% et 0,61 m/s, respectivement.

Analyse statistique et représentation des données

Les données obtenues sur le terrain ont été étudiées par décomposition factorielle complète, en utilisant le test de Tukey à 5% de signification pour comparer les moyennes.

Résultats

Évaluation du spectre des gouttelettes avec un analyseur de particules 

Les diamètres volumétriques des pointes standards, utilisées pour déterminer la taille des gouttelettes selon la norme ISO 25358, sont présentés dans la Figure 3, avec des données obtenues grâce à un analyseur de particules, au cours de l'expérience. 

Les principales caractéristiques du spectre des gouttelettes de pointe sont résumées dans le tableau 2, avec des mesures prises à 1 mètre de l'analyseur pendant le vol ARP. Conformément aux normes Asae S572.3 et ISO 25.358, les pointes TR11001, RDA11001 et DLAD11001 ont produit des gouttelettes classées respectivement comme fines, grossières et épaisses. La pointe DLAD11001 présentait la valeur Span la plus élevée, indiquant un spectre de gouttelettes plus hétérogène dans ces conditions.

Le paramètre %V > 500 µm indique la proportion de gouttelettes dans le spectre qui peuvent provoquer un affaissement, les pointes RDA11001 et DLAD11001 montrant un pourcentage plus élevé dans cette gamme et, par conséquent, un plus grand potentiel pour ce phénomène. %V < 100 µm représente la partie du spectre avec des gouttelettes sujettes à la dérive, ce qui les rend moins adaptées à une utilisation avec les ARP. La pointe TR11001 présente la valeur la plus élevée dans ce paramètre, indiquant une plus grande susceptibilité des gouttelettes à la dispersion par le vent.

Évaluation des gisements sur le terrain

Les données de dépôt, telles que présentées dans la figure 4, révèlent que les quantités les plus élevées se sont produites à 1 m de la cible pour les pointes DLAD11001 et RDA11001, et à 3 m pour TR11001 et RDA11001. Il n’y avait pas de différences significatives entre les types de pointes à une hauteur de 3 m, mais des différences ont été notées entre les hauteurs de 1 m et 3 m pour TR11001 et DLAD11001. Le TR11001 a enregistré une augmentation de 73,3 % du dépôt en augmentant la hauteur à 3 m, tandis que le DLAD11001 et le RDA11001 ont montré des réductions de 30,43 % et 15,39 % respectivement. En résumé, des hauteurs plus élevées entraînent moins de dépôts, en raison de l’influence du vent et des courants ascendants.

Conclusion

Les résultats soulignent l’importance d’ajuster précisément la taille des gouttelettes et la hauteur de vol pour assurer un dépôt optimal des produits phytosanitaires. La pointe TR11001, avec de fines gouttelettes, peut convenir à une couverture de cible élevée, mais avec un risque plus élevé de dérive et d'évaporation. Des hauteurs de vol plus élevées ont entraîné un dépôt plus faible pour les pointes DLAD11001 et RDA11001. D’autres études sont nécessaires pour mieux comprendre ces interactions.

*Par Marconi Ribeiro Furtado Junior, Beatriz Costalonga Vargas e Sergio Basilio, de l'UFV