Mesurer pour mieux comprendre, Philippe Cousin, Jessica Lécuyer, Stéphan Reining
Cette intervention a eu lieu lors de la journée national RedOx le 11 juin à Villeveyrac.
Présentation de l’intervention
Cette intervention présente des travaux menés autour d’un outil de mesure visant à accompagner la transition agroécologique par le suivi du pH, du redox et de la conductivité électrique des plantes, notamment en vigne. Les intervenants sont Philippe Cousin, Jessica Lécuyer et Stéphan Reining.
L’idée générale est résumée par le slogan de l’entreprise créée par Philippe Cousin : mesurer pour progresser. L’enjeu est de pouvoir suivre en routine l’état des cultures afin de mieux comprendre les systèmes de production, d’objectiver les évolutions et d’évaluer les effets des pratiques agronomiques.
Mesurer pour progresser
Philippe Cousin explique qu’après une rencontre avec l’écosystème agroécologique de Vers de terre production et avec Olivier Husson, il a créé il y a environ deux ans et demi une start-up autour de cette idée : si l’on veut passer d’un système dégradé à un système plus vertueux, il faut pouvoir le mesurer régulièrement.
Les paramètres mis en avant sont :
- le pH,
- le redox,
- la conductivité électrique.
Selon lui, ces mesures permettent déjà de tirer un certain nombre de conclusions, mais surtout de se situer dans une trajectoire de progrès. Il ne suffit pas de vouloir aller vers un système plus vertueux : il faut aussi savoir d’où l’on part, où l’on en est, et comment vérifier que les actions entreprises vont dans le bon sens.
Le parcours de Philippe Cousin et l’origine du projet
Philippe Cousin rappelle avoir commencé la recherche en 1982 dans le domaine des télécommunications. Son parcours est marqué par environ quarante années de recherche technologique, notamment autour de la miniaturisation, de l’électronique et de projets européens.
Il explique avoir longtemps travaillé dans un univers très technologique, avec de nombreux projets en cours et une forte activité de recherche. Malgré les moyens importants consacrés à la recherche agricole, il fait le constat d’un manque d’outils accessibles et réellement utilisables sur le terrain en agriculture.
Il cite plusieurs exemples d’innovations existantes, souvent performantes mais très coûteuses :
- des piquets connectés pour la vigne, autour de 45 000 € ;
- des caméras hyperspectrales capables de détecter maladies ou états de la vigne, à 30 000 ou 40 000 €.
Pour lui, il existe donc une fracture entre les technologies développées et leur adoption réelle par le plus grand nombre. L’objectif a alors été de concevoir un outil plus léger, plus simple, plus accessible et utilisable en routine.
Le constat sur les outils de mesure classiques
Philippe Cousin rappelle que les mesures de pH, redox et conductivité ne sont pas nouvelles. Mais leur mise en œuvre en pratique reste compliquée.
Il évoque notamment le travail mené avec Emmanuel Ratier et l’équipe de Natur’Ethique, qui avaient diffusé des mallettes de mesure après de nombreuses formations. Le constat, plusieurs années après, était que beaucoup de personnes n’utilisaient plus ces mallettes, jugées trop complexes à employer au quotidien.
Il souligne aussi que les mesures sont sensibles à de nombreux paramètres, notamment électromagnétiques, et qu’il est difficile d’obtenir des résultats reproductibles sans protocole très rigoureux. Cela a renforcé l’idée qu’il fallait concevoir un autre type d’outil.
Le développement d’un scanner portable
En 2020, Philippe Cousin crée l’entreprise Sensing. Dès décembre 2020, un premier prototype est disponible.
L’innovation repose sur un scanner portable tenant dans la main, associé à un téléphone. L’idée est de s’appuyer sur la spectrométrie proche infrarouge pour réaliser des mesures non destructives, directement sur la plante fraîche.
L’intérêt de cette miniaturisation est majeur. En effet, pour des paramètres comme le redox, il est nécessaire de travailler sur des tissus frais. Il n’est pas possible de prélever une feuille, de l’envoyer au laboratoire puis d’espérer retrouver fidèlement l’état initial.
L’ambition du projet ne concerne pas uniquement la vigne. Philippe Cousin indique que des travaux sont également en cours sur :
- les céréales,
- le riz,
- le coton en Afrique,
- la tomate,
- les poireaux,
- les pommes de terre,
- les endives,
- les pommiers.
La vigne est toutefois la culture sur laquelle les travaux sont les plus avancés au moment de cette présentation.
Le principe technologique
La spectrométrie proche infrarouge
Le scanner utilise le proche infrarouge, sur une plage allant approximativement de 900 à 1700 nanomètres.
Le principe consiste à envoyer différentes bandes de lumière dans la matière. Ici, le système envoie 256 bandes de lumière, espacées tous les 4 nanomètres. La lumière interagit avec les liaisons atomiques de la matière, qui vibrent. Le capteur récupère ensuite la lumière réfléchie ou renvoyée, et l’on obtient une courbe d’absorbance caractéristique.
Cette courbe constitue en quelque sorte une « photographie » optique de la matière.
Pour mesurer sur une feuille, il faut la positionner de façon à ce que la lumière ne la traverse pas, afin de récupérer un signal de retour exploitable.
L’apport de l’intelligence artificielle
Philippe Cousin insiste sur le fait que la spectrométrie existe depuis longtemps. Historiquement, on cherchait à relier les courbes de lumière à des paramètres chimiques par des approches statistiques classiques et des relations linéaires.
L’avancée récente tient à l’utilisation de l’intelligence artificielle, en particulier :
- le machine learning,
- le deep learning,
- les réseaux de neurones.
Ces méthodes permettent d’identifier des relations plus complexes entre la signature lumineuse et les paramètres recherchés, comme le pH ou le redox.
Grâce à cela, l’équipe indique être parvenue à construire des modèles capables de prédire le pH, le redox et la conductivité avec un taux de prédiction d’environ 92 %.
Fonctionnement pratique de l’outil
Le scanner fonctionne avec un téléphone. L’utilisateur réalise la mesure sur la feuille, le signal est transmis au modèle, et le résultat est renvoyé presque instantanément :
- pH,
- redox,
- conductivité.
Les données sont consultables sur le téléphone et peuvent également être centralisées dans le cloud afin de suivre les différentes parcelles, observations et opérations.
Les résultats peuvent ensuite être positionnés sur une croix pH-redox. L’objectif à terme est d’identifier plus précisément les zones d’équilibre pertinentes et leur lien avec les performances agronomiques.
Des applications au-delà de la plante
Philippe Cousin indique que la technologie est en cours d’extension à d’autres matrices.
Mesures sur les sols
Des travaux sont engagés sur le sol, avec l’objectif de pouvoir mesurer aussi :
- la matière organique,
- le carbone,
- l’azote,
en flashant directement le sol. Il mentionne un travail en cours avec le laboratoire d’Aurillac.
Mesures en élevage et sur les liquides
L’équipe travaille aussi sur des usages en élevage, et sur une version liquide avec cuvette portable. Cela doit permettre d’explorer :
- l’eau,
- le lait,
- les thés de compost,
- les urines,
- d’autres liquides relativement transparents.
L’objectif reste le même : disposer de mesures non destructives, rapides et simples d’usage.
Approche One Health
Philippe Cousin explique que l’équipe s’inscrit dans une logique One Health et souhaite relier :
- la qualité du sol,
- l’état des plantes,
- les pratiques agronomiques,
- la qualité nutritionnelle des aliments.
Il souligne qu’aujourd’hui, on connaît mal la qualité réelle de ce que l’on mange, alors même que de nombreuses présentations montrent une baisse importante de certains niveaux nutritionnels au fil des décennies.
Un écosystème de travail collectif
Les intervenants rappellent qu’ils ne travaillent pas isolément. Plusieurs partenaires et structures sont associés à cette dynamique :
- Olivier Husson, pour l’appui scientifique autour du pH-redox ;
- le Cirad ;
- le Centre national d’agroécologie ;
- divers groupes de vignerons ;
- des partenaires sur la partie carbone ;
- plusieurs projets européens.
Philippe Cousin indique que quatre projets européens contribuent au financement et au déploiement des travaux.
Retour d’expérience de Jessica Lécuyer dans le Bordelais
Parcours et motivation
Jessica Lécuyer se présente comme formatrice, consultante et organisme de formation en agroécologie, en Gironde. Son objectif est d’accompagner la transition agroécologique de manière sereine et efficace, en sortant d’une logique de lutte permanente contre les problèmes.
Elle explique avoir été fortement marquée en 2019 par une visite à Paysage in Marciac, puis par une conférence d’Olivier Husson. Elle y découvre l’idée qu’il est possible de mesurer la transition agroécologique et la santé des milieux.
Pour elle, cet aspect est essentiel, car tout le monde ne change pas de pratiques de la même manière. Certaines personnes avancent par l’observation sensible, d’autres ont besoin de mesures pour conforter ce qu’elles voient et s’engager dans la transition.
Premières expérimentations
Jessica Lécuyer commence par se former, lire, regarder les vidéos de Vers de terre production et s’équiper du kit Husson pour démarrer des mesures auprès de ses clients.
Parallèlement, elle rencontre Thomas Rospab d’Inno’vin et Philippe Cousin. Un groupe de travail girondin devait se structurer autour du pH-redox et de l’étalonnage d’un scanner, mais ce groupe ne s’est finalement pas réellement constitué. Jessica se retrouve alors à poursuivre le travail en collaboration avec Philippe Cousin.
Elle décide de ne pas rester seule et trouve trois domaines prêts à participer. Deux scanners sont utilisés entre le Médoc et le secteur Saint-Émilion-Libournais.
Les débuts sont difficiles :
- manque de temps ;
- manque de formation pour certains participants ;
- difficulté à extraire la sève pour les mesures classiques ;
- sécheresse estivale rendant les feuilles de moins en moins riches en sève.
Malgré cela, environ 150 mesures sont réalisées. Cela reste insuffisant pour étalonner correctement l’appareil, mais ces mesures permettent déjà de valider le protocole.
La campagne 2022 dans le Bordelais
Mise en place d’un réseau de domaines
Pour atteindre l’objectif d’environ 1000 mesures nécessaires à l’étalonnage, il faut mobiliser davantage de moyens. Jessica Lécuyer explique qu’une stagiaire dédiée devient indispensable, car chaque mesure prend entre un quart d’heure et vingt minutes.
Un groupe de 12 domaines est alors constitué. Le recrutement de la stagiaire est présenté comme une étape difficile, notamment dans le Bordelais où la concurrence pour les stagiaires est forte.
Finalement, le groupe se structure et permet d’organiser une vraie saison de mesure.
Choix des parcelles et diversité étudiée
Un questionnaire initial permet de caractériser les propriétés, les cépages, les âges de vigne et les techniques mises en œuvre.
Jessica souligne qu’au sein des 12 domaines, 9 cépages sont représentés, ce qui constitue une diversité particulièrement intéressante pour l’étalonnage du scanner.
Il est décidé de concentrer les mesures d’étalonnage sur les domaines les plus riches en diversité de cépages, tout en utilisant les autres domaines pour des mesures scanner seules, valorisables après étalonnage.
Thématiques observées
Le groupe souhaitait travailler en priorité sur le mildiou. Trois parcelles avaient été choisies pour cela :
- une parcelle avec essai comparatif entre traitement classique, traitement bio, extraits végétaux et témoin non traité ;
- une parcelle en biodynamie et agriculture biologique ;
- une zone connue pour être très sensible au mildiou.
Mais en 2022, il n’y a pratiquement pas eu de mildiou dans ces situations. Jessica relève avec humour que cela est tombé sur la mauvaise année pour cet objectif précis.
D’autres éléments ont cependant pu être étudiés :
- tressage versus rognage ;
- agroforesterie ;
- différents couverts végétaux ;
- travail du sol ;
- essais de bouillies ;
- bouillies maison versus commerciales ;
- réduction des doses de cuivre.
Le travail de terrain
Les mesures impliquent des passages tous les quinze jours dans les domaines, avec une fréquence plus élevée sur certaines parcelles ciblées.
Jessica remercie fortement la stagiaire, Polyana, pour son implication. En trois mois, le groupe atteint :
- 1000 mesures classiques,
- 3000 scans de feuilles.
Le travail a été physiquement exigeant : chaleur, soleil, déplacements constants dans tout le Bordelais, nombreuses heures passées dans les vignes.
Premiers résultats observés en vigne
Jessica précise qu’il s’agit de premiers résultats, à confirmer et approfondir. Néanmoins, plusieurs tendances intéressantes apparaissent.
Effet du cépage et de l’âge de la vigne au château Les Barraillots
Sur ce domaine, conduit en technique plutôt conventionnelle, avec travail du sol mais sans agriculture biologique, des mesures sont réalisées sur :
- Cabernet Sauvignon,
- Merlot,
- Petit Verdot.
La proximité de parcelles de Petit Verdot de moins de 10 ans et de 40 ans permet également de comparer l’effet de l’âge.
Jessica observe que les courbes des deux parcelles de Petit Verdot sont similaires, ce qui suggère une certaine « niche pH-redox » propre au cépage.
Une date ressort particulièrement, le 23 juin, avec une forte oxydation. Cette variation est interprétée comme possiblement liée à un orage. L’hypothèse est que l’événement climatique a provoqué cette sur-oxydation.
Elle note également que le Cabernet Sauvignon paraît moins oxydé au cours de la saison, ce qui rejoint l’observation classique selon laquelle ce cépage est moins sensible que le Merlot.
Comparaison Cabernet franc et Malbec au château Croix Beauséjour
Sur ce domaine en troisième année de conversion en agriculture biologique, Jessica se concentre sur :
- le Cabernet franc,
- le Malbec.
Elle observe que le Cabernet franc reste dans une zone de variation redox plus étroite, tandis que le Malbec présente des variations plus marquées.
Là encore, cette lecture semble cohérente avec les observations empiriques des vignerons : le Malbec est réputé plus fragile et plus sensible que le Cabernet franc.
Effets de l’enherbement sur un essai comparatif
Un autre domaine, intégré plus tard dans le dispositif pour des raisons pratiques, comportait des essais comparatifs d’enherbement.
On y comparait notamment :
- un couvert naturel,
- différents mélanges semés,
- des vignes d’âges différents.
Jessica signale en particulier deux mélanges :
- fétuque rouge, ray-grass et trèfle blanc nain ;
- avoine et trèfle rouge.
Sur certaines modalités, elle observe une plus grande stabilité du pH-redox au cours de la saison. Cela l’interpelle, notamment pour le mélange avec ray-grass anglais, souvent considéré comme très concurrentiel. Ici, ce couvert pourrait au contraire avoir apporté une certaine stabilité.
Elle relève aussi que certains mélanges habituellement préconisés, comme avoine et trèfle rouge, semblent moins favorables dans ce cas précis.
Elle insiste toutefois sur le fait que ces résultats sont encore exploratoires et doivent être consolidés par davantage de mesures.
Comportement de cépages blancs au château du Bourreau
Jessica remercie Alain Vidalie d’avoir permis les mesures sur ce domaine, qui apportait une diversité intéressante avec des cépages blancs :
- Muscadelle,
- Sauvignon blanc,
- Sémillon.
Les courbes diffèrent nettement d’un cépage à l’autre. Jessica a l’impression que le Sémillon a été moins apte à supporter le stress hydrique de l’année 2022, tandis que le Sauvignon blanc et la Muscadelle semblent avoir mieux traversé la saison.
Enseignements tirés de la campagne 2022
Jessica Lécuyer résume plusieurs points majeurs :
- les couverts végétaux influencent le pH-redox ;
- les cépages ont des comportements propres ;
- certains cépages paraissent plus vulnérables aux stress ou aux attaques extérieures ;
- les mesures apportent des indications cohérentes avec les observations de terrain.
Un point important ressort également : une mesure tous les quinze jours est jugée insuffisante au regard de la variabilité observée du pH-redox. Il faudrait des suivis beaucoup plus fréquents.
Perspectives pour la campagne suivante
À l’issue de la saison 2022, le groupe se réunit à nouveau en décembre pour préparer la suite.
L’objectif est d’augmenter fortement la fréquence des mesures, idéalement jusqu’à plusieurs fois par semaine, afin de mieux comprendre les variations du pH-redox selon :
- le terroir,
- les itinéraires culturaux,
- l’apparition des maladies.
Les participants acceptent alors de concentrer les mesures sur moins de parcelles, afin d’atteindre cette fréquence plus élevée.
Un nouveau participant issu du secteur du cognac rejoint également le groupe, avec des mesures prévues sur l’Ugni blanc.
Jessica indique aussi que ces suivis seront couplés avec des capteurs de stress hydrique de la société Végétal Signals, dans l’idée de faire des ponts entre différentes sources de données et de mieux comprendre ce qui se passe dans la vigne.
L’objectif annoncé est d’atteindre au moins trois mesures par semaine sur chaque parcelle suivie.
Intervention de Stéphan Reining sur la conductivité
Stéphan Reining prend ensuite la parole pour compléter la présentation. Il rappelle que la bioélectronique de Vincent ne s’intéresse pas seulement au pH et au redox, mais aussi à la conductivité électrique.
Il relie cette approche à ce qui a été discuté lors des journées précédentes : il n’existe pas de solution miracle, ni de solution identique partout. Il faut s’adapter à chaque parcelle et vérifier en permanence que les pratiques remettent effectivement en route les mécanismes du sol, de l’eau et de la vie biologique.
Pour lui, ces outils de mesure sont intéressants parce qu’ils permettent un suivi fin de cette remise en route.
Suivi de la conductivité et irrigation
Sur une parcelle de Syrah avec deux modalités, Stéphan Reining présente des mesures de conductivité réalisées sur feuilles au scanner au cours de la saison.
Il observe que :
- la conductivité augmente progressivement au fil de la saison ;
- après une irrigation réalisée début juillet, la conductivité baisse nettement ;
- puis elle remonte à nouveau.
Des mesures sur une autre parcelle voisine montrent une dynamique comparable :
- hausse progressive de la conductivité ;
- baisse après apport d’eau ;
- nouvel effet visible après un second apport d’eau.
Même si certaines différences entre rangs ou modalités restent inexpliquées, l’ensemble suggère que la conductivité est sensible à l’état hydrique de la plante.
Suivi d’un produit foliaire destiné à réduire l’évapotranspiration
Stéphan Reining présente ensuite un essai avec un produit foliaire de la société Campo, censé réduire l’évapotranspiration de la vigne.
Deux applications avaient été réalisées :
- vers le 15 juin ;
- début juillet.
Le produit était annoncé avec une rémanence d’environ 15 jours. Les mesures de conductivité montrent une évolution cohérente avec cette durée :
- après traitement, la conductivité reste contenue ;
- environ quinze jours plus tard, on observe un changement de dynamique, interprété comme une fin de rémanence.
Stéphan souligne que cela a permis de confirmer à la fois :
- l’effet agronomique potentiel du produit sur le stress hydrique,
- et l’intérêt de la conductivité comme indicateur de suivi.
Il précise qu’une comparaison avec un témoin non traité a bien été réalisée et que celui-ci présentait une conductivité nettement plus élevée.
Essai avec des lactofermentés
Un dernier essai est présenté sur l’application de lactofermentés au mois d’avril.
Au cours de la saison, les mesures montrent que la conductivité du témoin reste plus élevée que celle de la modalité ayant reçu les lactofermentés.
Malgré une certaine variabilité, Stéphan Reining considère que la différence est nette.
Conclusion générale
L’intervention met en avant l’intérêt d’outils de mesure simples, rapides et non destructifs pour accompagner la transition agroécologique.
Les points principaux qui ressortent sont les suivants :
- la mesure du pH, du redox et de la conductivité peut aider à objectiver les effets des pratiques ;
- la miniaturisation des outils et l’usage de l’intelligence artificielle rendent possible un suivi de terrain beaucoup plus opérationnel ;
- en vigne, les premiers résultats montrent des différences liées aux cépages, aux couverts végétaux, à l’âge des vignes, aux pratiques et aux stress ;
- la conductivité semble également apporter des informations utiles, notamment sur le stress hydrique et la réponse à certains produits foliaires.
Les intervenants insistent cependant sur le fait qu’il s’agit encore d’un travail en cours. Les premiers résultats sont encourageants, mais ils doivent être confirmés par des séries de mesures plus nombreuses, plus fréquentes et sur davantage de situations. L’objectif reste de fournir des outils concrets pour « mesurer pour progresser ».
