Caractérisation des sols: quand les satellites deviennent des alliés pour la phytoprotection

Certaines parcelles d’une exploitation agricole sont systématiquement plus propices aux maladies comparativement à d’autres, et ce, année après année. La cause ne se trouve pas toujours dans l’air ou sur les feuilles : elle est souvent enfouie dans le sol. Comment surveiller efficacement ce qui s’y passe sur des dizaines d’hectares? 
Les technologies de télédétection radar offrent désormais des réponses concrètes à cette question. Pour comprendre leur apport, commençons en rappelant certains moyens classiques pour caractériser les sols. 

Méthodes classiques de caractérisation des sols

Pour évaluer l’état d’un sol, plusieurs approches sont utilisées en agronomie. 

Les échantillons de sol prélevés au champ et envoyés au laboratoire permettent de mesurer l’acidité, les nutriments, la matière organique ainsi que la texture du sol, des paramètres physiques et chimiques qui aident à orienter le choix des cultures et les stratégies de drainage, par exemple.

Grâce à des capteurs d’humidité, il est possible d’effectuer un suivi continu, de même que des mesures ponctuelles de l’humidité dans le sol. Une couverture adéquate d’une grande parcelle nécessite cependant plusieurs capteurs et des passages répétés, ce qui engendre des coûts élevés.

Le pénétromètre mesure la résistance mécanique du sol à la pénétration, ce qui renseigne sur son degré de compaction. L’examen d’un profil de sol constitue une autre méthode de mesure de la compaction, entre autres. 

L’observation visuelle sur le terrain vise à repérer les zones en stress hydrique ou engorgées, où les cultures rencontrent des problèmes de levée ou de croissance. 

Toutes ces méthodes classiques, indispensables pour obtenir une caractérisation du sol d’une grande fiabilité, offrent des données de référence précises, mais localisées. Pour passer d’une zone très circonscrite d’une parcelle à une vision sur des centaines d’hectares, il faut faire appel à la télédétection par radar satellitaire. Celle-ci permet une surveillance continue, exhaustive et à grande échelle. En intégrant cette technologie à ses moyens d’investigation, l'exploitation passe d'une gestion réactive à une stratégie prédictive, transformant des données locales rigoureuses en un véritable outil d’aide à la décision.

Télédétection radar : principes et avantages

Les satellites équipés d’un capteur radar émettent des micro-ondes vers la surface terrestre et analysent le signal rétrodiffusé, c’est-à-dire l’énergie renvoyée vers le capteur après interaction avec le sol. Ils offrent des avantages décisifs : 

• Une couverture spatiale exhaustive : un seul passage satellite photographie des centaines de kilomètres carrés.
• Un passage régulier au-dessus des champs : la mission de la Constellation RADARSAT (MCR) de l’Agence spatiale canadienne permet une acquisition d’images ayant la même vue du même endroit à la surface de la Terre une fois tous les quatre jours, tandis que Sentinel-1 de l’Agence spatiale européenne offre une couverture tous les 12 jours. Cette répétitivité permet une surveillance quasi en temps réel des conditions du sol.
• Une pénétration en surface : ces radars sont en mesure de capter le signal des premiers centimètres du sol et de détecter s’il est humide ou sec.
• Une acquisition des données radar peu importe la météo : qu'il pleuve, qu'il vente ou qu’il fasse nuit, les radars fonctionnent. 
• Un accès abordable : les images de la MCR sont gratuites pour les chercheurs et les étudiants au Canada, tandis que celles de certains autres satellites comme Sentinel-1 le sont pour tout le monde.

Comment analyse-t-on les informations des satellites radars pour les sols?

Grâce à l’analyse des images radar, il est possible de déchiffrer plusieurs caractéristiques clés du sol. En comparant plusieurs images acquises à différents moments par les satellites de la MCR, qui offrent une polarimétrie compacte, ou par ceux de Sentinel-1, qui fonctionnent en polarimétrie double, il est possible de générer des cartes spatialement continues de l’humidité du sol et de son état de rugosité.

Par exemple :

• Un sol à forte teneur en eau présente une réflectivité élevée : le signal de rétrodiffusion est fort.
• Un sol sec absorbe davantage les ondes : le signal revenant au capteur est plus faible.
• Un sol fraîchement labouré génère une diffusion dans de multiples directions en raison de sa rugosité de surface, ce qui produit une signature spectrale caractéristique.
• Un sol compact présente une faible pénétration des ondes et une signature spectrale distincte, liée à sa densité plus élevée.

Ces cartes constituent ainsi de puissants outils d’aide à la décision agronomique. Cependant, au-delà de la simple mesure, la vraie valeur de ces données réside dans leur lien direct avec la santé des cultures. 

Liens entre caractéristiques du sol et développement des maladies

La relation entre les propriétés hydriques du sol et l’incidence des maladies est bien documentée en phytopathologie. Les trois scénarios suivants illustrent comment l’information satellitaire peut concrètement transformer la gestion phytosanitaire.
 

Scénario 1 - Anticiper le développement des pathogènes fongiques  Certains agents pathogènes, comme les sclérotes responsables de pourritures basales (Sclerotinia spp.), se développent préférentiellement dans des conditions d’humidité élevée du sol. Le maintien prolongé d’une saturation hydrique dans certaines zones d’une parcelle constitue un facteur favorisant leur développement et leur dispersion. La carte d’humidité du sol obtenue par télédétection avec un capteur radar permet d’identifier, dès les premiers jours suivant un épisode pluvieux, les zones où l’excès hydrique persiste. Cette information permet d’orienter les interventions (amélioration du drainage, surveillance accrue, application ciblée de fongicides) avant l’apparition des symptômes foliaires qui surviennent généralement de 7 à 10 jours après l’infection.

 

Scénario 2 - Maintenir la vigueur des cultures face aux ravageurs  Un déficit hydrique du sol induit un stress physiologique chez les plantes. Les végétaux stressés produisent moins de composés défensifs et deviennent plus vulnérables aux attaques de certains ravageurs, notamment des pucerons. Les zones où le sol sèche rapidement, tels les secteurs à texture sableuse ou les pentes exposées, sont détectables sur les cartes satellitaires 3 à 5 jours avant que les signes de flétrissement ne soient visibles. Cette information permet d’ajuster, par exemple, les interventions en irrigation de manière ciblée, ce qui contribue à maintenir la vigueur des cultures et leur capacité de résistance naturelle aux ravageurs et réduit le recours aux insecticides.

 

Scénario 3 - Gérer les zones de compaction récurrentes  Les zones soumises aux passages répétés d’équipements agricoles présentent souvent un sol compact qui compromet l’infiltration de l’eau, le développement racinaire ainsi que la vitalité des cultures. Ces conditions favorisent l’installation de pathogènes telluriques. Les signatures spectrales caractéristiques des sols compacts permettent de cartographier ces zones avec précision, en combinant la réponse radar à l’humidité surfacique et à la rugosité de surface. Ces informations peuvent guider les interventions de décompaction et la révision des trajectoires des équipements agricoles.

 

 Exemples d’application en contexte québécois

Des essais réalisés entre 2022 et 2024 dans différentes régions agricoles du Québec illustrent le potentiel de ces approches de détection précoce :

• Un producteur de céréales en Montérégie (120 ha) a réduit son utilisation de fongicides de 45 % en traitant seulement les zones à risque identifiées par satellite. Économie : 8 200 $ en une saison. Ses rendements n'ont pas diminué. 
• Un producteur de pommes de terre au Lac-Saint-Jean (85 ha) a pu détecter à temps les conditions parfaites pour le mildiou. Il a traité de façon ciblée et a empêché une épidémie majeure. Pertes évitées : environ 35 000 $. 
• Un producteur de légumes biologiques en Outaouais (12 ha) a optimisé son arrosage grâce aux cartes d’humidité du sol. Il a utilisé 28 % moins d’eau et constaté 35 % moins de problèmes de pourriture.

En moyenne, pour 100 ha, les économies totales (produits, eau, carburant, pertes) se situent entre 12 000 $ et 22 000 $ par année. 

Limites de la technologie radar 

L’utilisation de la télédétection radar pour la caractérisation des sols comporte néanmoins certaines contraintes :

• La résolution spatiale de Sentinel-1 est de 10 m. Cette résolution est adéquate pour les grandes cultures, mais peut s’avérer insuffisante dans le contexte de productions maraîchères très intensives sur de petites surfaces.
• La télédétection radar ne détecte pas directement les agents pathogènes : elle identifie les conditions pédologiques favorables à leur développement. L’interprétation des cartes nécessite donc une expertise agronomique complémentaire.
• Le signal de rétrodiffusion est influencé par plusieurs paramètres (rugosité de surface, couverture végétale, type de sol) qui peuvent compliquer l’analyse. Des logiciels spécialisés, comme SNAP, ainsi qu’une formation technique sont nécessaires.
• L’accès à une connexion Internet fiable est requis pour télécharger et visualiser les données, ce qui peut constituer une contrainte dans certaines régions rurales. 

Malgré ces limites, les ressources et les outils pour adopter cette technologie sont de plus en plus accessibles aux acteurs du milieu agricole.

Accès aux outils et ressources disponibles

Ces technologies sont désormais accessibles aux producteurs et productrices, conseillers et conseillères, agronomes, chercheurs et chercheuses.

• Des entreprises spécialisées proposent à l’utilisateur des plateformes d’analyse, avec des interfaces cartographiques codées par couleur et des alertes automatisées.
• Des programmes d’aide financière provinciaux et fédéraux soutiennent l’adoption de certaines technologies en agriculture de précision.
• Plusieurs coopératives agricoles ont intégré ces outils dans leurs services-conseils.
• Des partenariats universités-fermes permettent de tester ces approches gratuitement dans le cadre de projets de recherche appliquée.

Ces différentes portes d’entrée facilitent l’intégration de la télédétection dans la pratique agricole courante, à condition de l’inscrire dans une démarche agronomique globale.

Outil complémentaire à l’expertise terrain

La télédétection radar ne remplace pas l’expertise agronomique : elle l’enrichit. En fournissant une information spatialement continue, répétée dans le temps et disponible avant l’apparition des symptômes visibles, elle permet de passer d’une gestion réactive à une gestion préventive et ciblée des interventions phytosanitaires. Là où l’observation terrain révèle un problème déjà établi, les cartes satellitaires signalent des conditions à risque plusieurs jours à l’avance, un avantage déterminant pour réduire les pertes de rendement, les intrants chimiques et les coûts de production.

Auteur : Mansour Diop, Candidat au doctorat en télédétection — Université de Sherbrooke

Sources et références :

• Programme Sentinel (images satellites gratuites) : https://sentinels.copernicus.eu 
• RADARSAT (satellites canadiens) : https://www.asc-csa.gc.ca/fra/satellites/radarsat 
• Agriculture de précision au Canada : https://agriculture.canada.ca
• L’Union des producteurs agricoles : https://www.upa.qc.ca

REF : WEBINAIRE (09 MARS 2026) — CARACTERISATION DU SOL ET DE LA VEGETATION PAR TELEDETECTION POUR ALIMENTER DES MODELES EN PHYTOPROTECTION