Érosion en dunes et dépressions, Australie-Méridionale

Contexte

Wes et Karen Matthews exploitent des terres à l'ouest de Kimba, en Australie-Méridionale, sur la péninsule d'Eyre, avec leur exploitation principale le long de l'Eyre Highway. Leur activité comprend principalement du blé, de l'orge et des lentilles sur 7 500 hectares. 1 400 hectares correspondent à des sols sableux problématiques dans des systèmes de dunes et de dépressions, le reste étant une mosaïque de différents types de sols plus lourds.

Les Matthews, en collaboration avec leur consultant en sols Michael Eyres, ont commencé à utiliser Launch Pad pour la planification de la flotte et le positionnement des bennes de champ, ainsi que pour redessiner leurs lignes de passage et améliorer l'efficacité temporelle. L'un des principaux résultats des simulations initiales fut qu'après avoir téléchargé les limites de leurs parcelles et les lignes de tête AB existantes, Launch Pad a permis d'identifier des lignes de tête AB plus efficaces. Des plans de passage pour les parcelles ont été créés, réduisant le nombre de passages dans une parcelle de 190 à 127 et diminuant la distance de manœuvre de 1,87 kilomètre. La nouvelle ligne AB a ajouté 1,82 ha à la zone de chevauchement, mais a contribué à réduire l'érosion des sols, la consommation de carburant et a économisé 21 minutes au total lors des semis.

Ces gains n'étaient qu'une première étape. L'équipe a désormais progressé vers l'utilisation de Launch Pad pour simplifier les décisions de gestion de parcelles plus complexes liées aux décalages de lignes de tête AB, à la gestion de la stabilité de la surface du sol et à la planification de la flotte.

Launch Pad, développé par Verge Ag, est une plateforme d'agriculture de précision en ligne qui transforme les machines existantes de l'agriculteur et ses systèmes de guidage en autonomie supervisée. Il génère des itinéraires personnalisés compatibles GPS basés sur les limites des parcelles, les spécifications des équipements et les objectifs opérationnels, en planifiant la façon la plus efficace pour les équipements de se déplacer dans un champ. Cela réduit les décisions coûteuses en cabine et améliore la productivité globale tout en réduisant la consommation de carburant, le temps de travail et l'impact environnemental. Combiné à l'autoguidage et à un guidage haute précision, les opérateurs se concentrent sur la surveillance plutôt que sur la conduite.

Résumé de l'Étude de Cas

Le Défi

Un problème important auquel les Matthews continuent de faire face est la gestion des opérations dans les systèmes de dunes et de dépressions, formes de relief ayant subi des cycles répétés d'érosion et de reformation. Les particules de sable des dunes les plus hautes se sont géologiquement transformées en grès sur des milliers d'années avant de se décomposer à nouveau, produisant des sables à particules fines très mobiles, agissant généralement comme une couche de sable souvent hydrofuge sur une couche de sable à durcissement saisonnier.

Ces formes de relief anciennes et en perpétuelle évolution créent des défis, notamment parce qu'elles courent en grande partie perpendiculairement à l'angle des routes de la zone et, par conséquent, aux lignes de clôture les plus longues (qui dictent traditionnellement les lignes de tête AB). Par conséquent, les machines ont souvent dû les traverser à des angles difficiles. Les formations de dunes parallèles en hausse sont gérées de nombreuses façons à Kooma View, notamment par l'épandage d'argile avec un scraper, le sous-solage et le bêchage, les surfactants multiusages pour le sol et la conception de planification intégrée des itinéraires.

Ces types de sols si variables ont souvent rendu difficile la planification et la conduite de la gestion des sols de l'exploitation. Les opérations ont été influencées par la position des dunes, les vents dominants, les effets sous le vent, la variation du pH, le type et le volume d'argile disponible, la capacité dispersive de l'argile et les différences de granulométrie. Traiter chaque type de sol efficacement nécessite des pratiques sur mesure et une planification complexe, que Launch Pad a la capacité d'optimiser.

Pour compliquer davantage l'exploitation, le vent change de direction tout au long de l'année, ce qui modifie les formes des dunes ainsi que la direction du déplacement et de l'accumulation du sol. Pendant les semis (avril à mai), les fronts météorologiques apportent fréquemment de forts vents d'ouest. Si les cultures sont plantées d'est en ouest, les sillons s'alignent avec la direction du vent, créant des « lignes de gouttière » qui permettent un écoulement d'air accéléré et l'entraînement de particules fines. Le sable se mobilise alors rapidement le long des rangs, coupant les cultures émergentes dans les zones vulnérables, parfois en une seule nuit.

Un autre problème lié à l'exploitation de ce type de terres est que le maintien des mêmes lignes CTF d'année en année a conduit au retournement et à l'exposition des horizons de surface, les rendant de plus en plus vulnérables au déplacement par le vent.

Des pertes d'efficacité ont été enregistrées tant en temps qu'en chevauchement en raison des problèmes de circulation sur les différents types de sols et les systèmes de dunes et dépressions. Les coûts de chevauchement sont de plus en plus significatifs pour les exploitations compte tenu de la hausse du prix des intrants, notamment les engrais et le carburant pour la saison 2026.

La planification de la flotte a également été un domaine clé affectant l'efficacité, notamment en ce qui concerne le positionnement des bennes de champ et des camions. La capacité à optimiser les plans pour être vides en fin de parcelle lors des changements de variété peut représenter un gain de temps considérable. Les Matthews ont identifié cela comme un domaine clé à fort potentiel d'amélioration de l'efficacité opérationnelle et de planification dès les premiers jours d'utilisation de Launch Pad.

Un Changement de Perspective

En se concentrant sur les problèmes de gestion des sols, les Matthews ont identifié qu'ils devaient faire évoluer leur réflexion à macro-échelle (« nous ne pouvons pas contrôler la nature ») vers une intervention à micro-échelle (« contrôler le premier centimètre au-dessus du sol »), ce qui est devenu central dans la stratégie de gestion des sols difficiles, comme les systèmes de dunes et de dépressions. En travaillant avec le spécialiste de l'érosion des sols John Leys (NSW), l'équipe s'est concentrée sur la compréhension de :

• Le flux de pointe : la vitesse du vent à laquelle les particules de sable atteignent leur déplacement maximal.
• La taille critique des particules : les grains inférieurs à 0,84 mm sont bien plus mobiles.
• La hauteur de contrôle : stopper le premier grain de sable en mouvement. Bien que l'érosion semble spectaculaire avec des nuages de poussière visibles à 50 mètres de hauteur, l'opportunité d'intervention la plus efficace se situe dans le centimètre supérieur du sol où le mouvement des particules commence. Même le profil des pneus est critique.

Utilisation de Launch Pad

Les Matthews et Michael ont trouvé Launch Pad facile à utiliser au fil des années. Le prépopuler avec leurs cartes de parcelles existantes et les lignes AB du John Deere Operations Center a facilité la planification et l'affinage des lignes AB existantes directement dans Launch Pad. Ils ont estimé que le coût de Launch Pad valait largement les avantages qu'il apportait à leurs systèmes agricoles. À ce stade, ils estiment n'utiliser que 30 à 40 % des capacités totales de la plateforme. Un autre avantage est que les vents dominants pouvaient être pris en compte lors de la planification des itinéraires depuis le confort du bureau plutôt que depuis la parcelle.

L'équipe s'attendait initialement à utiliser Launch Pad principalement pour l'efficacité au niveau de la parcelle, comme l'optimisation du positionnement des bennes de champ, la garantie que les conteneurs se vident au bon moment pour les ségrégations de variétés, ou la planification de suppressions de clôtures pour accroître l'efficacité, réduire le risque érosif et prévenir les banques de graines de mauvaises herbes le long des lignes de clôture. Par exemple, Wes et son personnel ont pu comparer les efficacités de parcelle en cas de retrait d'une clôture avant la fin de l'opération. Wes a combiné deux parcelles à l'aide de ces données, économisant 206 demi-tours en bout de champ et 2,63 hectares supplémentaires en chevauchement et dépenses d'intrants.

Au fur et à mesure de l'avancement du travail, le focus a évolué et le système a commencé à ouvrir des opportunités bien plus larges que prévu initialement, comme la préservation de la couche arable. Ces résultats étaient importants, car ils ont permis à Launch Pad d'aider à concevoir et quantifier les changements opérationnels qui s'inscrivaient dans les évolutions systémiques requises.

Modification des Lignes de Tête AB pour Lutter contre le Déplacement des Sols

Pour réduire le trafic répété sur les sols légers lors des semis, les Matthews ont utilisé Launch Pad pour aider à redessiner, ou décaler, leurs lignes de tête AB. Les deux principales approches dans la refonte des plans de passage à partir des lignes CTF d'origine étaient :

• Semis en losange (incliné à 45°) : plus de plantes par mètre linéaire pour freiner le flux de pointe des vents dominants.
• Semis en croisillon (nord-sud + est-ouest) : stabilité des sols et facilité de gestion, mais moins de plantes en intersection.

L'objectif était de réduire le trafic répété et de créer une dense « barrière vivante » qui coupe les trajectoires du vent, perturbant l'écoulement d'air et réduisant le déplacement du sable autour des formations de dunes en hausse. Sur la base du déplacement de la couche arable observé et de l'enlèvement ultérieur de 5 à 7 cm de sol de surface des dunes après les semis, les calculs utilisant les méthodes de semis en croisillon et en losange ont indiqué que le traitement aurait pu prévenir le déplacement et la perte jusqu'à 700 t/ha de sol, en supposant une densité apparente du sol de 1.

Pour atteindre puis développer davantage ces concepts de gestion, Wes a commencé à expérimenter la récolte en angle. Launch Pad dispose d'une fonctionnalité permettant de modifier les lignes de tête d'origine d'un nombre de degrés donné, ce qui crée un nouveau plan de passage identifiant un itinéraire avec le moins de passages, ou le temps de réalisation le plus court.

À l'aide de ces fonctionnalités, l'équipe a testé des décalages allant jusqu'à 15 degrés par rapport aux lignes AB d'origine ; cependant, cet angle s'est avéré trop irrégulier sur différents types de sols et avec leurs barres de coupe. Ils ont finalement opté pour un ajustement de 8 degrés, qui a maintenu un flux fluide et continu sur la barre de coupe et, combiné au reel à air AWS, a considérablement réduit les pertes de tête et de grain pendant la récolte. Un changement de +8° équivalait à 73 lignes de passage au total, tandis que -8° représentait 81 lignes. En tenant compte de la logistique, l'équipe a choisi l'option +8° car elle offrait un temps de réalisation plus court et un nombre de passages réduit.

Cette amélioration a non seulement réduit le risque d'un trafic excessif sur les lignes CTF, mais a également généré des gains de revenus mesurables grâce à des pertes à la récolte réduites. Le double avantage dans ce cas est l'amélioration du rendement de la moissonneuse et la résidus de paille ancrés en « losange croisé » pendant l'été et la période suivante de risque érosif élevé en automne.

Launch Pad a permis à l'équipe non seulement d'identifier et de comparer ces différentes lignes de tête, mais aussi les résultats obtenus sur différents types et largeurs de machines dans les plans de passage saisonniers. Cela a permis de collecter des métriques sur les besoins en temps ainsi que sur les valeurs de chevauchement. L'équipe Matthews a découvert que de petits ajustements dans Launch Pad, comme un changement de degré, pouvaient économiser jusqu'à huit hectares de chevauchement total dans certaines parcelles.

Prise en Compte de la Topographie et de la Vitesse

Launch Pad peut intégrer des couches d'altitude (topographie) et de terrain, permettant de définir les paramètres de machine et de passage, y compris les vitesses cibles. Launch Pad utilise ces données d'entrée pour générer des plans de passage contextuels qui minimisent les inefficacités dues aux pentes, aux effets des dunes et à la géométrie irrégulière des parcelles.

Les Matthews ont intégré leurs couches de topographie et de type de sol, générant des itinéraires de machines contextuels et standardisant les plans d'opération afin de réduire le temps de planification et les erreurs des opérateurs. Cela visait principalement à traiter les formes de relief de dunes et de dépressions sur leur exploitation. Les Matthews avaient identifié que les crêtes de dunes, sable léger et non mouillant, nécessitaient des vitesses de machine plus lentes pour prévenir l'érosion. Les fonds de dépressions présentaient des types de sols plus lourds qui supportaient des vitesses plus élevées, tandis que les versants intermédiaires étaient identifiés comme adaptés à une vitesse intermédiaire. Launch Pad a été utilisé pour comparer et mesurer différentes vitesses de semis pour le déplacement et les manœuvres (vitesse de semis = vitesse de pousse) selon les types de sols et les machines.

Prochaines Étapes

Dans la perspective de l'avenir, l'équipe prévoit de zonifier les sols pour différentes opérations et types de gestion, d'affiner les vitesses de semis adaptées à la configuration du semoir et au type de sol, de créer des schémas de fracturation des sillons et d'adapter la profondeur d'intervention (y compris la pression de la roue presse-semence) et le placement des semences selon les types de cultures spécifiques. Les Matthews prévoient d'appliquer les outils Launch Pad plus directement à ces opérations de gestion des sols.

Une meilleure compréhension de la dynamique des sols permettra également d'optimiser des opérations telles que la pulvérisation et le sous-solage en fonction des variations de l'humidité du sol, de la granulométrie et de la texture du sol, du pH, de la répulsion à l'eau du sol et du risque directionnel saisonnier de déplacement des sols.

Une prochaine étape clé consiste à compléter la cartographie haute précision de toutes les lignes de clôture à une résolution de deux centimètres. Bien qu'une grande partie de ce travail soit déjà réalisée, certaines limites doivent être vérifiées ou rectifiées là où les enregistrements antérieurs manquaient de précision. Ce niveau de précision sera essentiel non seulement pour la précision de Launch Pad, mais aussi pour l'intégration de technologies émergentes telles que les drones autonomes, la robotique de terrain comme Flux ou SwarmFarm, et les systèmes de pulvérisation aérienne.

Avec une expérience en aviation sur l'exploitation, il existe un intérêt particulier pour l'exploration de plateformes aériennes plus grandes, comme un drone pulvérisateur de classe Pelican, qui nécessitera également des limites très précises vérifiées sur le terrain. Une fois ces dynamiques pleinement comprises, le système de semis et la gestion du risque érosif pourront être davantage optimisés.

En s'appuyant sur les résultats préliminaires de Launch Pad concernant la sélection des lignes de tête AB, les Matthews envisagent maintenant d'utiliser les mêmes lignes à 8 degrés dans des parcelles sélectionnées aussi bien pour les semis que pour la récolte. En alternant chaque année entre les lignes de semis et de récolte, ils visent à continuer d'établir leurs schémas de trafic en forme de losange qui aident à interrompre les trajectoires du vent, à réduire la dérive et à minimiser le déplacement du sable dans les systèmes de dunes vulnérables.

Les interactions avec les herbicides, l'espacement des rangs, la germination, la levée et les performances en vigueur précoce bénéficieront également de cette approche plus précise à l'entrée dans cette saison.

Conclusion

Malgré les progrès accomplis jusqu'à présent, les Matthews estiment qu'ils n'exploitent encore qu'une fraction de ce que la plateforme Launch Pad peut offrir.

Ce qui a commencé comme un outil de planification de flotte et de logistique de bennes de champ s'est désormais étendu pour devenir une plateforme soutenant des gains d'efficacité dans un large éventail d'opérations agricoles. Avec leur consultant en sols Michael Eyres, et en travaillant en étroite collaboration avec leur agronome et ancien chercheur à Minnipa, Leigh "Megsy" Davis, les Matthews voient un potentiel encore plus grand, non seulement pour leur propre exploitation, mais aussi pour partager leurs connaissances avec leur communauté agricole plus large.

Cette collaboration continue s'est déjà étendue à la gestion des sols, au contrôle de l'érosion et à une compréhension plus approfondie du système de dunes et de dépressions. Launch Pad a contribué à rendre un système très complexe gérable, en simplifiant des décisions complexes sans ignorer la variabilité sous-jacente.