Carte NDVI par drone : comment ça marche et à quoi ça sert

Le principe : ce que mesure le NDVI

La chlorophylle des feuilles absorbe fortement la lumière visible, en particulier le rouge, pour la photosynthèse. La structure cellulaire des feuilles, elle, réfléchit fortement le proche infrarouge (PIR). Une plante dense et active renvoie donc beaucoup de PIR et peu de rouge.

Le NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) compare ces deux valeurs :

NDVI = (PIR − Rouge) ÷ (PIR + Rouge)

Le résultat varie de −1 à +1. Selon la NASA, une valeur proche de 0 correspond à une absence de feuilles vertes, et une valeur de 0,8 à 0,9 à la densité maximale de feuilles vertes. Sur une parcelle, la valeur absolue compte moins que les écarts : on compare les zones entre elles, ou la même zone d’une date à l’autre.

Comment on obtient une carte NDVI drone

1. Préparer le vol : plan de vol en grille au-dessus de la parcelle, hauteur constante, fort recouvrement entre images. Pix4D recommande des recouvrements plus élevés sur les champs cultivés que sur un terrain ordinaire.
2. Calibrer : photographier une cible de réflectance avant le vol et utiliser le capteur de luminosité du drone, pour que les valeurs restent comparables malgré les variations d’éclairage.
3. Voler : de préférence par lumière stable, ciel dégagé ou couvert uniforme, en évitant les passages nuageux pendant le vol.
4. Traiter : le logiciel (Pix4Dfields, DJI Terra) assemble les images en une orthomosaïque par bande, puis calcule l’indice pixel par pixel.
5. Analyser : la carte est classée en zones, souvent dans QGIS, puis comparée à la connaissance de la parcelle.
6. Vérifier au champ : on se rend dans les zones atypiques pour en trouver la cause.
7. Agir : on construit une carte de modulation, exportée en Shapefile, ISOXML ou GeoTIFF, lisible par la console du tracteur ou par l’outil du conseiller.

Ce cycle observer, analyser, décider, agir est le cœur de l’agriculture de précision.

NDVI, NDRE, GNDVI : quel indice choisir ?

Le NDVI n’est pas le seul indice. Avec une caméra qui dispose aussi d’une bande verte et d’une bande red edge (bordure du rouge), d’autres calculs sont possibles.

Sur un couvert très développé, les écarts de NDVI entre zones ont tendance à se réduire. C’est une des raisons pour lesquelles le NDRE est souvent utilisé en complément en cours de saison.

Le matériel : caméra multispectrale et drone

Un drone photo classique ne suffit pas : ses images ne contiennent pas de bande proche infrarouge exploitable. Il faut une caméra multispectrale, qui enregistre séparément plusieurs bandes étroites.

Exemple : la caméra du DJI Mavic 3 Multispectral enregistre quatre bandes (vert 560 nm, rouge 650 nm, red edge 730 nm, proche infrarouge 860 nm) avec des capteurs de 5 MP, en plus d’une caméra couleur de 20 MP. Elle intègre un capteur de luminosité et peut recevoir un module RTK. Son poids net, hélices et module RTK compris, est de 951 g : au-delà de 800 g, le drone doit être enregistré, en plus de l’exploitant.

Une caméra thermique complète utilement l’analyse, par exemple pour repérer un stress hydrique.

À quoi sert une carte NDVI drone, et quelles sont ses limites

Les usages courants :

• repérer l’hétérogénéité à l’intérieur d’une parcelle ;
• suivre la levée et l’évolution d’une culture ;
• cibler les zones à visiter en priorité ;
• constater des dégâts localisés (grêle, gibier, verse) ;
• préparer une modulation d’intrants avec un conseiller agronome ;
• en viticulture, cartographier la vigueur des rangs.

Les clients habituels sont les coopératives, les viticulteurs, les exploitations de grandes cultures et les bureaux de conseil agronomique.

Les limites :

• une zone faible peut venir d’un manque d’eau, d’une carence, d’une maladie ou d’un sol différent : le NDVI ne fait pas la différence ;
• des adventices peuvent faire monter le NDVI d’une zone sans que la culture y soit meilleure ;
• sans calibration, deux cartes prises à des dates ou sous des lumières différentes ne sont pas comparables.

Drone ou satellite ? Le satellite Sentinel-2 fournit gratuitement des bandes visibles et proche infrarouge à 10 m de résolution, avec un passage environ tous les 5 jours, mais il dépend des nuages. Le drone offre une résolution de quelques centimètres selon la hauteur de vol et vole quand vous en avez besoin, sur des surfaces plus réduites. Les deux sont souvent complémentaires.

Enfin, la carte NDVI sert à décider ; elle ne traite pas. L’épandage par drone reste strictement encadré en France : seuls certains cas sont autorisés.

Quel cadre réglementaire pour cartographier des parcelles ?

Une mission de cartographie agricole suit les règles générales. Au-dessus de champs éloignés des habitations, la catégorie ouverte suffit souvent : A3 à 150 m des zones résidentielles, commerciales, industrielles ou récréatives, ou A1/A2 selon la classe du drone. La hauteur reste limitée à 120 m, le vol se fait de jour et en vue. Pour de grandes surfaces survolées hors vue, il faut passer en catégorie spécifique : STS-02 (drone C6, jusqu’à 1 km, 2 km avec observateurs, zone faiblement peuplée) ou autorisation PDRA ou SORA. Pour un usage professionnel, l’assurance responsabilité civile est obligatoire.