Projets R&D Biophotonique
ALVOPTIQ
Projet collaboratif (AMI Carnot, Carnot AgriFood Transition)
Dispositif de suivi temporel d’éléments inorganiques en agriculture et algoculture.
Notre objectif : Développer un instrument optique pour la mesure de la concentration d’éléments nutritifs dans les plantes terrestres (e.g. concombre, maïs et pomme de terre) et dans les algues. Reposant sur l’analyse du signal retro-diffusé par l’échantillon, la méthode apportera une information à l’utilisateur final de dépassement de seuil (e.g. de carence ou d’excès) en azote et en phosphore au terrain. Pour cela, des mesures de références viennent compléter le jeu de données spectrales afin de fournir un algorithme robuste.
Les partenaires : CEVA (porteur) et Vegenov.
MISPEL
Projet ressourcement (Région Bretagne)
Microscopie par excitation multi-photons pour l’imagerie d’échantillons organiques.
Notre objectif : Ce projet visa à montrer la capacité et l’efficacité d’une source paramétrique (développée par notre équipe Fibre) à exciter des fluorophores en microscopie non linéaire (2 ou 3 photons). Notre équipe biophotonique est en charge de concevoir et d’assembler le microscope, mais également de réaliser les parties caractérisation, test et validation sur des échantillons biologiques de végétaux et d’organismes vivants.
EYECROPS
Projet collaboratif (Région Bretagne)
Un projet sur le suivi temps réel de cultures végétales soumises à des stress abiotiques.
Notre objectif : Concevoir et développer un instrument d’aide à la décision portatif et autonome basé sur l’imagerie hyperspectrale.
Les partenaires : Photon Lines, VFI System.
TOMÉ – SEGA
Projet ressourcement (Région Bretagne)
Un projet pour répondre aux défis environnementaux et écologiques que doit relever le monde agricole et de proposer une agriculture plus précise et plus sobre. En effet, l’agriculture est l’un des principaux secteurs d’activité émetteur direct de gaz à effet de serre d’origine anthropique et de polluants atmosphériques (e.g. photo-respiration des plantes et des sols, pertes des fertilisants azotés, et fermentation entérique des ruminants).
Notre objectif : Développer une technologie lidar (pour light detection and ranging) capable de cartographier les émissions gazeuses en agriculture végétale (CO2 et N2O) et en agriculture animale (CH4 et NH3). La technologie permettra d’identifier spatialement et temporellement des pertes en nutriment azoté ou des zones avec polluants. Indirectement, elle permettra de réduire non seulement leur impact sur l’environnement et sur la santé, mais également les pertes économiques.
Les partenaires : Arvalis (sous-traitant).
Microscopie hyperspectrale
Projet interne (CIR)
Un projet interne pour mesurer la distribution spectrale d’échantillons organiques à l’échelle micrométrique.
Notre objectif : Concevoir et développer un microscope hyperspectral dans le visible et proche infrarouge. Avec une résolution spatiale de 9 µm et spectrale de 2,1 nm, les cellules biologiques de plantes et d’algues ont été analysées. Le taux d’azote, indirectement lié à l’information spectrale, a été cartographié. Des échantillons inorganiques ont également été observés, minéraux et métaux, pour en analyser les composés chimiques. Ce travail est en cours de valorisation [soumis à Applied Physics Letters].
SOFA
Projet ressourcement (Région Bretagne)
Un projet de ressourcement visant à apporter des solutions innovantes pour l’agriculture de demain (diagnostic santé et statut hydrique des plantes). L’activité photosynthétique d’une plante est fortement liée à son apport azoté ou hydrique.
Notre objectif : Etudier la fluorescence chlorophyllienne induite par les réactions de photosynthèse afin d’explorer les nombreux paramètres physiologiques de plantes C3 (e.g., orge et blé) C4 (e.g., maïs) ainsi que des stresses. Plus précisément, la cinétique temporelle (OJIP) de la fluorescence chlorophyllienne et la réponse spectrale de la chlorophylle (matrice EEM) ont fait l’objet de développements instrumentaux au sein des laboratoires. Adaptés pour la mesure in-situ, les capteurs ont ensuite été testés en champ lors de campagnes de mesure.
Les partenaires : Arvalis (sous-traitant).
Qualiphen
Projet collaboratif (Région Bretagne)
Un projet visant à évaluer les performances de mesures de télédétection en champ proche pour la caractérisation des végétaux (ex : estimation de la teneur en chlorophylle, quantification de l’indice PAI – plant area index, …). Le but est d’embarquer les instruments photoniques sur drones. Deux voies optiques sont étudiées : voie active (lidar multispectral) et voie passive (imagerie hyperspectrale).
Notre objectif : Concevoir et réaliser le lidar multispectrale (12 bandes dans le visible et l’infrarouge, 550 nm – 1650 nm) pour la mesure in-situ de la réflectance foliaire. Deux campagnes de mesures au terrain ont permis de valider les instruments de mesures et la faisabilité de caractériser le couvert végétal (maïs et blé). Ce travail a été valorisé dans de nombreuses communications scientifiques [9e Colloque du Groupe Hyperspectrale (SFPT-GH, 2024) et Optique Rouen (SFO, 2024)].
Les partenaires : Hytech Imaging, Arvalis.
ISHIA
Un projet de maturation pour étudier la faisabilité technique et commerciale de cette solution d’imagerie hyperspectrale innovante à un coût raisonnable.
Notre objectif : Valoriser les technologies développées en imagerie hyperspectrale sur des cas d’usage en agriculture et initier un projet entrepreneurial.