Une équipe de l’USDA-Agricultural Research Service (ARS) et de scientifiques universitaires ont mis au point un « E-nose » électronique permettant de détecter les infestations de la mouche blanche sur les plants de tomates.
Le « nez électronique » fonctionne en détectant un cocktail spécifique de composés organiques volatils (COV) que les plants de tomates libèrent dans l’air lorsqu’ils sont attaqués par les mouches blanches.
Dans la nature, ces composés volatiles mettent les autres plantes en état d’alerte. Les scientifiques espèrent que le nez électronique alertera également les producteurs afin qu’ils puissent adapter leur utilisation d’insecticides contre ces aleurodes, d’agents de biocontrôle comme les guêpes parasites ou d’autres mesures.
La surveillance des aleurodes consiste généralement à vérifier la présence d’un nombre seuil de parasites par feuille sur un échantillon de plantes ou capturés dans des pièges collants – deux processus qui prennent beaucoup de temps.
Mais, se sont demandés les scientifiques, que se passerait-il si les plantes pouvaient alerter les producteurs eux-mêmes – et en temps réel ?
À cette fin, les chercheurs ont conçu un prototype de dispositif E-nose de la taille d’une boîte à chaussures qui peut fonctionner dans la serre. Selon Heping Zhu (ingénieur agronome de l’unité de recherche sur la technologie d’application ARS), le dispositif imite l’odorat des mammifères et la capacité du cerveau à reconnaître certaines odeurs. Mais au lieu d’un passage nasal, de cellules réceptrices et d’un bulbe olfactif, le nez électronique utilise des capteurs de gaz, des modules d’acquisition de données et d’autres composants.
L’une des principales caractéristiques du nez électronique est une carte de circuit semblable à un nerf qui aide à convertir les échantillons de COV présents dans l’air en signaux numériques. Ces signaux sont à leur tour transmis au cerveau du système, à savoir un algorithme mathématique programmé pour reconnaître les types et concentrations spécifiques – ou empreintes olfactives – de COV que les plants de tomates dégagent lorsqu’ils sont attaqués.
Lors de tests en serre, le nez électronique a affiché les empreintes de COV de ces plantes sous la forme de différentes lignes de couleurs différentes qui s’élevaient de manière nette et régulière à droite d’un écran LED. De plus, le système a distingué les empreintes olfactives de plants de tomates infestés par les mouches blanches de celles de plants non infestés, ainsi que de plants dont les feuilles avaient été perforées avec des épingles à des fins de comparaison.
Grâce à des tests et à des développements supplémentaires, l’E-nose pourrait offrir aux producteur en serre un autre outil de surveillance leur permettant de décider où, quand et comment réduire au mieux les infestations de mouches blanches avant qu’elles n’atteignent des niveaux économiquement nuisibles. Outre les mouches blanches, le nez électronique a également détecté avec succès des pucerons ravageurs de tomates et des insectes ravageurs d’autres cultures sous serre.
« Le futur système E-nose peut être conçu comme un appareil portatif permettant aux producteurs de prélever des échantillons sur des plantes individuelles », explique M. Zhu. « Il peut également être conçu comme un système de réseau en nuage contrôlé par ordinateur qui se compose de plusieurs capteurs intelligents placés à différents endroits dans la serre, de sorte que l’ordinateur peut automatiquement recueillir des échantillons et surveiller les infestations 24 heures sur 24. »
