Le phénotypeur mesure et observe par le traitement de l’image

Le phénotypeur végétal automatisé est un appareil muni de plusieurs caméras. Il s’agit d’une station d’analyse, non destructive et à haut débit, qui permet de récolter une grande quantité de données sur les plantes dans un temps record.  L’appareil permet aux équipes de recherche spécialisées en sciences du végétal de pleinement déployer leurs recherches sur la forêt, l’agriculture et les environnements anthropisés avec peu de dépendance à la saison estivale, donc douze mois par année.

Le phénotypeur a été fabriqué en Tchéquie. Il a été livré en novembre 2023 par une équipe hautement spécialisée du manufacturier qui a passé près de quatre semaines à Sherbrooke pour l’assembler et le mettre en marche.

Le phénotypeur peut analyser périodiquement de façon automatisée de nombreux paramètres chez les plantes. Il permet la caractérisation morphologique (taille, indicateurs de santé, stress) des végétaux, allant des herbacées jusqu’aux arbustes. Mais il peut aussi analyser la photosynthèse, la teneur en eau, la teneur en chlorophylle, le degré de tolérance aux maladies (bactériennes, virales, etc.), le rendement face à la carence nutritionnelle, la tolérance aux contaminants environnementaux, etc.

L’utilisation du phénotypeur permet l’observation des plantes à plus long terme, voire sur un cycle de vie complet. Auparavant, la prise de données se faisait souvent de manière destructive, ce qui ne permettait pas les mesures répétées. Le phénotypeur permet de les observer sans les blesser.

Dans le Complexe de recherche intégrative en sciences végétales et environnementales, il occupe un compartiment à lui seul! Un convoyeur transporte les plantes jusqu’à lui.

Les plantes entrent à l’intérieur du phénotypeur et passent à travers différentes stations d’imagerie. Plusieurs types de caméras composent les trois stations de prise de données.

 1^re station : l’analyse de la fluorescence

Les mesures prises à la 1^re station permettent de définir les taux de photosynthèse des plantes, de même que de nombreux paramètres associés à ce mécanisme.

Il est aussi possible de détecter dans les plantes la présence de pathogènes – ce qui est impossible à l’œil nu – avant l’apparition de symptômes.

2^e station : l’analyse de la lumière visible RGB

Cette station mesure la morphologie et la structure de la plante. Avec les données colligées, il est possible de faire une reconstitution en 3D des plantes. Grâce aux données, les équipes de recherche mesurent la croissance de la plante en plus de collecter des informations sur des paramètres comme la surface foliaire, la longueur de la tige, etc.

3^e station : infrarouge

Deux caméras qui voient dans l’infrarouge, une VNIR et une SWIR, permettent notamment de documenter la teneur en eau et la teneur en azote des plantes.

La collecte de toutes ces données permet aux équipes de recherche de comprendre comment les plantes interagissent entre elles et comment elles s’adaptent à leur environnement.

Une fois les expériences terminées, les équipes doivent décontaminer tout ce qui a servi. Les plantes et leur substrat sont envoyés à l’autoclave. De cette façon, on s’assure de détruire les éventuels pathogènes. Les pots sont mis à tremper dans une solution désinfectante. La matière organique (plante, terreau) sera ensuite mise de côté pour entrer dans la composition du compost de l’UdeS.

À propos du projet

Estimée à plus de 11 millions de dollars, cette construction fait partie d’un projet conjoint avec l’Université McGill et la Plateforme de Phénotypage de plantes de l’Est canadien (ECP3), totalisant près de 24 millions de dollars. Le projet est soutenu par le ministère de l’Enseignement supérieur (MES), par la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI), par les contributions philanthropiques de METRO, de la Fondation Molson et de plusieurs individus. Cette infrastructure bonifiera les outils de recherche disponibles aux chercheuses et chercheurs du Centre SÈVE, un regroupement stratégique administré à l’Université de Sherbrooke et financé par les Fonds de Recherche du Québec – Nature et technologies.