Le désherbage est une tâche essentielle dans de nombreux secteurs, de l’agriculture à l’entretien des espaces publics, en passant par les parcs et jardins. Traditionnellement, le contrôle des mauvaises herbes repose sur des méthodes chimiques ou mécaniques. Cependant, face aux préoccupations croissantes concernant l’environnement et la santé, des solutions alternatives émergent. Le désherbage électrique à haute tension s’inscrit dans cette mouvance en proposant une approche innovante et durable. Cette technique, bien que ses concepts remontent à la fin des années 1800, a connu un renouveau significatif grâce aux avancées technologiques, offrant une alternative prometteuse aux pratiques conventionnelles.
Principes de Fonctionnement du Désherbage Électrique
Le désherbage électrique est une méthode qui exploite l’électricité pour éliminer les plantes indésirables, sur la base d’un principe physique. Contrairement aux herbicides qui agissent par l’intermédiaire de substances chimiques, ou au désherbage mécanique qui retire souvent seulement la partie visible des mauvaises herbes, le désherbage électrique agit en profondeur, jusqu’aux racines.
Génération et Application du Courant
L’électricité haute tension est générée localement à partir de l’énergie mécanique du tracteur ou d’une autre source d’énergie. Cette énergie mécanique est convertie en un courant à haute tension par un générateur. Le courant électrique passe ensuite par un applicateur dans les plantes, puis dans le sol. Le circuit électrique est fermé par un second applicateur qui touche soit d’autres plantes, soit le sol. Le contact physique de la plante cible avec les électrodes à haute tension établit un flux de courant qui agit uniquement au moment de l’application et ne laisse aucun résidu dans le sol. La haute tension est modulée dans des modules de puissance brevetés et permet d’obtenir des résultats de désherbage sûrs et homogènes.
Mécanisme d’Action sur la Plante
Lorsque le courant électrique traverse la plante, il se transforme en courant thermique, provoquant un échauffement rapide des liquides internes. Ce chauffage intense fait vibrer les molécules d'eau à l'intérieur des mauvaises herbes, ce qui entraîne l'éclatement des tissus vasculaires et la destruction des parois cellulaires. Les plantes sont ainsi flétries de l’intérieur, jusqu’aux racines. Le passage du courant fait éclater les vaisseaux de la plante qui se dessèche et meurt. Un temps de contact de 0,01 à 1 seconde est suffisant selon le type d’adventices à traiter, leur stade et leur densité. Ce mode d’action, basé sur les racines, assure une destruction efficace et durable de la plante traitée, empêchant sa régénération et sa multiplication.
Avantages Environnementaux et Sanitaires
Le désherbage électrique présente des avantages significatifs par rapport aux méthodes traditionnelles, notamment en ce qui concerne l’impact environnemental et la sécurité des utilisateurs.
Réduction de l’Utilisation des Produits Chimiques
L’un des principaux avantages du désherbage électrique réside dans sa capacité à répondre à des problématiques actuelles telles que la réduction des produits chimiques en agriculture et l’impact sur l’environnement. En supprimant l’utilisation de produits chimiques, il aide à protéger la biodiversité, les sols et les ressources en eau. Contrairement aux herbicides, il n’a pas d’impact environnemental négatif sur les agroécosystèmes. Les mauvaises herbes sont éliminées par l’électricité, sur la base d’un principe physique, ce qui signifie qu'aucune résistance des plantes ne peut se développer, et l’environnement et les utilisateurs ne sont pas exposés à des substances toxiques. Le glyphosate, par exemple, s'est avéré problématique et est présent dans de nombreux sprays désherbants traditionnels.
Sécurité pour les Utilisateurs et l’Environnement
L’utilisation de l’électricité pour le désherbage est non seulement respectueuse de l’environnement, mais elle est aussi sûre pour l’utilisateur. Des entreprises comme Zasso prennent grand soin de garantir la pleine sécurité opérationnelle de l’utilisateur et des tiers. Toutes les normes pertinentes, liées à la manipulation sûre de l’électricité haute tension, sont respectées. Les désherbeurs électriques ne libèrent aucun produit chimique dangereux dans notre atmosphère. De multiples capteurs sont installés sur la rampe et la génératrice des équipements, comme le Weed Zapper, pour assurer la sécurité de l’opérateur et de l’équipement. Bien qu’ils soient munis de ces capteurs et d’un extincteur, les désherbeurs électriques ne devraient pas être utilisés dans des champs extrêmement secs, et les interdictions de feu locales doivent être vérifiées préalablement. Les consignes de sécurité incluses dans le manuel doivent être consultées, et les mesures de précaution doivent être strictement mises en œuvre chaque fois que l’équipement est utilisé ou entretenu.
Impact sur la Vie du Sol et la Biodiversité
Contrairement au binage manuel ou mécanisé, le désherbage électrique ne provoque pas de mouvement du sol. Ainsi, on évite l'érosion, la perturbation de la structure du sol, et l'incitation à la dormance des semences. Comme les plantes tuées restent en place, la surface du sol reste ombragée et les nouvelles graines ne trouveront pas un lit de semences favorable à la germination, ce qui retarde la repousse des mauvaises herbes. Afin d’évaluer l’impact de l’électricité sur la microfaune du sol, des dénombrements de vers de terre (abondance et biomasse) ainsi que des analyses de sol (biomasse microbienne totale et potentiel de minéralisation de l’azote) ont été réalisées. Les comparaisons des valeurs entre un témoin sans désherbage et la modalité désherbée avec des équipements comme le XPower ne montrent pas d’effet notable sur la microfaune du sol. En comparaison aux autres méthodes (chimique et mécanique), l’impact sur la vie du sol est comparable ou plus stable.
Désherbage thermique ou manuel ?
Polyvalence et Adaptabilité des Systèmes Électriques
Le désherbage électrique se distingue par sa polyvalence, ce qui le rend adapté à une large gamme d’applications et de contextes.
Applications Agricoles
En agriculture, le désherbage électrique répond parfaitement aux exigences des cultures biologiques et des exploitations qui cherchent à réduire leur utilisation de produits chimiques tout en maintenant un contrôle efficace des mauvaises herbes. Il peut être utilisé pour la destruction des mauvaises herbes printanières qui apparaissent avant le semis ou la plantation des cultures principales, ou pour le défanage des pommes de terre sans la nécessité d’utiliser des défanants chimiques, lesquels sont couramment employés pour faciliter la récolte des tubercules. Des essais sont menés par des entreprises comme Zasso-CNH sur des outils intercep, dont un premier prototype a été présenté en Allemagne en juin 2019, visant à proposer un outil utilisable sur enjambeur ou tracteur étroit pour le désherbage dans les vignobles et autres cultures spécialisées.
Utilisation dans les Espaces Publics et Urbains
Le désherbage électrique peut être utilisé sur diverses surfaces, y compris les chemins de fer, les zones pavées, les terrains agricoles et les espaces urbains. Le contrôle des mauvaises herbes est un élément non négociable lorsqu'il s'agit de donner un accès sûr aux espaces publics pour que les communautés puissent en profiter. Les mauvaises herbes peuvent avoir un impact sur la santé d'autres plantes désirées et peuvent causer des accidents. Sans oublier que les mauvaises herbes sont généralement indésirables et ne sont souvent pas visuellement attrayantes. Avec l’inquiétude croissante concernant les ingrédients nocifs des désherbants traditionnels, les machines de désherbage électriques offrent une solution efficace et respectueuse de l'environnement pour les collectivités.
Historique et Développement Technologique
Le concept d’utilisation de l’électricité pour le désherbage remonte à la fin des années 1800. Le premier équipement de désherbage électrique a été mis au point dans les années 1970 pour empêcher la montée en graine des betteraves sucrières. En 1982, Evrard avait déjà lancé un système de désherbage électrique destiné à éliminer les betteraves montées. Une technique de désherbage haute tension avait aussi été développée par Irstea dans les années 1995-2000. Depuis, d’autres laboratoires et entreprises ont travaillé le sujet.
Innovations et Équipements Modernes
La société suisse Zasso est parmi les plus avancées dans ce domaine, ayant conçu l’Electroherb, renommé XPower après l’accord de distribution passé entre Zasso et CNH. Le ZAP Weeder de Zasso s’inscrit dans cette mouvance en proposant une approche innovante et durable : le désherbage électrique. Ces équipements sont de véritables petites centrales électriques sur roues. Une génératrice puissante est attelée à un tracteur ordinaire et un câble relie la génératrice à un gros tuyau en cuivre monté à l’avant du tracteur qui est ajustable en hauteur et peut s’étendre sur une largeur de 11 à 15 pieds. Tout est contrôlé depuis l’intérieur du tracteur, ce qui rend son utilisation sûre et facile pour les producteurs.
Des systèmes comme le Weed Zapper, testés par Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC), utilisent également une génératrice attelée à un tracteur conventionnel et un fil relie la génératrice à un gros tuyau en cuivre à l’avant du tracteur. L’objectif de ces recherches est de voir comment le désherbage électrique affecte la biomasse des mauvaises herbes une fois qu’elles sont touchées et si cela détruit les graines de mauvaises herbes, ce qui pourrait réduire la propagation des mauvaises herbes au cours des prochaines saisons de croissance.
Facteurs Influant sur l'Efficacité
L’efficacité du désherbage électrique est conditionnée par plusieurs facteurs, qu’il est important de prendre en compte pour optimiser les résultats.
Humidité du Sol et des Plantes
L’humidité du sol pénalise le désherbage électrique. Ainsi, les conditions sèches des sols accroissent les efficacités du désherbage électrique. Cependant, si les conditions sont trop sèches, il y a un risque de départ de feu. Le désherbage électrique fonctionne mieux sur des plantes qui contiennent encore un peu d’humidité, ce qui signifie qu’elles ne doivent pas être complètement matures ou desséchées. L’humidité et le fait d’utiliser les équipements plus tôt dans la journée contribuent à réduire le risque d’incendie et facilitent la conduction de l’électricité qui endommage les tissus des mauvaises herbes de l’intérieur vers l’extérieur. L’humidité du couvert (rosée) facilite sa destruction.
Type de Plante et Biomasse
En ce qui concerne les plantes-cibles, le résultat est conditionné par l’espèce, la biomasse, la densité ou encore l’humidité du couvert. De manière générale, les dicotylédones sont plus faciles à détruire que les graminées. Plus la biomasse est élevée, moins le désherbage électrique est efficace. De même, plus le couvert est dense, moins le désherbage électrique est efficace. Plus les plantes sont grandes et lignifiées, plus il est difficile d'obtenir une action complète de l'arc électrique, qui circule mieux quand la conductivité de la plante est importante.
Vitesse d'Application
La vitesse de travail détermine la quantité d'énergie appliquée et le temps de contact des électrodes avec les adventices. Une vitesse faible (2 km/h), synonyme de temps de contact prolongé entre l’applicateur et les plantes, donne les meilleurs niveaux de destruction. L’efficacité est plus forte à 2 km/h qu’à 3 km/h. L’augmentation de la vitesse d’application réduit le temps de contact de l’électrode et donc l’énergie appliquée, ce qui peut compromettre l'efficacité du traitement.
Défis et Perspectives d'Avenir
Bien que le désherbage électrique présente de nombreux avantages, son utilisation n’est pas sans défis.
Exigences Énergétiques et Coûts
L’un des principaux défis est l’exigence en énergie électrique. En effet, le dispositif nécessite une source d’alimentation importante pour fonctionner efficacement. La largeur de travail limitée (3 m) et la faible vitesse d’avancement limitent le débit de chantier. Selon ce dernier, le coût d’utilisation oscille entre 110 et 250 €/ha main-d’œuvre comprise, à partir de 200 ha déployés par an. La technique est donc largement plus coûteuse que la gestion par glyphosate ou travail du sol. Ces chiffres, bien que datant de 2018 et 2019, sont susceptibles d’évoluer selon les progrès des différents constructeurs. Les coûts des équipements varient également, allant des désherbeurs portatifs comme le RootWave à des désherbeurs montés sur un tracteur comme les équipements WeedZapper et Xpower.
Risques Potentiels et Précautions
Bien que les machines électriques de désherbage ne libèrent aucun produit chimique dangereux dans notre atmosphère, elles présentent certains risques pour la sécurité humaine, principalement liés à la manipulation de l'électricité haute tension. Cependant, ces risques sont gérables grâce au respect strict des normes de sécurité et à l'intégration de capteurs et de dispositifs de protection. Le risque d’incendie est également présent dans certaines situations, notamment sur végétation sèche. C’est pourquoi les interdictions de feu locales doivent être vérifiées préalablement à toute utilisation, et un extincteur doit être à portée de main.
Recherches et Développements Futurs
Un programme de recherche national, WeedElec, a été lancé pour développer une solution de désherbage interrang en légumes et grandes cultures. La détection des adventices par drone est couplée à un robot Ecorobotix équipé d’un outil de désherbage haute tension. Une étude du signal électrique le plus efficace selon l’adventice est aussi prévue. Des projets de recherche, comme ceux menés par Nicolle MacDonald d’Agriculture et Agroalimentaire Canada, visent à évaluer les dommages potentiels aux cultures et à déterminer les réglages et le calendrier idéaux pour que cette technique soit rentable pour les producteurs. L’idée est de continuer à développer des équipements innovants afin que les producteurs puissent voir leur fonctionnement et les avantages à les intégrer dans un système de lutte intégrée, favorisant ainsi une adoption accrue de ces technologies. Le désherbage électrique a un excellent potentiel de complémentarité avec d’autres techniques de désherbage dans un contexte de régie intégrée.
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