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Haute technologie pour une qualité maximale: contrôle des semences dans le scanner tomographique

Au labo avec Sylvia Letsch

Des semences de qualité supérieure sont la clé pour obtenir les meilleurs rendements. L'une des conditions essentielles pour que les semences produisent des plantes à haut rendement est qu'elles contiennent un embryon en bonne santé. Mais les experts ne peuvent pas le dire de l'extérieur d'une graine. Une solution idéale serait de pouvoir regarder directement à l'intérieur des graines de betterave sucrière, qui ne mesurent que quelques millimètres. Et les experts en semences de KWS permettent un tel examen avec un scanner 3D.

Cette procédure est nécessaire car, bien entendu, toutes les graines d'un plant de betterave à sucre ne sont pas exactement identiques. Un petit pourcentage des graines est vide ou contient deux embryons, appelés jumeaux. C'est une conséquence tout à fait naturelle de la variation biologique. Il est impossible de le savoir en regardant seulement les grains en forme d'étoile d'un brun grisâtre dont la taille varie d'environ trois à six millimètres. Si le fermier semait de telles semences dans le champ, il y aurait soit des espaces vides, soit deux plantes poussant au même endroit. Les deux situations réduiraient le rendement. Bien sûr, ce n'est pas le résultat souhaité - pour l'agriculteur ou l'éleveur.

  • Regard sur l'échantillon: Chaque graine est enregistrée dans l'analyse.
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    Regard sur l'échantillon: Chaque graine est enregistrée dans l'analyse.

  • 60 échantillons avec un total de 18 000 graines d'un coup.
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    60 échantillons avec un total de 18 000 graines d'un coup.

  • Les échantillons sont placés dans le scanner. Le détecteur est sur le mur de gauche et la source de rayonnement est à droite.
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    Les échantillons sont placés dans le scanner. Le détecteur est sur le mur de gauche et la source de rayonnement est à droite.

Chaque lot est examiné individuellement

Au lieu de cela, l'objectif est, dans la mesure du possible, qu'une seule plante forte émerge de chaque graine. C'est pourquoi KWS consacre beaucoup de temps et d'efforts à la suppression des semences indésirables. Une fois que les graines ont été transformées en pastilles orange bien connues, il reste généralement un peu moins de 30% du total initial à la suite du processus de sélection rigoureux. Pour contrôler au mieux le processus, chaque lot est examiné individuellement. Le scanner de tomographie assistée par ordinateur aide les experts du laboratoire de la qualité des semences.

Olaf Brinkmann, expert du KWS, ouvre la porte à une salle de laboratoire très bien équipée. Un appareil développé par la société Fraunhofer et d'une taille d'environ deux mètres cubes y est installé. Seule une poignée de ces "inspecteurs de semences" est utilisée dans le monde entier. L'intérieur abrite une source faible de rayons X et, à l'opposé, un détecteur de rayons X. Entre eux, une petite plaque tournante électrique et un bras robotique

Deux images par seconde

Un nombre représentatif de graines d'un échantillon est analysé dans un petit récipient. Il y a 60 conteneurs sur chaque plateau que notre collègue Sylvia Letsch insère dans le scanner. L'activer déclenche un processus entièrement automatisé qui prend environ six heures. Le bras robotique place un conteneur sur le plateau tournant toutes les six minutes.

La rotation ultérieure du conteneur dans le faisceau de rayons X génère des images en trois dimensions. Le capteur prend environ deux images par seconde. Un ordinateur assemble ensuite les images individuelles en une image tridimensionnelle de l'échantillon. Grâce à la haute résolution, Sebastian Förster, spécialiste du contrôle de la qualité des semences sous la direction du laboratoire, peut examiner chaque grain en profondeur.

  • De grands cribles vibrants sont utilisés pour aider à préparer la graine. Sa qualité est examinée à plusieurs reprises à l'aide du scanner de tomographie par ordinateur.
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    De grands cribles vibrants sont utilisés pour aider à préparer la graine. Sa qualité est examinée à plusieurs reprises à l'aide du scanner tomographique.

  • Le résultat est la pastille: la graine finie.
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    Le résultat est la pastille: la graine finie.

  • La graine est ensuite acheminée vers la chaîne de conditionnement.
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    La graine est ensuite acheminée vers la chaîne de conditionnement.

  • C'est ainsi que les choses devraient se terminer: pas de jumeaux de betterave à sucre ni de trous dans le champ en raison de graines vides.
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    C'est ainsi que les choses devraient se terminer: pas de jumeaux de betterave à sucre ni de trous dans le champ en raison de graines vides.

Toujours objectif

De plus, l'algorithme spécialement développé pour les besoins de KWS reconnaît et mesure automatiquement la gaine multicouche, l'embryon et les petites cavités dans chaque grain. Les images de volume en trois dimensions permettent donc non seulement d'identifier les graines vides, mais également celles avec des embryons ratatinés. La machine est infatigable et l'algorithme du logiciel est toujours objectif. Le laboratoire de contrôle de la qualité examine plus de 3,9 millions de semences par saison afin de respecter l'un des principes clés de KWS: la meilleure des semences pour les agriculteurs.

«Après l'analyse, nous savons si le lot en question doit être soumis à un nouveau traitement afin de réduire davantage le nombre de jumeaux ou de semences vides. Les embryons gravement ratatinés sont également un indicateur de la qualité inférieure des semences. Cela peut avoir un impact sur la capacité de germination. Nous filtrons ces contingents afin d'améliorer la qualité », explique Sebastian Förster.

Progrès pour les éleveurs

Les obtenteurs de nouvelles variétés bénéficient également du scanner tomodensitométrique installé au siège de KWS à Einbeck, dans l'État allemand de Basse-Saxe. «Nos collègues d'élevage veulent également savoir quel est le taux de remplissage de leurs nouvelles lignées de betterave à sucre. C'est une information importante et un critère clé pour examiner de nouvelles variétés », ajoute Förster. L’expérience montre qu’il existe d’énormes variations entre les betteraves à sucre: certaines variétés donnent un rendement très faible en semences de haute qualité, tandis que pour d’autres, la plupart des graines peuvent être transformées plus avant en pastilles KWS orange bien connues.

L’ordinateur a reconstitué une animation de la graine examinée à partir de nombreuses images.

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Monde de l'agriculture

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