Contrôles sanitaires automatiques dans les fermes laitières à l'aide de caméras thermiques FLIR

Les fermes modernes s'apparentent de plus en plus à des usines, car elles s'industrialisent de façon croissante. Le producteur laitier d'aujourd'hui passe plus de temps derrière l'ordinateur qu'à s'acquitter des tâches ingrates. Dans ces circonstances, des systèmes de surveillance automatiques efficaces sont essentiels pour garantir la qualité et la continuité. La société Agricam située à Linköping en Suède fait partie des entreprises qui fabriquent ces systèmes. Elle a ainsi développé un système de surveillance automatique pour les vaches laitières qui utilise les caméras thermiques FLIR.

« L'un des principaux problèmes actuellement rencontré par les fermes laitières est celui de la mammite », explique Ellinor Eineren, fondatrice d'Agricam. « La mammite est une inflammation persistante des mamelles de la vache. Cette infection potentiellement mortelle de la glande mammaire est la maladie la plus fréquemment rencontrée dans les troupeaux laitiers. Elle se soigne très facilement lorsqu'elle est diagnostiquée précocement. En général, la vache infectée sera tout simplement traite plus fréquemment pour veiller à ce que ses mamelles ne contiennent peu ou pas de lait, et ainsi éviter que l'infection ne s'étende. De cette façon, le système immunitaire de l'animal peut se débarrasser de la bactérie avant que la mammite ne nécessite une prise en charge vétérinaire. »

Selon Mme Eineren, il était relativement simple de diagnostiquer le développement d'une mammite avec les anciennes méthodes de traite manuelle. « Une hausse de température dans la mamelle permettait d'identifier cette maladie. Cette hausse est due à une augmentation de la circulation sanguine, un signe courant d'inflammation. Le fermier disposait de toute l'expérience pratique nécessaire pour détecter ces symptômes. À l'heure actuelle, ce n'est pas aussi simple, car la traite est souvent effectuée par des machines de traite et non pas manuellement. »

Le lait jeté

Étant donné que la traite n'est plus effectuée à la main dans la plupart des laiteries modernes, le fermier ne sent plus l'augmentation de température dans les mamelles, laquelle annonce le développement d'une mammite. « C'est un vrai problème pour l'industrie laitière. La mammite provoque des douleurs et un inconfort général pour l'animal. Elle doit être traitée par des antibiotiques. Ceci n'entraîne pas seulement des frais vétérinaires. En raison des règlementations européennes strictes, le lait doit être jeté jusqu'à ce que toute trace d'antibiotique ait disparu du métabolisme de l'animal. »

Les estimations varient, mais il est certain que le coût annuel total de la mammite chez les vaches laitières se chiffre en dizaines de millions d'euros chez les fermiers européens. « J'ai été choqué de découvrir qu'un producteur laitier perdait en moyenne entre 20 000 et 60 000 euros par an à cause de la mammite. Cela représente une somme très importante. Nous nous sommes par conséquent efforcés de trouver une solution à ce problème : un système de détection automatique précoce basé sur la technologie thermique.

Outil de détection de l'inflammation

Les vétérinaires du monde entier utilisent des caméras thermiques portables pour détecter les inflammations chez les animaux domestiques. Que ce soit pour les chevaux et les vaches ou pour les chiens et les chats, les caméras thermiques sont de plus en plus utilisées par les professionnels de la santé animale en tant qu'outil de diagnostic des inflammations et autres problèmes de santé. « En pareils cas, un opérateur doit être présent pour effectuer l'enregistrement manuel des images et pour analyser les données thermographiques. Il n'existe à ma connaissance aucun système capable de faire cela automatiquement. »

C'est pour cette raison que Mme Eineren et la société Agricam ont développé un système breveté appelé CaDDi, l'abréviation de Cattle Disease Diagnostics (diagnostics des maladies du bétail). « Nous avons collaboré avec le distributeur de produits FLIR Termisk Systemteknik basé à Linköping pour tester la faisabilité d'un tel produit. La première chose que nous avons faite a été de déterminer si les caméras thermiques pouvaient détecter la mammite, en enregistrant manuellement des images thermiques de mamelles de vaches à l'aide d'une caméra thermique FLIR P660 et en analysant les images thermiques obtenues en collaboration avec des vétérinaires du Swedish National Veterinary Institute. »

Analyses automatiques à l'aide d'algorithmes avancés

« La prochaine étape consiste à élaborer un système capable d'effectuer cela automatiquement », ajoute Mme Eineren. « Mais c'était plus facile à dire qu'à faire. Les zones chaudes de l'image thermique n'indiquent pas toutes une inflammation. La température corporelle des animaux fluctue naturellement et il existe de nombreuses différences subtiles entre les comportements thermiques propres à chaque animal. Nous avions par conséquent besoin d'une analyse avancée pour prévenir les alarmes indésirables. Dans ce domaine, nous avons grandement bénéficié de l'expertise de notre partenaire Termisk Systemteknik. »

« Chez Termisk Systemteknik, nous disposons de plus de trente ans d'expérience dans l'analyse de toutes sortes d'images, y compris l'analyse des images thermiques », déclare Stefan Sjökvist, le PDG de Termisk Systemteknik. « Cette application spécifique restait un défi difficile à relever, car nous avions besoin de prendre en compte les propriétés thermiques spécifiques de chaque animal en particulier pour pouvoir obtenir des résultats précis. »

Caméra thermique FLIR A310

M. Sjökvist et ses collaborateurs ont installé deux caméras thermiques FLIR A310 dans des boîtiers étanches et robustes sur les côtés de la machine à traire d'une ferme laitière située aux environs de Linköping. « Avec une sensibilité thermique de 50 mK et une résolution de 320 x 240 pixels, les images thermiques FLIR A310 fournissent exactement le genre d'images détaillées et de données thermiques dont nous avons besoin pour cette application », explique M. Sjökvist.

Ces deux caméras thermiques FLIR A310 ont enregistré des images thermiques des mamelles des vaches laitières pendant six mois. À l'aide du système d'identification et de colliers RFID associés à la machine de traite automatique, une base de données d'images thermiques a été créée pour chaque vache. « Le logiciel détermine au moyen de cette base de données le comportement thermique normal de chaque animal. En comparant chaque nouveau relevé aux données précédemment enregistrées, le système peut désormais détecter avec précision le type d'anomalie thermique révélateur d'une mammite. Et la précision de ce système d'auto-apprentissage augmentera à mesure que la base de données s'enrichira. »

Détection d'autres problèmes de santé

Selon M. Sjökvist, des projets sont en cours pour étendre le système à d'autres pathologies. « La technologie doit pouvoir détecter toutes sortes de pathologies, comme d'autres types d'inflammation, des atteintes nerveuses, des problèmes ou des blessures du squelette, avant même que l'animal ne présente des symptômes cliniques. » Mme Eineren est du même avis. « Le produit que nous commercialisons actuellement s'appelle CaDDi Mastitis, mais des modules adaptés à d'autres maladies et animaux seront développés ultérieurement. Nous travaillons en étroite collaboration avec des vétérinaires du Swedish National Veterinary Institute pour vérifier l'exactitude de tous nos modules actuels et à venir.

Comparaison entre les fournisseurs d'images thermiques

« À un stade précoce de développement du concept, nous avons comparé les produits thermiques actuellement disponibles sur le marché, mais nous avons rapidement pu constater qu'il n'existait pas d'autre fournisseur dans ce secteur capable de proposer des solutions aussi performantes et abordables que celles offertes par FLIR Systems. »