Les caméras thermiques de FLIR dévoilent le secret des insectes coexistants

L'imagerie thermique est d'une grande aide dans l'étude des insectes. Les chercheurs l'utilisent pour découvrir comment plusieurs espèces d'insectes coexistent dans une plante hôte. À la Penn State University, une FLIR T650sc permet d'obtenir des informations thermiques importantes dans une expérience sur des espèces d'insectes coexistantes dans des plants de blé.

Les départements d'entomologie et d'écologie de la Penn State University se sont donné comme mission de mener des recherches remarquables sur les insectes qui amélioreront la santé des êtres humains, la qualité de vie, et la durabilité de notre nourriture et de nos écosystèmes. L'entomologie est en effet une science de la vie interdisciplinaire qui contribue grandement à notre compréhension de la vie, de notre environnement et du bien-être de notre société. Les insectes ont une influence notable sur la civilisation humaine, qu'il s'agisse d'un impact positif, comme la pollinisation de nos plantes alimentaires, ou négatif, comme la bataille avec nos sources d'alimentation ou en tant que porteurs de graves maladies humaines.

Insectes et température

La recherche des départements d'entomologie et d'écologie traite de différentes questions et utilise de nombreuses approches et méthodologies expérimentales, notamment l'imagerie thermique, pour en savoir plus sur les vies des insectes. La température est un des facteurs environnementaux les plus importants de la croissance et du développement des insectes. Les conditions microclimatiques sur la plante hôte, c'est-à-dire la plante sur laquelle les insectes logent et dont ils se nourrissent, sont particulièrement importantes pour les insectes herbivores ; les gradients thermiques sont souvent à l'origine de la répartition des insectes sur leur plante hôte.

Mitzy Porras, étudiante de 3ème cycle en entomologie à Penn State, étudie ces microclimats et s'intéresse en particulier à la coexistence des insectes sur des plantes hôtes. « Comment des espèces concurrentes coexistent-elles dans un environnement commun ? Le gradient thermique d'une plante peut nous donner des informations sur la façon dont ces insectes coexistent, sur les mécanismes de leur coexistence, et sur la répartition typique de ces insectes sur une plante. »

Mesure de la température des plantes

Une expérience a été organisée pour identifier le gradient thermique sur du blé (Triticum aestivum L.). « Nous voulions mesurer précisément la température des plants de blé, à la fois sur la tige et sur les parties apicales de la plante, » explique Mitzy Porras. « Cependant, les caractéristiques physiques du plant de blé (feuilles et tiges étroites) ont compliqué la mesure précise et fiable de la température de la plante. »

« J'avais déjà travaillé avec des thermocouples dans d'autres universités, mais malheureusement, ceux-ci ne s'étaient pas avérés être une technologie très efficace pour mesurer la température des plantes, » poursuit Mitzy Porras. « D'abord, un thermocouple mesure uniquement la température sur un point et pas sur une surface plus importante. Deuxièmement, pour mesurer la température de la plante avec un thermocouple, vous devez toucher la plante. Et en la touchant, vous pouvez en modifier la température. Bien sûr, cela aurait généré des mesures inexactes. »

Croissance à haute densité de champ simulée, de gauche à droite : Image visuelle, image thermique, mesures. Il existe un gradient thermique sur le plant de blé (sous densité de champ simulée). La température du plant variait de 22 ± 1,5°C sur la tige à 32,5± 1 °C sur la partie la plus apicale des feuilles.

Imagerie thermique

« Pour cette expérience, nous avons décidé d'utiliser une caméra thermique, car cette technologie nous permet de déterminer précisément l'hétérogénéité thermique sur les plants, » explique Mitzy Porras. « Elle peut évaluer simultanément la température sur la tige et sur les parties apicales de la plante, et vous profitez d'une présentation totale du gradient thermique sur une seule image. Les feuilles et la tige étroites ne nous ont pas permis de distinguer facilement la température de la plante de la température environnante. Mais nous sommes parvenus à surmonter ce problème en utilisant l'objectif approprié sur la caméra thermique. Ainsi, nous avons pu évaluer la température sur trois points de la feuille de blé. »

« Un autre énorme avantage de l'imagerie thermique est qu'il s'agit d'une méthode non invasive ce qui signifie que vous n'influencez pas la température de la plante en la mesurant. »

Détermination du gradient thermique sur les plants individuels : la température varie de 2°C à 4°C, selon l'humidité relative et le stress auxquels la plante est exposée. Identification du gradient thermique avec les OUTILS FLIR.

Les mesures thermographiques ont été prises avec une caméra thermique FLIR T650sc, équipée d'un objectif de 15 mm avec une valeur d'émissivité de 0,90. Le plant de blé se trouvait dans une chambre d'incubation, avec humidité, lumière, température et vitesse du vent contrôlées, ce qui permettait d'obtenir un flux d'air homogène et d'éviter les fluctuations. La caméra FLIR était exposée aux conditions environnementales dans l'incubateur pendant environ deux heures avant l'expérience, et les plants étaient acclimatés pendant 24 heures avant de prendre les photos. Un ensemble de 10 photos ont été prises pour chaque plant, avec une distance d'un mètre entre les plants et la caméra. Le gradient thermique a été évalué sur les plants en conditions simulées de densité du champ et pour des plants individuels.

Imageur thermique confortable

Pendant la recherche d'une caméra thermique adaptée à l'expérience, Mitzy Porras a décidé de réexaminer les exigences techniques des expériences décrites dans d'autres travaux académiques. Il est devenu évident que la T650sc, une caméra thermique particulièrement populaire dans le monde de la recherche et de l'enseignement, était exactement la caméra adaptée à ce travail.

La FLIR T650sc est une caméra de recherche thermique avec une résolution de 640 x 480 pixels et une taille de point réduite qui offre des résultats précis, ainsi qu'une mesure de la température à la fois exacte et fiable. Elle est équipée d'une unité IR inclinable qui permet aux utilisateurs de mener leurs propres expériences de manière rapide et confortable. L'écran LCD tactile de grande qualité affiche des images claires et nettes et permet de modifier les paramètres et d'interagir avec le menu. La T650sc intègre également les fonctionnalités d'amélioration des images propriétaires de FLIR, MSX® et UltraMaxTM.

« La FLIR T650sc nous a permis d'évaluer très précisément la température sur la tige et les parties apicales du blé et nous a présenté le gradient thermique en détail, ce qui était exactement l'objectif de cette expérience, » explique Mitzy Porras. « De plus, la caméra est très simple à utiliser. Vous pouvez choisir d'utiliser l'unité FLIR sur le terrain ou de l'utiliser en laboratoire, ce qui en fait un outil très flexible. Cette caméra peut être utilisée dans différents environnements et elle s'est parfaitement acclimatée dans la chambre d'incubation. »