Les facteurs environnementaux et d'origine animale déforment-ils l'imagerie infrarouge des bovins?

Introduction

Tous les objets émettent des radiations dans le domaine infrarouge. On peut mesurer ces radiations pour déterminer la température externe des objets. La technologie de mesure du rayonnement infrarouge a d'abord été utilisée dans les années 1950 à des fins militaires, puis a évolué progressivement jusqu'à atteindre le secteur de l'élevage. Certaines des applications de l'infrarouge incluent la détection précoce des maladies inflammatoires, le bien-être animal, l'état de chair et l'efficacité alimentaire. Malgré toutes ces possibilités, l'utilisation des techniques à l'infrarouge se limite aux opérations commerciales, en raison de l'absence de procédures d'exploitation normalisées pour effectuer convenablement des évaluations à l'infrarouge selon différents scénarios.

Les facteurs d'origine animale, tels que l'activité physique, la prise alimentaire avant l'imagerie et la réponse individuelle aux médicaments, pourraient masquer le but biologique sous-jacent devant être évalué, en raison des changements incontrôlés sur les modèles de radiation. Les facteurs environnementaux comme la saleté, ainsi que les facteurs climatiques tels que les rayons directs du soleil et les courants d'air, auraient aussi le potentiel de biaiser l'analyse infrarouge, car la surface du corps de l'animal pourrait émettre des interférences sur le rayonnement.

En outre, le choix de la caméra à infrarouge basé sur les différentes options technologiques (différentes résolutions de l'image, le coût, la sensibilité et la gamme d'applications) doit aussi être pris en compte. Par ailleurs, le manque de cohérence entre les juges qui analysent les mêmes images thermiques pourrait aussi interférer dans l'analyse de l'image infrarouge.

Les objectifs de la présente étude étaient les suivants : évaluer les effets des facteurs d'origine animale (activité physique, médication et accroissement de la chaleur lors de l'alimentation) et des facteurs environnementaux (ensoleillement, vent forcé et débris à la surface des animaux) sur l'évaluation infrarouge, comparer les différents types de caméras à infrarouge et comparer la répétabilité des évaluations entre les juges.

Ce que nous avons fait

L'étude a été divisée en différents essais : un essai de répétabilité, un essai comparatif de caméras infrarouges et de juges, un essai d'activité physique, un essai de médication, un essai de vent forcé, un essai de débris, un essai d'exposition au soleil et un essai portant sur l'accroissement de la chaleur lors de l'alimentation. Tous les essais ont été menés au Centre de recherche sur les bovins de boucherie d'Elora (Université de Guelph) et comprenaient des photos de référence prises avant et après chaque essai pour comparer les relevés de températures. À l'exception du test de répétabilité, les photos ont été prises alors que les animaux étaient maintenus dans une chambre calorimétrique de tête, afin d'évaluer leur taux métabolique.

L'essai de répétabilité a été réalisé sur 127 veaux sevrés retenus dans un couloir de contention. Deux photos consécutives de leur tête ont été prises avec une caméra FLIR SC2000 (figure 1). Les veaux ont été de nouveau soumis à l'imagerie trois jours plus tard. Deux groupes de veaux ont été évalués à deux différentes semaines et leur poids corporel a été mesuré à chaque fois. L'essai comparatif sur les caméras infrarouges et les juges a été réalisé en utilisant différentes caméras (FLIR i40, T250 et SC2000). On a photographié différentes parties du corps d'une génisse de boucherie à partir de sept différentes distances (1,0 m, 1,5 m, 3,5 m, 5,5 m, 9,5 m, 11,5 m et 15,5 m) et avec trois caméras différentes. Les mêmes images ont également été analysées par deux juges afin de vérifier la répétabilité d'interprétation des différents juges.

Une femme qui tient une caméra infrarouge et qui pose une génisse de boucherie dont la tête est à l'extérieur du couloir de contention
Figure 1. Évaluation du rayonnement infrarouge (imagerie de la tête) émis par une génisse retenue dans un couloir de contention.

L'essai sur l'activité physique a été réalisé sur deux génisses de boucherie d'un an et consistait à les faire courir pendant 15 minutes. Trois photos post-exercice ont été prises toutes les 20 minutes avec l'appareil T250. L'essai sur la médication incluait de la xylazine (un sédatif) et de l'atipamézole (un anti-sédatif); la xylazine a été administrée en premier, suivie par une dose d'atipamézole. Deux séries de photos ont été prises toutes les 10 minutes après l'injection de la xylazine et deux autres ont été prises après l'atipamézole. Pour l'essai du vent forcé, on a utilisé la caméra SC2000. Le ventilateur a été mis en marche (vitesse du vent de 17 km/h) et a soufflé sur le côté droit de l'animal. Les photos ont été prises toutes les 10 minutes à cinq reprises. Le ventilateur a été éteint par la suite et des photos ont été prises toutes les 10 minutes à 4 reprises (figure 2). L'essai des débris incluait deux types de débris : du fumier et des copeaux. Des photos ont été prises avant et après avoir dispersé du fumier sur les zones caudales des quatre pattes, du jarret jusqu'à la base du sabot. De façon similaire, les copeaux ont été placés sur le dos de l'animal pour des prises de photos avant et après les avoir enlevés.

Des images infrarouges qui montrent des zones bleues, violettes, rouges, jaunes et oranges, ainsi que deux encadrés noirs et un thermomètre dont la zone noire (en bas) indique une température de 23 degrés Celsius et la zone blanche (en haut) une température de 36 degrés
Figure 2. À l'aide d'une caméra infrarouge, il est possible de déterminer la température à la surface de l'animal, laquelle peut être influencée par plusieurs facteurs. Par exemple, au cours de l'essai du vent forcé, la température de départ (ventilateur arrêté), que l'on peut voir dans l'encadré de l'image A, était nettement plus élevée (35,9 °C) qu'après l'exposition au vent (33,5 °C), alors que le ventilateur était en marche (encadré de l'image B).

Ce que nous avons trouvé

  1. La distance a eu une forte influence sur la température mesurée pour une partie du corps donnée. Par exemple, à 1 m et à 15 m de l'œil de l'animal, les lectures furent de 35 °C et de 32 °C respectivement.
  2. En outre, les modèles de caméras infrarouges évalués ont donné des thermographies avec des différences substantielles, alors que les photos furent prises à partir du même endroit et au même moment. Par exemple, la caméra T250 placée à 3,5 m a donné une lecture de 35,5 °C alors que la SC2000 a donné une lecture de 36,5 °C.
  3. L'essai comparatif des juges a montré une forte corrélation de 0,96 pour l'interprétation de la température entre les différents juges.
  4. L'essai des veaux sevrés a montré une forte corrélation entre le poids corporel des animaux aux différents jours (0,92, P <0,01) et entre les deux thermographies oculaires consécutives (0,94, P<0,01). Cependant, les corrélations pour la comparaison des différents jours étaient faibles et contradictoires pour les deux semaines (0,42 et 0,30, P<0,01 pour l'œil au premier jour comparativement à l'œil au deuxième jour, et ce pour les deux semaines respectivement).
  5. L'essai sur l'activité physique a révélé une augmentation notable de la température à la suite de l'activité. La température de référence de la patte arrière était de 32,1 °C et est passée à 35,1 °C après l'activité physique.
  6. L'essai sur la médication a démontré une baisse de température après l'administration de la xylazine (la température de la patte arrière est passée de 35,8 °C à 34 °C), puis la température a augmenté (35,6 °C) avec l'administration d'atipamézole.
  7. Le vent forcé a provoqué un abaissement de la température à différentes parties du corps à mesure que la durée de ventilation augmentait. Au début, la température de la patte arrière était de 33,6 °C, puis elle a baissé à 30,1 °C avec la ventilation. Après l'interruption du ventilateur, la température a remonté à 33,5 °C (figure 2).

L'étude des résultats pour les deux types de débris se poursuit.

Principaux résultats

Il y a eu des différences dans le rayonnement infrarouge capté par les caméras lorsque les bovins étaient soumis à des conditions différentes. Il faut tenir compte de ces facteurs au moment d'analyser les images infrarouges. Le choix de l'équipement et l'exactitude des analyses d'images infrarouges sont également des facteurs clés pour une bonne utilisation de cette technologie dans l'évaluation du bétail.

Remerciements

Ontario Cattleman Association, Conseil de l'adaptation agricole, ministère de l'Agriculture et de l'Alimentation de l'Ontario (MAAO), ministère des Affaires rurales (MAR), Beef Cattle Research Council et Agriculture et Agroalimentaire Canada.


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