Brevet FR2759541A1 — publié le 19980821

PROCEDE ET INSTALLATION DE TELEDETECTION AUTOMATIQUE DE L'ACTIVITE D'ANIMAUX EN STABULATION LIBRE La présente invention concerne un procédé et une installation de télédétection automatique de l'activité d'animaux en stabulation libre telles que les vaches permettant notamment la détection des périodes de chaleur mais également l'indication de la période optimale pour procéder à l'insémination artificielle des bêtes. En effet, dans les élevages laitiers et allaitants, l'utilisation de l'insémination artificielle permet l'amélioration des performances du troupeau. Pour les éleveurs concernés, la détection de la période de chaleur, correspondant à la période de reproduction, est essentielle pour garantir la réussite de l'insémination artificielle. Parmi les signes caractéristiques des périodes de chaleur des animaux, l'hyper-activité de ces derniers est considéré comme le plus pertinent ; on estime couramment que les mouvements de l'animal concerné peuvent s'amplifier jusqu'à sept fois plus que son activité normale. Par ailleurs, il est généralement admis que la surveillance des périodes de chaleur doit être quotidienne et plus particulièrement elle doit être intensifiée la nuit entre 0 et 5 heures du matin. On comprend bien dès lors que le temps disponible pour un éleveur allaitant, qui est inversement proportionnel à la taille de son troupeau, ne lui permet pas dans bien des cas d'assurer lui-même efficacement cette surveillance. On a donc déjà envisagé de mesurer la variation du niveau d'activité des vaches dans le temps afin de détecter et de signaler automatiquement les périodes de chaleur durant lesquelles ce niveau d'activité s'accroît fortement. A cet égard, la période de chaleur étant relativement courte, de 12 à 36 heures en moyenne, il est essentiel pour l'éleveur de bien connaître le moment où il doit agir par rapport au début de cette période. L'observation automatique permet de se repérer et de se situer dans le temps par rapport à cette période et estimer en conséquence de degré d'urgence de l'insémination, étant observé par ailleurs que le moment idéal pour procéder à l'insémination se situe en fin de la période de chaleur. Un procédé et un dispositif de mesure d'un tel niveau d'activité sont décrits, par exemple, dans le brevet EP-O 705 536 Al. Le dispositif de mesure du tel niveau d'activité faisant l'objet de ce brevet, comprend un capteur du mouvement de la tête de la vache et un circuit de comptage électronique, le capteur de mouvement étant porté par l'animal et agencé de manière à n'émettre un signal d'alerte que lorsque le mouvement de l'animal détecté est différent de son mouvement normal pour son alimentation. Un tel procédé, qui ne prend en compte que les mouvements de la tête de l'animal, apparaît peu fiable pour une détection sérieuse des périodes de chaleur de l'animal. En effet, outre les mouvements naturels pour l'alimentation de l'animal qu'il convient de bien dissocier en l'espèce, on a pu établir que de tels mouvements ne sont pas seulement caractéristiques de la période des chaleurs, mais peuvent au contraire correspondre à d'autres pathologies de l'animal. En revanche, l'hyper-activité de ce dernier semble beaucoup plus caractéristique et il est apparu intéressant de procéder par détection de la trajectoire de ses déplacements dont on peut suivre et analyser les variations et l'évolution dans le temps, d'un paramètre en le comparant aux caractéristiques d'une trajectoire standard, attendue pour un animal considéré. A cet effet, la présente invention porte sur un procédé et un dispositif de mesure du niveau d'activité d'un animal, par exemple d'une vache, dans lesquels le traitement des signaux caractérisant les niveaux d'activité des différents animaux sont analysés à distance par des moyens particulièrement fiables. A cet effet, ce procédé de télédétection automatique de l'activité d'animaux en stabulation libre tels que les vaches permettant notamment la détection des périodes de chaleur est caractérisé par la succession des étapes suivantes - on place sur chaque animal à surveiller un marqueur l'identifiant grâce à un principe de codage, - on enregistre de façon continue la position des marqueurs par exemple grâce à un système de caméra vidéo associée à un traitement informatique, - on en déduit la trajectoire de chaque animal tant que celui-ci se trouve dans le champ de vision de la caméra, - on enregistre les variations d'au moins un paramètre significatif de la trajectoire au cours du temps, - on compare cette variation aux caractéristiques de la trajectoire standard attendue de l'animal considéré, - on alerte l'éleveur dès qu'apparait un écart durable de la valeur du paramètre de la trajectoire par rapport à la valeur attendue, caractéristique d'une hyperactivité ou dune hypo-activité de l'animal, qu'il convient alors de traiter. S'agissant par exemple de lhyper-activité d'une vache détectée conformément au procédé ci-dessus, l'éleveur pourra en déduire que l'animal est en période de chaleur ou encore qu il s'agit d'un vêlage dépendant d'ailleurs du paramètre de la trajectoire retenue pour mesurer l'hyper-activité. On observera à cet égard, que selon une caractéristique importante de l'invention, le procédé permet, en plus de détecter l'activité elle-même, d'en montrer l'évolution dans le temps, de telle manière que l'éleveur soit capable de déceler l'instant optimal pour procéder par exemple aux opérations d'insémination artificielle qui se situent, comme on le sait, tout à la fin des périodes de chaleur. Accessoirement, on peut observer encore que selon le procédé conforme à l'invention, l'éleveur peut en outre détecter des hypo-activités de l'animal, traduisant comme on le sait des pathologies particulières comme par exemple la fièvre de lait et plus généralement toutes formes d'apathie qui caractérisent le stress des animaux montrant un risque très élevé de maladie. L'invention a également pour objet une installation de télédétection automatique de l'activité d'animaux tels que vaches en stabulation libre, caractérisée en ce qu'elle comprend, sur chaque animal à surveiller, un marqueur permettant de l'identifier et de localiser sa position dans l'enclos, au moins un récepteur détectant en continu la position des marqueurs respectifs portés par les animaux et délivrant, à sa sortie, des signaux d'information correspondant, pour chaque animal, à son identification et à sa position dans l'enclos, une unité de traitement des signaux de sortie du récepteur, cette unité analysant ces signaux de sortie de manière à déterminer, à partir de chaque signal provenant d'un marqueur, l'identité de l'animal correspondant et les coordonnées de la position qu'il occupe dans l'enclos, et à établir une succession de points définissant les positions successives de l'animal et par conséquent son déplacement ou sa trajectoire, l'unité comportant une mémoire pour stocker les positions successives occupées par chaque animal et définies par les coordonnées des points successifs et un moyen pour calculer, à partir de ces données, un paramètre de trajectoire définissant la quantité de déplacement par unité de temps, de chaque animal, et un dispositif d'alerte relié à l'unité de traitement et permettant d'indiquer une période d'activité de chaque animal à partir de l'augmentation ou à l'inverse de la diminution notable de son paramètre de trajectoire par rapport à sa valeur nominale correspondant aux déplacements normalement attendus de l'animal en dehors de la période. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est un schéma synoptique d'une installation de télédétection automatique des périodes de chaleurs de vaches en stabulation libre, - la figure 2 est un diagramme illustrant la variation de la quantité de déplacement par unité de temps entre des périodes normales et des périodes de chaleurs des vaches, Sur la figure 1 sont représentées schématiquement deux vaches 1 faisant partie d'un troupeau en stabulation libre. Ces vaches sont surveillées en permanence par une installation de télédétection suivant la présente invention, qui permet de signaler à l'éleveur, gérant le troupeau, les périodes des chaleurs des vaches respectives, afin qu'il puisse procéder au mieux à une insémination artificielle dans des conditions optimales. L'installation suivant la présente invention comprend deux parties, à savoir une première partie constituée d'éléments mobiles ou marqueurs 2 associés respectivement aux différentes vaches 1 et une seconde partie fixe de traitement de signaux. Chacun des marqueurs 2 qui sont portés par les vaches 1, par exemple au moyen d'un collier adapté à la physionomie de chaque animal, est conçu de manière à permettre, d'une part, d'identifier la vache qui le porte et, d'autre part, de localiser sa position dans l'enclos où elle peut se déplacer librement. Chaque marqueur 2 peut être du type passif, c'est-à-dire constitué d'un signe ou d'une marque pouvant être lu à distance, ou bien, de préférence, du type actif, c'est-à-dire émettant un signal codé pouvant être reçu à distance. Dans ce cas, le marqueur 2 comprend un émetteur de rayonnement, notamment d'un rayonnement infrarouge ou proche infrarouge, et il est alimenté en énergie électrique par une source de courant, telle que pile, batterie rechargeable etc..., portée par le collier de la vache. La partie fixe de l'installation de détection comprend un ou plusieurs récepteurs 3 disposés de manière à pouvoir observer en permanence les marqueurs passifs 2 ou à recevoir les signaux émis à partir des marqueurs actifs 2 et ce pratiquement quelles que soient les positions des vaches 1 dans leur enclos. Si chaque marqueur 2 émet un signal codé lumineux, le récepteur 3 est alors constitué par une caméra vidéo du type CCD qui peut être montée fixe et dont le champ est alors suffisamment grand pour couvrir une surface représentative de la surface de l'enclos. Suivant une variante, la caméra peut être montée mobile sur un rail. Le récepteur 3 est conçu de manière à délivrer, à sa sortie, des signaux d'information correspondant, pour chaque vache, à son identification et à sa position dans l'enclos. Le récepteur 3 est connecté à une unité 4 de traitement des signaux de sortie émis par le récepteur 3. L'unité 4 analyse les signaux provenant du récepteur 3 de manière à déterminer, à partir de chaque signal provenant d'un marqueur 2, l'identité de la vache 1 correspondante et les coordonnées x,y de la position qu'elle occupe dans son enclos constituant un système de référence à axes de coordonnées OX et OY. Le signal codé identifiant chaque vache 1 est pris en compte et analysé périodiquement, ce qui permet de déterminer une succession de points P définissant le déplacement de chaque vache 1 dans son enclos. Les positions successives occupées par la vache 1 et définies par les coordonnées X,Y des points P successifs sont stockées, pour chaque vache 1, dans une mémoire de l'unité 4 et cette unité 4 comporte un moyen pour calculer, à partir de ces positions successives, un paramètre de déplacement ou une grandeur d définissant la quantité de déplacement par unité de temps de chaque vache 1 dans son enclos. Les grandeurs d, calculées en permanence pour toutes les vaches 1 du troupeau, sont transmises à un dispositif d'alerte 5 relié à l'unité 4 et permettant d'indiquer à tout instant à l'éleveur les périodes des chaleurs des vaches de son troupeau. Cette indication tient ici à l'augmentation notable du paramètre de déplacement d d'une vache lorsqu'elle se trouve dans une période de chaleur, ainsi qu'il ressort de la figure 2. Sur cette figure, est représentée la variation du paramètre ou de la quantité de déplacement par unité de temps (par exemple par heure) d en fonction du temps T exprimé par exemple en jours. Les courbes tracées pour deux vaches la et lb du troupeau montrent une augmentation notable de la grandeur d qui, pendant les périodes des chaleurs ta et t b des deux vaches la et lb du troupeau, est de 2 à 8 fois supérieure à sa valeur normale correspondant aux déplacements normaux des vaches en dehors des périodes de chaleurs. Les informations relatives aux grandeurs des déplacements b pour les différentes vaches du troupeau peuvent être affichées sur l'écran d'un moniteur situé sur place ou bien être envoyées à distance par exemple dans le local d'habitation de l'éleveur. Celui-ci peut, par conséquent, surveiller très facilement à distance l'état des différentes vaches de son troupeau. I1 peut, en outre, appréhender l'évolution des chaleurs pendant toute la période où elles se produisent avec l'avantage de pouvoir procéder à l'insémination artificielle au meilleur moment, c'est-à-dire à la fin de la période ta ou tb du maximum d'agitation des vaches en chaleur. Bien que l'installation de télédétection suivant l'invention ait été spécialement conçue pour détecter les périodes des chaleurs des vaches, il va de soi qu'elle permet également de relever d'autres mouvements anormaux des bêtes d'un troupeau, résultant notamment de pathologies animales telle que la maladie dite de la vache folle, fièvre de lait, stress, mammites, etc ... ou encore de l'intrusion d'éléments étrangers dans l'enclos de stabulation, ces éléments perturbant le troupeau. Enfin, il va de soi que le procédé et l'installation qui le met en oeuvre tel qu'il vient d'être dit, est applicable à la surveillance de tous les élevages en stabulation libre ou analogue, comme les chevaux, moutons, cochons, etc REVENDICATIONS 1 - Procédé de télédétection automatique de l'activité d'animaux en stabulation libre tels que les vaches (1) permettant notamment la détection des périodes de chaleur, caractérisé par la succession d'étapes suivantes - on place sur chaque animal à surveiller un marqueur l'identifiant grâce à un principe de codage, - on enregistre de façon continue la position des marqueurs par exemple grâce à un système de caméra vidéo associée à un traitement informatique, - on en déduit la trajectoire de chaque animal tant que celui-ci se trouve dans le champ de vision de la caméra, - on enregistre les variations d'au moins un paramètre significatif de la trajectoire au cours du temps, - on compare cette variation aux caractéristiques de la trajectoire standard attendue de l'animal considéré, - on alerte l'éleveur dès qu'apparait un écart durable de la valeur du paramètre de la trajectoire par rapport à la valeur attendue, caractéristique d'une hyperactivité ou dune hypo-activité de l'animal, qu'il convient alors de traiter. 2 - Installation de télédétection automatique de l'activité d'animaux tels que vaches en stabulation libre, caractérisée en ce qu'elle comprend, sur chaque animal (1) à surveiller, un marqueur (2) permettant de l'identifier et de localiser sa position dans l'enclos, au moins un récepteur (3) détectant en continu la position des marqueurs respectifs (2) portés par les animaux et délivrant, à sa sortie, des signaux d'information correspondant, pour chaque animal, à son identification et à sa position dans l'enclos, une unité (4) de traitement des signaux de sortie du récepteur (3), cette unité (4) analysant ces signaux de sortie de manière à déterminer, à partir de chaque signal provenant d'un marqueur (2), l'identité de l'animal (1) correspondant et les coordonnées de la position qu'il occupe dans l'enclos, et à établir une succession de points définissant les positions successives de l'animal et par conséquent son déplacement ou sa trajectoire, l'unité comportant une mémoire pour stocker les positions successives occupées par chaque animal et définies par les coordonnées des points successifs et un moyen pour calculer, à partir de ces données, un paramètre de trajectoire définissant la quantité de déplacement (b) par unité de temps, de chaque animal (1), et un dispositif d'alerte (5) relié à l'unité (1) de traitement et permettant d'indiquer une période d'activité de chaque animal (1) à partir de l'augmentation ou à l'inverse de la diminution notable de son paramètre de trajectoire par rapport à sa valeur nominale correspondant aux déplacements (d) normalement attendus de l'animal en dehors de la période. 3 - Installation suivant la revendication 2 caractérisée en ce que chaque marqueur (2) est du type passif, c'est-à-dire qu'il est constitué d'un signe ou d'une marque pouvant être lu à distance. 4 - Installation suivant la revendication 2 caractérisée en ce que chaque marqueur (2) est du type actif et il comprend un émetteur de rayonnement, notamment d'un rayonnement infrarouge ou proche infrarouge, émettant un signal codé pouvant être capté à distance par le récepteur (3). 5 - Installation suivant la revendication 4 caractérisée en ce que le récepteur (3) est constitué par une caméra vidéo du type CCD. 6 - Installation suivant la revendication 5 caractérisée en ce que son champ est suffisamment grand pour couvrir la surface représentative de la surface de l'enclos. 7 - Installation suivant l'une quelconque des revendications 5 ou 6 caractérisée en ce que la caméra est montée mobile sur un rail. 8 - Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 caractérisée en ce que les informations relatives aux grandeurs des déplacements (d) sont affichées sur l'écran d'un moniteur situé soit sur place soit à distance, par exemple dans le local de éleveur. 9 - Application de l'installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 8 à la surveillance de mouvements anormaux des bêtes d'un élevage en stabulation libre ou analogue.