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Agritech : L’innovation au service du monde agricole 1/2

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Le 15 novembre 2022, l’Organisation des Nations Unies a annoncé que la population mondiale venait de passer le cap des 8 milliards de personnes. La croissance exponentielle du nombre d’êtres humains sur Terre (2,5 milliards d’habitants en 1950 et 7 milliards en 2010) devrait se poursuivre encore sur plusieurs décennies (l’Institution table sur une planète peuplée de 10 milliards d’individus en 2058).

Dans ce contexte, la question de l’alimentation va prendre une place de plus en plus importante dans les grandes décisions politiques internationales. Selon certaines estimations, il faudrait 2,5 planètes pour nourrir les Terriens en 2050 entrainant une explosion des situations de famines ce qui aura pour conséquence de multiplier les exodes des zones à forte sécurité alimentaire (principalement l’Afrique Saharienne et Sub-Saharienne) vers les zones plus prospères. Et cela ne sera pas sans conséquence sur l’équilibre du monde confronté à la multiplication des conflits.

La pression portera de plus en plus sur le monde agricole dont l’une des fonctions est de nourrir les habitants de la planète. Pourtant, ce secteur est lui aussi confronté à la crise (notamment celle des vocations mais aussi écologique) et les injonctions ne manquent pas : assurer la souveraineté alimentaire, prendre en compte les enjeux environnementaux, gagner en résilience …  

Pour répondre à ces enjeux et objectifs, les pouvoirs publics prennent des dispositions en favorisant l’innovation selon deux axes principaux : continuer à produire pour subvenir aux besoins de la population tout en tenants compte des enjeux liés au respect de l’environnement et de la biodiversité.

En France, dans le cadre du plan de modernisation France 2030, un AMI (Appel à Manifestation d’Intérêt) a été lancé portant sur les agroéquipements innovants avec comme objectif « d’investir dans le numérique pour accélérer la transition écologique des systèmes agricoles et faire face aux enjeux de sécurité alimentaire, climatiques et environnementaux ». Doté d’une enveloppe de 400 millions d’euros cet AMI devrait contribuer à rapprocher le monde agricole des pratiques innovantes. Ce dispositif est ouvert dans un premier temps sur trois thématiques, qui sont au cœur de l’actualité et sont, pour les agriculteurs, des problématiques permanentes : l’optimisation de la gestion de la ressource en eau ; l’adaptation au changement climatique et la réduction de la consommation énergétique. En outre, l’Etat investit 65 millions d’euros pour la recherche en agroécologie et numérique dans le cadre d’un nouveau Programme et équipements prioritaires de recherche (PEPR).

Cette première note de veille de l’année fait le point sur les grandes innovations qui commencent à se déployer dans le monde agricole. Certaines d’entre elles, moins récentes que d’autres, ont déjà fait leurs preuves. L’utilisation des data et des analytics, par exemple, permet aujourd’hui à de nombreuses exploitations agricoles d’optimiser leur gestion du quotidien et d’améliorer leurs revenus par une plus grande efficacité. Si ces innovations peuvent paraître pour certains une façon de déshumaniser un secteur où l’être humain reste au centre des préoccupations, il n’en reste pas moins, comme nous allons le voir, qu’elles permettent aussi une amélioration des conditions de travail souvent pénibles.

1. Agriculture et internet des objets

L’agriculture est un secteur d’activité ou l’observation et la surveillance (des cheptels, des cultures, des données météorologiques, etc.) sont particulièrement importantes. L’approche conventionnelle nécessite du temps, du personnel, des équipements et de l’effort pour mener à bien cette tâche. Les coûts peuvent rapidement devenir faramineux. Aussi, dans une volonté de réduction des coûts, le secteur agricole se tourne de plus en plus vers l’internet des objets dans le but d’automatiser au maximum le process et, à terme, d’améliorer la productivité. Le recours à l’internet des objets, aux capteurs et aux senseurs libère l’agriculteur de nombreuses tâches non directement productives et surtout il va permettre d’agréger « passivement » des données disparates nécessaires à la prise de décision. Par exemple, les capteurs et senseurs relèvent les températures et les taux d’humidité d’un sol, identifient et évaluent un cheptel et bien plus. En outre, les nouveaux systèmes d’irrigation utilisent des capteurs IoT pour automatiser l’approvisionnement en eau des cultures. Il s’agit notamment de capteurs d’évapotranspiration, de capteurs d’humidité du sol sur site et de capteurs de pluie. Ceux-ci envoient des alertes à temps et améliorent le temps de réponse pour les zones qui ont besoin d’attention.

Selon une étude de l’agence Future Market Insights, le marché de l’IoT agricole connaîtra une croissance annuelle moyenne de 10% entre 2022 et 2032. La valeur du marché est évaluée à 11,5 milliards de dollars pour l’année 2021 et devrait atteindre, 32,8 milliards de dollars à l’horizon 2032. La baisse des coûts d’équipement de matériels et de solutions IoT permettant une généralisation des équipements à l’horizon 2022.

La start-up bulgare Agrila propose une station de capteurs modulaires basée sur l’IoT qui facilite la détection de paramètres essentiels tels que l’humidité et la température du sol, la vitesse et la direction du vent, la pluie, l’humidité, l’irradiation solaire et bien plus encore. La station est alimentée à l’énergie solaire et fournit des alertes en temps réel via des applications mobiles ou Web. En outre, la solution propose également des graphiques détaillés, des rapports et des analyses des données issues des capteurs, permettant aux agriculteurs de recueillir des informations de manière économique et efficace.

Farmer’s Hive est une start-up canadienne qui répond au besoin de surveillance à distance instantanée de l’équipement agricole, des cultures et des microclimats. La start-up développe des capteurs basés sur la technologie IoT pour les serres, les fermes familiales et les producteurs de fruits. Ils fournissent des services cloud qui stockent directement les données et les métriques détaillées mesurées par ces capteurs. En outre, ils facilitent la surveillance à distance dans un écosystème sans fil à l’aide de technologies de connectivité telles que les réseaux 4G, LTE-M, Wi-Fi ou LoRaWAN. Cela permet aux agriculteurs d’obtenir des informations sur leurs données agricoles et d’identifier les zones problématiques en temps réel.

Autre exemple, avec la société SoilTech Wireless. Cette start-up de l’agritech mise sur l’utilisation de l’IoT pour inciter les agriculteurs (et tous les acteurs de la chaine d’approvisionnement) à enclencher des pratiques vertueuses de gestion de leurs sols. Pour cela, SoilTech Wireless propose le déploiement de beacons (de la taille d’une boîte de conserve) permettant de suivre toute la chaine de production depuis l’ensemencement jusqu’au stockage des productions avant leur départ en commercialisation. Grâce à un système de recueil, de mesures et d’analyses récoltées par les objets connectés, les agriculteurs sont en mesure d’avoir une cartographie très précise autour de l’hygrométrie, la température et la composition des sols, mais également les dommages occasionnés aux cultures (présence de maladies, mauvais transport, conditions de stockage non conformes, etc.).

Miecolo, start-up accompagnée par Unitec, offre des solutions aux apiculteurs pour améliorer la surveillance et la gestion de leurs ruches. En équipant les ruches d’une balance connectée, l’apiculteur peut très facilement relever des informations primordiales sur l’état de santé des abeilles et du rucher en général. En temps réel et à distance, le professionnel peut connaître la température des ruches, le poids des ruches (et ainsi suivre la production de miel) ou encore le taux d’humidité qui renseigne sur l’état de santé de la ruche. Cet outil permet à l’apiculteur de gérer son rucher, mais également d’anticiper le calendrier de ses interventions, de connaître parfaitement la santé de son cheptel.

La sécurité est également un domaine important en agriculture. En effet, selon les estimations des assurances et du ministère de l’Agriculture, chaque année, en France, ce sont plus de 20.000 accidents du travail qui sont recensés, dont 3000, pouvant entrainer une incapacité partielle ou permanente du travail. Ainsi, 1 agriculteur sur 3 sera confronté à un accident du travail au cours de sa vie professionnelle. Pour répondre à cette problématique, un projet accompagné par Unitec et mené par deux étudiants de Bordeaux Sciences Agro, Tou’Roule a vu le jour en 2021 après avoir remporté le concours MakeITAgri. Tou’Roule c’est un petit boîtier connecté qui équipe les agriculteurs utilisant des tracteurs et qui permet à toutes les personnes équipées de provoquer un arrêt d’urgence du tracteur (lui-même pourvu d’un système d’arrêt à distance) en cas de chute du conducteur ou de toute autre personne à proximité. Le boîtier permet également d’alerter les secours de manière instantanée en activant de manière répétée le bouton. Les deux étudiants ont également développé un capteur de chute qui repère les chutes accidentelles et prévient automatiquement les secours. L’objectif est de réduire une partie des 4000 accidents du travail agricole liés aux chutes.

2. La robotique agricole

Le marché de la robotique agricole est un marché ultra porteur. Évalué à près de 5 milliards de dollars en 2020, il devrait atteindre 20 milliards en 2025 selon un rapport publié par MarketsandMarkets. L’agriculture poursuit sa mutation entamée depuis la Révolution industrielle, poussant toujours un peu plus loin la mécanisation des pratiques. Aujourd’hui, ce sont l’automatisation et la robotisation qui prennent place dans cette évolution. L’augmentation de la population mondiale fait peser un poids toujours plus lourd sur les agriculteurs qui doivent, aujourd’hui plus qu’hier, assumer leur rôle de grenier de l’Humanité. De manière corollaire, le secteur agricole peine de plus en plus à recruter de la main-d’œuvre, car les salaires ne suivent pas les conditions de travail souvent éprouvantes. La robotisation et l’autonomisation des outils et des techniques permettent de résoudre une partie du problème. De plus en plus d’entreprises proposent des technologies de robotisation ou de cobotisation visant à alléger la charge de travail des salariés agricoles tout en améliorant l’efficience du cycle dle production. On ne cite plus Vitirover, le robot qui permet d’automatiser, de manière intelligente, le désherbage des rangs de vignes et de réduire (jusqu’à totalement faire disparaitre le recours aux produits phytosanitaires de synthèse) ou le Canadien Nexus qui développe le même service avec son robot bien nommé « La chèvre ». Au-delà de cet exemple, c’est toute une foule de pratiques agricoles qui sont ou seront robotisées : on pense à la cueillette des fruits, la récolte, la plantation, le repiquage, la pulvérisation, l’ensemencement ou le désherbage. Toutes ces tâches, répétitives et très inconfortables pour les professionnels, sont peu à peu robotisées. Cette transformation permet à l’agriculteur de se concentrer sur les tâches les plus productives, en redéployant le personnel depuis les champs vers des activités moins pénibles et à plus forte valeur ajoutée. Autre argument favorable à l’automatisation dans l’agriculture : la réduction des erreurs et par là des coûts liés à ces erreurs.

La start-up américaine Advanced.Farm tire parti de la technologie robotique pour développer des solutions de récolte et de navigation autonomes dans les champs et les verges. Leur solution : des robots équipés de caméra stéréo en mesure d’identifier les fruits et leur stade de maturité. Par ailleurs, afin de ne pas abimer les arbres lors de la cueillette, les robots sont équipés de bras préhenseurs capables de séparer les fruits des branches et des feuilles.

L’entreprise israélienne Edete s’est emparée, en 2016, d’une problématique majeure : la disparition des insectes pollinisateurs lorsque l’on sait que 75% des récoltes sont le résultat de la pollinisation par les animaux (contre 25% par d’autres moyens naturels comme le vent), la question de la chute du cheptel des abeilles (principaux insectes jouant ce rôle) devient essentielle. La solution proposée par Edete ? La pollinisation artificielle-as-a-service une technologie qui permet de stocker le pollen et de l’inséminer de manière artificielle directement dans le pistil des fleurs des arbres fruitiers, premier marché visé par l’entreprise avant de se tourner vers la culture du coton, de la pistache ou des graines de canola.

Dans le monde vitivinicole, l’automatisation et la robotisation sont également des enjeux forts. Neowine est un projet accompagné par Unitec et propose des solutions d’automatisation pour les professionnels et la vigne et du vin. Trois produits sont développés, dont deux particulièrement innovants. Vineo est un pigeur automatique de barriques, idéal pour les microvinifications intégrales. Vin’up, de son côté, est une solution de pilotage automatique des remontages de vin. L’objectif est de permettre un remontage plus fréquent (sans solliciter d’humain) afin d’éviter les assèchements des marcs.

3. L’intelligence artificielle au service d’une agriculture plus performante

L’intégration de l’intelligence artificielle (IA) dans l’agriculture fournit aux agriculteurs des informations en temps réel sur les conditions de leurs champs, ce qui leur permet d’être proactifs. L’analyse des données et l’IA offrent aux agriculteurs de solutions prédictives pour la prévision des données météorologiques, du rendement des cultures et des prix, leur permettant de prendre des décisions éclairées. La start-up américaine Arwa Intelligence exploite l’intelligence artificielle pour fournir des recommandations personnalisées pour la planification des cultures. La start-up a conçu une interface logicielle qui agrège toutes les données de la ferme pour effectuer une analyse détaillée de la génétique, de la fertilité des sols, du climat, de la récolte et du rendement. Ils offrent des solutions intelligentes de classification des sols et du climat spécifiques aux cultures sur le terrain.

Trapview est une solution automatisée de surveillance (grâce à un dispositif de piégeage connecté) et de prévision des ravageurs et des nuisibles qui fournit aux agriculteurs des données en temps quasi réel sur l’état de leurs cultures. En prévoyant les infestations potentielles de ravageurs, la technologie d’IA sert de « garde du corps numérique » pour aider à protéger les taux de survie des cultures. Les agriculteurs qui utilisent Trapview connaissent des coûts de production plus bas, des rendements plus élevés, une meilleure gestion des risques et opèrent dans un écosystème beaucoup plus durable.

L’IA peut également être associée à la blockchain et aux contrats intelligents pour améliorer le quotidien des agriculteurs, notamment en matière de protection face aux aléas climatiques ou naturels. Les contrats intelligents permettent d’automatiser des actions sans avoir recours à un tiers de confiance. Dans le cas de l’agriculture, ils permettent de déclencher des clauses spécifiques d’un contrat d’assurance, selon l’occurrence d’un événement extérieur sans que personne n’intervienne pour valider. Les termes du contrat étant définis à l’avance et inscrits dans la blockchain, ils sont réputés immuables et infalsifiables. La start-up kenyane Once Sync fournit des contrats intelligents aux agriculteurs agricoles en Afrique. La start-up aide à traiter les paiements notamment les transactions en ligne et l’argent sur smartphone. Les données sont collectées et stockées sur la plateforme Shamba Records en toute sécurité. Les analyses avancées et les algorithmes d’apprentissage automatique aident ensuite à identifier les agriculteurs potentiels pour leur fournir un crédit.

4. Surveillance, géorepérage : l’apport des drones

Autre sujet chaud de l’agritech : le déploiement de drones. Ces véhicules aériens sans pilote (UAV) permettent une nouvelle approche de la connaissance agricole des parcelles, des cheptels ou de la sécurisation des troupeaux. Équipés de caméra, ils collectent des informations brutes, vues du ciel, sur les exploitations agricoles. Ces drones optimisent l’application d’engrais, d’eau, de semences et de pesticides, favorisant ainsi l’agriculture de précision. De plus, les drones facilitent le suivi du bétail, le géorepérage et la surveillance des pâturages. Ils survolent les champs pour capturer des images allant de simples photographies en lumière visible à des images multispectrales qui aident à l’analyse des cultures, des sols et des champs. Ils sont également efficaces pour la surveillance du bétail, la surveillance des pâturages et la culture des cultures. Bientôt, ces drones seront capables de faire des relevés à distance comme la composition minérale ou organique d’un sol ou encore d’évaluer l’invasion de mauvaises herbes dans un champ.

Wakan Tech est une start-up venue du Sultanat d’Oman qui propose des solutions innovantes de drones pour la pollinisation aérienne des palmiers dattiers. En outre, ces drones sont en mesure de surveiller la santé des cultures, d’engager une pulvérisation ciblée de pesticides et de pollen (en utilisant du pollen liquide ou sec). Pour cela, la start-up équipe ses drones d’intelligence artificielle couplée à la vision par ordinateur permettant la détection des parasites et des palmiers dattiers malades. Cela permet un ciblage et une pulvérisation plus rapides et plus précis, en particulier dans le cas des grandes exploitations agricoles. C’est la solution qu’offre Kray Technologies avec un drone pouvant couvrir une surface d’environ 6 km² par jour de manière totalement autonome (depuis le survol des zones à couvrir jusqu’au ravitaillement en intrants). Ces drones remplacent avantageusement les avions-épandeurs permettant ainsi de faire des économies de carburant, de maintenance et de personnel. Les coûts sont ainsi réduits de près de 90% par rapport aux techniques classiques. De manière concomitante, la start-up affirme que l’utilisation de ses drones entraine une augmentation des rendements entre 20 et 40% par la plus grande précision de ces engins qui sont capables de fertiliser de manière plus fine les champs.

En France, Airinov, start-up appartenant au Groupe Carré, propose des solutions d’aide à la décision utilisant des drones. En volant à très basse altitude (1cm), le drone cartographie l’ensemble des cultures pour évaluer très finement les besoins des pieds de blé, d’orge en azote et ainsi planifier les épandages selon un calendrier et un zonage plus précis.


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