La prochaine étape dans l’alimentation de la population mondiale en pleine croissance consiste à utiliser des tracteurs autotractés, l’agriculture de précision et des capteurs connectés pour quantifier l’agriculture sous de nouvelles formes.

A Montpellier depuis 2017, les propriétaires d’une ferme datant du milieu du XIXe siècle changent radicalement leur façon de cultiver les aliments. Les drones, l’imagerie satellite et l’agriculture de précision font partie de la technologie utilisée pour améliorer les coûts, le rendement et d’autres facteurs clés. »

La technologie change le monde et l’agriculture rattrape son retard. L’introduction de tout, de l’équipement agricole automatisé à une vaste gamme de capteurs connectés qui mesurent l’humidité du sol et des drones qui surveillent les cultures, ont changé l’activité agricole. Certains experts appellent même ce mouvement « Agriculture 4.0 » , un terme utilisé par le Sommet du gouvernement mondial, à Dubaï chaque année dans les Emirats arabes unis.

Une ferme numérique est plus efficace et durable que ses homologues du passé. Dans une ferme numérique intelligente, les cultures sont probablement cultivées en utilisant l’agriculture de précision, les tracteurs peuvent être autopropulsés, la récolte peut être déterminée par l’imagerie numérique des champs, et l’agriculteur travaille généralement avec un agronome pour fournir un savoir-faire technologique.

Voici quelques-uns des lieux qui ont mené la révolution.

  • L’Institut National de la recherche agronomique (INRA) évalue constamment de meilleures façons d’exploiter une ferme pour augmenter les rendements et améliorer l’efficacité, avec des capteurs recueillant les 14 pétaoctets de données par jour.
  • Le Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (CIRAD) envoie des spécialistes en technologie de sa filiale, pour montrer à des coopératives comme ACTA, de meilleures méthodes agricoles.
  • Des fermes intérieures comme le  » Montpellier SupAgro  » et le  » Jones Food  » en Europe cultivent sur des étagères verticales dans des installations intérieures massives qui réduisent considérablement l’empreinte carbone nécessaire à la production alimentaire.

Nourrir 9 milliards de personnes

Avec plus de 9 milliards de personnes qui devraient peupler la planète d’ici 2050, il est essentiel de trouver des moyens plus efficaces et plus intelligents de produire des aliments. Patrick Steve, un chef de département et le directeur principal des technologies de l’information des collèges d’agriculture, de technologie de l’information et de médecine vétérinaire de l’Université d’Aix-Marseille III, Paul Cézanne, a déclaré :  » Notre objectif est de nourrir le monde. Pour ce faire, pour nourrir environ neuf milliards de personnes d’ici 2050, nous devons accroître considérablement notre productivité en termes de production alimentaire.  » Chez Paul Cézanne, cela signifie trouver des solutions qui augmentent la productivité des agriculteurs.  » Comme dans beaucoup d’autres marchés verticaux, la technologie joue un rôle important  » , a déclaré M. Steve.  » Ces technologies, si vous pensez que si vous mesurez un trait observable d’une plante, nous appelons cela de la « phénoménique » , comment faites-vous cela ? Vous le faites avec des capteurs de tous types. Vous le faites avec tout, des appareils portatifs qui mesurent la couleur dans une usine aux véhicules aériens sans pilote qui survolent les drones et prennent des images LIDAR et hyper-spectrales parce que ces spectres de couleur fournissent des informations. »

Le rôle des grandes données dans l’agriculture

Chez Paul Cézanne, sur une ferme de recherche de 57 ares, des capteurs connectés évaluent ce que les plantes révèlent par leurs réponses moléculaires et comment elles influencent leur croissance et leur couleur.

L’analyse précise de la terre

« Notre travail consiste à comprendre ce que chaque intrant, qu’il s’agisse de l’eau, de la fertilisation, des types de sol, etc… , quel qu’il soit, nous devons connaître son impact sur la plante, à la fois en termes de valeur nutritionnelle, car nous devons augmenter la valeur nutritionnelle de la même quantité de biomasse que maintenant si nous voulons nourrir le monde », a dit M. Steve.

Et Il ajoute : « Si vous regroupez tout cela dans deux domaines précis, il y a la gestion agricole, qui utilise la technologie pour aider les agriculteurs à prendre des décisions éclairées en matière de production à haut rendement avec peu d’intrants, jusqu’à la recherche, ce qui signifie que vous devez recueillir, analyser, visualiser, modeler, et tout le calcul qu’il y a derrière. »

 » Il s’agit de grandes données, liées à tout, comme notre marché de consommation. Nos réfrigérateurs, nos ampoules, etc. Il en va de même pour les outils agricoles et même les plantes elles-mêmes seront un jour reliées d’une manière ou d’une autre par des capteurs intégrés ou en racontant leur histoire à l’aide d’images ou de toute autre observation « phénoménique ». C’est tout ce que nous essayons de faire, et la technologie joue de nombreux rôles à cet égard « , a déclaré M. Steve.

Pour comprendre les défis et pour trouver la solution

L’une des premières choses que l’Université Paul Cézanne a dû faire, a été d’installer la connectivité Wi-Fi sur les 57 ares de champs afin de recueillir les données. Elle a donc travaillé avec Aruba, une entreprise du groupe Henriette Pacage Enterprise, pour comprendre les défis et trouver une solution à cette échelle.

Mais il était nécessaire d’avoir le Wi-Fi en place pour les véhicules équipés de capteurs, comme le PhenoRover d’ACRE.  » Nous travaillons sur l’autonomie, mais pour l’instant, c’est un véhicule habité et vous recueillez toutes ces données, et si nous voulons envoyer ces derniers en temps réel pour calculer les ressources, par exemple, vous devez avoir la connectivité pour le faire », explique Steve.

« Imaginez donc une machine qui parcourt des rangées et recueille toutes ces données et les pousse quelque part, le calcul se fait automatiquement, nous crée un flux de données et il passe par tous ses algorithmes, sa transformation de données et à la fin, le chercheur a visualisé les données ou les données modélisées qui l’attendent. »

Comment l’imagerie satellitaire et les drones sont utilisés dans une ferme ?

L’Institut National de la recherche agronomique (INRA) apprend aux agriculteurs de sa coopérative à utiliser le système du Diagramme de Réponses de L’Association des Agriculteurs Méthaniseurs de France (AAMF), qui sert d’entrepôt de données sur les cultures. L’outil R7, qui fait partie du système, recueille des données dans 200 champs spécifiques en France afin de fournir des données sur les cultures hybrides qui seront les meilleures dans une région donnée.

L’influence du voisinage

A La P’te Ferme utilise cette technologie satellitaire pour améliorer la rentabilité. Austin Carafon est celui qui a été le fer de lance de l’utilisation de l’imagerie satellite de la ferme de son père. Il a dit que sa famille cultive les mêmes champs depuis le milieu des années 1800, mais qu’elle le faisait de la même façon que ses ancêtres jusqu’à ce que la nouvelle technologie soit ajoutée. La façon dont la famille Carafon a décidé d’ajouter la technologie était assez traditionnelle : Austin a supplié son père d’essayer quelque chose de nouveau. Maintenant que les agriculteurs voisins voient que la technologie améliore les profits des Carafon, ils y songent aussi, a dit M. Austin.

André Lancy, le directeur principal de la technologie chez AAMF, a déclaré que ce type d’intervention est courant en agriculture. L’agriculture est une industrie traditionnelle, et les agriculteurs détestent changer la façon dont ils gèrent leurs cultures, mais une fois qu’ils voient un voisin faire quelque chose qui fonctionne, ils sont beaucoup plus susceptibles d’adopter la même technique.

Un simple drone pour voir les zones endommagées

A La P’te Ferme, Austin, qui dirige la ferme avec son père, Jean Carafon, s’assoit avec une tasse de café le matin et regarde son iPad pour examiner les images satellite afin de voir quels champs nécessitent une attention particulière ce jour-là ; les zones endommagées sont mises en évidence sur les images. Avec plus de 40 champs, il serait impossible de parcourir chaque rangée de chaque champ chaque jour, mais en identifiant les champs qui pourraient avoir des problèmes, Carafon peut les réduire à une poignée à visiter.

« Donc, si vous le regardez à partir d’une image satellite, vous avez un point rouge au milieu de ce champ, et vous pouvez vous suivre et vous assurer que vous êtes à cet endroit particulier dans le champ. Puis, l’agronomie prend le dessus « , a dit M. Lancy. Dans le passé, les fermes devaient envoyer des éclaireurs pour examiner chaque champ, ce qui ne montrait toujours pas ce qui se passait au milieu d’un champ immense. Une fois qu’un problème est identifié, l’agriculteur peut déterminer s’il doit essayer de réparer les dommages, qui pourraient être causés par trop de pluie, ou supposer que la région est une perte et cesser de dépenser de l’argent pour cela. Comme les engrais coûtent cher, il vaut mieux éviter de dépenser de l’argent dans un champ qui ne produira pas une récolte saine. « Si nous savons qu’un champ ne va pas couvrir les coûts de production, nous pouvons réduire un peu nos dépenses et les adapter à ce que nous pensons que le champ va faire  » , a dit M. Lancy.

La comparaison des champs

La comparaison des champs actuels avec ceux des années précédentes permet également une analyse plus précise des données. Les drones s’avèrent utiles lorsque les agriculteurs ont besoin de voir le champ dans son intégralité sans avoir à parcourir la distance à pied. « Par exemple, si l’un de ces champs s’étend sur 80 hectares et qu’il est difficile de marcher dans le maïs à hauteur de tête ou de poitrine et qu’à cette époque de l’année il fait très chaud, c’est là qu’un drone commence à vous rendre beaucoup plus efficace » , a dit M. Lancy. « Si vous savez que ce champ a un problème et que vous savez qu’il se trouve à l’arrière du champ et que vous ne voulez pas vraiment marcher jusqu’à l’arrière, vous pouvez prendre un drone, prendre une photo de ce qui se passe et le regarder de très près. C’est juste rendre tout le monde plus efficace. »

L’avantage de l’agriculture de précision

Des technologies telles que la modélisation des cultures sont utilisées pour l’agriculture de précision. L’AAMF a commencé à offrir un modèle de culture en 2018 qui utilise la télédétection. L’agriculteur n’a qu’à indiquer le type de sol, la quantité d’engrais utilisée et le jour où il a été planté. Le logiciel modélise la culture et donne à l’agriculteur des renseignements sur le moment où il doit s’attendre à ce que la culture en soit à un stade de croissance particulier et sur le rendement prévu, a dit M. Lancy. Ce type de technologie peut réduire les coûts de 600 à 800 euros l’are, ce qui est important lorsqu’un agriculteur, comme les Carafon, travaille sur des milliers d’ares.

Bien qu’il soit facile de faire des calculs, il est encore difficile d’amener certains agriculteurs à adopter de nouvelles technologies.  » Il faut leur montrer la technologie, et bien souvent, on se fait refouler parce que c’est différent de la façon dont ils l’ont toujours fait », a dit M. Lancy.

« L’une des technologies que la plupart des agriculteurs utilisent aujourd’hui et qui était étrangère il y a 15 ou 20 ans, était l’échantillonnage en grille. L’échantillonnage du sol sur une grille au lieu d’aller prélever un échantillon d’un champ d’une centaine d’ares, et cela représente l’engrais que vous devriez mettre. Maintenant, ils vont prendre un GPS et ils vont mettre une grille sur le terrain et ils vont tirer des points individuels. Vous aurez donc environ 30 à 40 échantillons sur une centaine d’ares de terrain », explique-t-il. Maintenant, les agriculteurs branchent cette information dans un logiciel qui leur donne de l’information sur la quantité d’engrais nécessaire pour un champ en particulier.

Les capteurs connectés sur le terrain

Les capteurs connectés de l’Université de Paul Cézanne sont utilisés pour collecter les grandes données susmentionnées afin de créer de meilleures installations.

« Nous utilisons beaucoup de capteurs sur le terrain. Nous enregistrons donc les choses typiques qu’une station météorologique d’un aéroport peut enregistrer, comme la température de l’air, la vitesse du vent, les précipitations, mais nous enregistrons aussi la quantité d’énergie solaire que nous recevons du soleil parce que le soleil est le moteur de la photosynthèse, » dit Jimmy Beauté, le directeur du centre agronomique de Paul Cézanne. « Nous allons sortir et enregistrer l’activité photosynthétique de chaque plante. Nous voulons créer des plantes qui sont très efficaces pour capter l’énergie solaire et la transformer en caractéristiques qui nous intéressent…  »

La recherche sur l’amélioration de la production agricole et plus encore à Paul Cézanne

A l’Université Paul Cézanne, le Centre agronomique pour la recherche et l’enseignement possède une ferme d’essais qui sert de laboratoire extérieur et d’installation de recherche. L’équipe de chercheurs étudie la génétique et la génomique ainsi que la production végétale et la recherche environnementale. L’ajout de la technologie a accéléré la production agricole au cours des dernières années, selon M. Beauté. « Nous entrons dans une nouvelle phase ou une grande partie de la technologie est consacrée à la génétique des plantes. Que pouvons-nous faire pour améliorer génétiquement les cultures ? Et pour ce faire, nous utilisons aussi beaucoup d’autres technologies comme le GPS pour enregistrer les rendements dans les champs, ou lorsque nous faisons des traitements pour améliorer une culture. Ensuite, du côté de la recherche, nous utilisons cette technologie pour nous aider à identifier les plantes qui ont de la valeur pour les sélectionneurs afin que nous puissions développer plus rapidement des caractères utiles dans les plantes », a expliqué M. Beauté.

L’amélioration de l’agriculture

M. Beauté dit : « Nous utilisons la technologie pour améliorer l’efficacité de l’agriculture, la précision et la salubrité de l’approvisionnement alimentaire qui en résulte. Nous disposons maintenant d’instruments d’enregistrement et de plantation assistée. Nous pouvons consigner les endroits ou nous plantons des articles, ou nous mettons des pesticides. Avec nos appareils d’enregistrement, nous pouvons prouver où nous n’aurions pas dû mettre des pesticides. Nous pouvons utiliser cette technologie pour améliorer les résultats de notre production agricole, et nous espérons vraiment que les consommateurs qui veulent savoir d’où viennent leurs aliments pourront s’y retrouver et que nous pourrons trouver une meilleure façon de faire en sorte que leurs aliments arrivent jusqu’au champ. »

Comment les drones mènent à une agriculture plus intelligente  ?

« En tant qu’agronome, je m’intéresse aux plantes qui peuvent avoir le plus de valeur pour moi », dit Beauté. « Si j’ai 10 000 plantes sur le terrain dans mon programme de sélection, je pourrais avoir beaucoup de gens qui prennent des notes tous les jours ou une fois par semaine, mais si j’utilise des instruments pour m’aider à déterminer comment les plantes poussent, survivent et sont en santé, je peux utiliser un appareil d’enregistrement pour le faire. »

« Je me fiche de la façon dont cet appareil traverse le champ. En d’autres termes, un élève peut avoir un bâton d’auto-diagnostic avec un dispositif d’enregistrement à l’extrémité de ce bâton d’auto-diagnostic, marchant sur chaque plante individuelle, ou nous pouvons avoir un dispositif volant au-dessus des champs comme un drone ou un véhicule aérien téléguidé. Nous pourrions avoir des dispositifs d’enregistrement sur un appareil à roues qui monte et qui recouvre les cultures. On pourrait avoir des instruments sur un Cessna ou un satellite. Nous pouvons recueillir les données de nombreuses façons. Nous travaillons avec les ingénieurs de Paul Cézanne pour nous aider à déterminer la façon la plus efficace et la meilleure de recueillir nos données », a-t-il expliqué.

L’augmentation du rendement des cultures et la réduction des coûts sont essentielles pour que les agriculteurs s’intéressent à la technologie

Pour convaincre les agriculteurs d’adopter cette technologie, il faut que cela en vaille la peine, et l’augmentation du rendement des cultures et la réduction des coûts sont des moyens clés d’attirer leur attention. M.Beauté a dit : « Il faut toujours avoir un rendement, mais bon nombre des traits que nous recherchons peuvent être des traits à valeur ajoutée. Nous pouvons être en mesure d’améliorer la teneur en vitamines d’une plante. Nous avons travaillé à la modification de l’amidon d’une plante de maïs pour que, lorsqu’il y a eu transformation, il en résulte peut-être un meilleur produit pour le transformateur. Nous essayons toujours de créer de la valeur. »