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Les robots envahissent l’agriculture !

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Edito : Les robots envahissent l’agriculture !

Jeudi, 18/09/2014 - 23:00 3 commentaires
Les robots envahissent l’agriculture ! zoom

D’ici 2050, la population mondiale va augmenter de près de 3 milliards d’habitants, ce qui correspond à la population actuelle de toute l’Afrique, de l’Europe et des États-Unis réunis ! Au cours des 20 dernières années, la population mondiale est passée de 5,7 à 7,2 milliards d’habitants et en même temps, selon les derniers chiffres publiés cette semaine par la FAO, le nombre d’humains souffrant de malnutrition a diminué de 209 millions et est estimé aujourd’hui à 805 millions de personnes. Ce recul de la malnutrition est encore plus remarquable exprimé en pourcentage de la population mondiale, puisqu’on constate que la part des habitants de la terre souffrant de la faim est passée de 17 % en 1994 à 11 % en 2014.

Parallèlement, la production mondiale de céréales a augmenté d’environ 25 % au cours de ces 20 dernières années, passant globalement de 2 à 2,5 milliards de tonnes. Mais pour faire face à la poussée démographique mondiale, l’Humanité va devoir produire environ 1 milliard de tonnes de céréales en plus d’ici 2050, ce qui va nécessiter, en supposant que les surfaces cultivables mondiales restent au niveau actuel, une augmentation moyenne des rendements céréaliers de l’ordre de 40 %.

Pour relever ce défi agricole mondial, tous les leviers vont devoir être utilisés : il faudra notamment réorganiser profondément au niveau international les circuits de production, de stockage et de vente des produits agricoles pour réduire au moins de moitié l’impensable gaspillage de la production agricole qui représente environ 40 % de manque à gagner en termes de produits alimentaires.

Des choix politiques difficiles devront également être faits en termes d’affectation des usages sur les surfaces de terres très importantes, potentiellement cultivables mais actuellement non exploitées, faute de rentabilité et de main-d’œuvre suffisantes. En effet, contrairement à une idée reçue tenace, notre planète ne craint pas la pénurie de terres cultivables : à cet égard, les remarquables travaux de Laurence Roudart ont montré que 2, 5 milliards d’hectares cultivables ne sont toujours pas exploités au niveau mondial et que, même en tenant compte des contraintes liées à la préservation des forêts, au développement des biocarburants et à l’extension des villes et des infrastructures, on pouvait encore mettre en culture au moins 970 millions d’hectares, ce qui est, en théorie, très largement suffisant pour assurer à l’ensemble de la population mondiale en 2050 une ration alimentaire de 3000 calories par personne.

Toutefois, ce scénario, bien que solide et réaliste, n’intègre pas une variable de taille, celle des effets considérables mais encore difficilement évaluables du changement climatique en cours sur les rendements agricoles et la production agricole mondiale.

Heureusement pour l’Humanité, des progrès scientifiques considérables sont intervenus récemment dans les domaines génétiques, génomiques et agronomiques et permettent d’envisager à moyen terme la mise en culture à grande échelle des nouvelles espèces de plantes agricoles qui seront capables de s’adapter à des conditions climatiques et météorologiques beaucoup plus difficiles. À titre d’exemple, une première cartographie du génome du blé tendre, qui compte 120 000 gènes (quatre fois plus que l’être humain) a été publié cet été par un groupe de recherches internationales et la carte complète de ce génome du blé devrait être disponible à l’horizon 2018.

Un autre groupe de recherches a également réussi à décrypter il y a quelques semaines le génome complet du « riz africain », une variété de riz très différente du riz asiatique qui est beaucoup plus résistante dans des conditions climatiques sévères.

Mais ces avancées scientifiques et agronomiques dans l’obtention de nouvelles espèces et variétés agricoles ne suffiront pas à elles seules à relever l’immense défi alimentaire mondial qui nous attend et qui consiste à augmenter de moitié la production agricole de la planète en 40 ans, tout en maîtrisant les coûts de production et de main-d’œuvre. Pour résoudre cette équation particulièrement difficile, l’agriculture et l’élevage vont également devoir accélérer leur mutation en basculant massivement dans l’ère du numérique et de la révolution robotique.

Heureusement, après des décennies d’expérimentation et de tâtonnements, les robots ont enfin fait leur entrée à la ferme. En Australie par exemple, l’Université de Sydney a développé un étonnant robot, baptisé LadyBird. Cette machine totalement autonome fonctionne grâce à l’énergie solaire et circule dans les rangées de plantations pour surveiller et analyser les plants. Ce robot a déjà passé avec succès de nombreux tests réalisés dans des champs de légumes mais se contente de surveiller la « bonne santé » des cultures et plantations. Grâce à ses nombreux capteurs, senseurs et caméras, il détecte rapidement d’éventuelles anomalies (présence de mauvaises herbes, animaux nuisibles, croissance trop faible) et avertit l’exploitant agricole qui peut ainsi prendre immédiatement les mesures appropriées

Mais les chercheurs australiens ne comptent pas s’arrêter en si bon chemin et travaillent déjà au développement d’autres types de robots agricoles, capables non seulement de surveiller les cultures mais également de récolter ou de désherber sans intervention humaine. Ce type de machine est d’ailleurs déjà utilisé dans les vignes, avec le robot VitiRover, un étonnant petit véhicule à quatre roues chargé de tondre la végétation autour des ceps de vigne.

Pour être encore plus efficaces, ces robots agricoles sont de plus en plus souvent assistés par des drones qui permettent d’obtenir des vues aériennes très précises des cultures et de détecter pratiquement en temps réel les nombreux types de problèmes susceptibles d’affecter ou de diminuer la productivité agricole.

Ces nouveaux robots agricoles commencent également à être utilisés dans la fertilisation et permettent de réduire de manière très sensible l’utilisation de produits chimiques. Aux États-Unis, les producteurs de maïs du Middle-West commencent ainsi à utiliser un nouveau type de robot spécialement conçu pour fertiliser les champs de maïs et mis au point dans le cadre d’un projet de recherche de l’Université Carnegie Mellon.

Dans la culture du maïs, il est en effet crucial de parvenir à coordonner parfaitement l’apport d’engrais et le rythme de croissance très rapide de cette plante. Le problème est que, lorsque les tiges de maïs dépassent une certaine hauteur, il devient impossible de recourir aux tracteurs sans provoquer des dégâts. C’est à ce stade délicat qu’intervient le Rowbot, un petit robot à quatre roues motrices, capable de fertiliser, pour un coût moyen de 25 $ l’hectare, une bonne soixantaine d’hectares de maïs en une seule journée. La généralisation de ce nouveau type de robot devrait contribuer à réduire très sensiblement les doses d’azote en début de saison, qui polluent les cours d’eau lors de fortes pluies.

Les robots sont également en train de totalement transformer le secteur de l’élevage. Christophe et François Seynaeve, éleveurs depuis 25 ans à Serques, dans le Pas-de-Calais, utilisent depuis le début de l’année un nouveau mode de traite très sophistiqué qui a littéralement transformé le métier et la vie de ces agriculteurs.

Dans cette exploitation high-tech qui compte une soixantaine de bêtes, chaque vache est munie d’un collier électronique communicant qui permet au robot de la reconnaître et de lui délivrer la quantité exacte de concentré et de nutriments dont elle a la besoin. Pendant que ses vaches s’alimentent, le robot nettoie le pis puis quatre trayons à guidage laser viennent se positionner sur les mamelles de la vache. Ce robot obéit à un logiciel spécifique qui autorise une traite au minimum deux fois par jour, tout en limitant à quatre le nombre de traites journalières.

Selon ces éleveurs, l’utilisation de ce robot a totalement transformé leur métier et malgré son coût de 140 000 € (plus 20 000 € par an de coûts d’exportation) il va s’imposer rapidement dans le secteur de l’élevage en raison des gains de productivité qu’il permet mais également parce qu’il améliore considérablement l’intérêt de la profession et la qualité de vie des exploitants.

Il est vrai que l’ensemble des informations recueillies et gérées par le robot sont traitées par un logiciel très performant consultable à tout moment à partir du Smartphone de l’exploitant. Ce logiciel permet notamment d’alerter automatiquement par SMS l’agriculteur, dès qu’un événement important ou anormal se produit (un animal refusant de s’alimenter ou sur le point de mettre bas par exemple). L’exploitant peut ainsi suivre individuellement le développement de chaque bête et optimiser parfaitement l’ensemble de ses différentes productions et activités.

L’informatique a également envahi les outils et installations agricoles. Exemple : grâce à des logiciels spécifiques, les agriculteurs peuvent à présent ajuster parfaitement la vitesse de leur tracteur en fonction de la quantité de lisier ou de fumier à épandre. D’autres systèmes informatiques, couplés à des capteurs ultrasons, permettent à l'exploitant de savoir exactement quelle quantité d'aliment pour bétail il reste dans ses silos. Grâce à cette application, l’exploitant peut planifier ses livraisons et éviter tout risque de rupture de stock.

Mais ces systèmes informatiques et robotiques vont encore plus loin et peuvent adapter et individualiser en temps réel l'alimentation des animaux, en fonction de leur état et de leurs besoins, ce qui permet à la fois des économies substantielles et des gains importants de productivité…

Robotique, informatique et électronique permettent également des progrès décisifs en matière de sécurité et de confort de travail pour les agriculteurs. A l'Irstea, Institut de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture, on prépare déjà les robots agricoles autonomes et intelligents de demain avec le programme « Safe Platoon ». Il s’agit d’un convoi de cinq petits véhicules, commandé par le tracteur de tête qui est chargé de préparer et d’assurer la récolte.

Autre projet prometteur : le « Baudet-Rob », qui permet le transport de sacs et de récoltes en terrain difficile et se pilote à partir d’une tablette ou d’un smartphone. Ce système robotique, qui devrait rapidement s’imposer en viniculture et en arboriculture, réduit les risques d’accident et remplacera dans quelques années l’homme pour l’exécution des tâches pénibles ou dangereuses. En outre, ces systèmes robotique autonomes et modulaires, en « convoi » permettent de démultiplier la force et l'intelligence humaines puisqu'une seule personne  peut commander plusieurs machines. Aujourd’hui, on estime que les trois quarts des nouvelles installations agricoles intègrent des technologies numériques et de la robotique mais, avant la fin de la décennie, cette robotique autonome sera partout présente dans les exploitations agricoles.

Pour alimenter l’ensemble de ces systèmes et installations informatiques et robotiques terrestres, les agriculteurs pourront également compter sur un nouvel auxiliaire indispensable : le drone. Il y a quelques mois, de jeunes ingénieurs issus de l’Ecole supérieure d’informatique, électronique, automatique (ESIEA) à Paris ont ainsi créé en Poitou-Charentes la société Airinov qui propose aux agriculteurs des prestations sur mesure consistant à réaliser à l’aide de drones des images permettant d’établir un diagnostic précis de leurs surfaces cultivables. S’appuyant sur cet état des lieux détaillé, complet et rapide, l’exploitant peut ensuite réorienter éventuellement ses choix de productions et ajuster bien plus finement l’utilisation des engrais et désherbants, ce qui améliore l’état des sols et des nappes phréatiques, tout en permettant des gains de productivité et des économies pour l’agriculteur…

Même les maraîchers et l’agriculture « Bio » ont compris l’intérêt d’une utilisation judicieuse de ces nouveaux robots agricoles. Deux ingénieurs toulousains, Gaëtan Séverac et Aymeric Barthes, ont ainsi conçu un robot agricole baptisé « Oz » qui est capable de s’orienter  dans son environnement à l'aide d'une caméra vidéo et de biner sans tasser le terrain. « Grâce à notre robot, l’agriculteur n'a plus besoin de désherber et peut en outre éviter l’utilisation de  désherbants », souligne Aymeric Barthes. Ces ingénieurs ont fondé une petite société, Naïo Technologies, qui espère vendre dès cette année une cinquantaine de ces robots.

Mais l’ensemble de ces nouvelles technologies robotiques et numériques ne sont pas réservées aux pays développés et pourraient bien, à terme, révolutionner également les pratiques agricoles dans les pays émergents, notamment en Afrique. Des chercheurs de l’Université de Ouagadougou, en collaboration avec des chercheurs de l'Institut français de Recherche et de Développement (IRD), ont récemment mis au point une technique permettant de mesurer la pluviométrie, en se basant sur des informations recueillies par les opérateurs de téléphonie mobile, dans la transmission du signal entre deux pylônes. Les premiers résultats très positifs de cette technologie viennent d’être publiés dans la prestigieuse « Lettre des recherches en géophysique » ; ils montrent que cette innovation remarquable, qui pourrait être étendue à toute l’Afrique, permet de mesurer et de prévoir les niveaux de précipitations de manière bien plus précise et bien moins coûteuse que tous les outils actuels. Quand on connaît l’importance de la prévision des niveaux de pluies dans la production agricole et alimentaire en Afrique, on mesure mieux l’impact que peut avoir la généralisation d’une telle rupture technologique sur la vie des habitants de ce continent qui comptera plus de deux milliards d’habitants en 2050…

En février 2014, une étude de marché publiée par Wintergreen Research a estimé à 817 millions de dollars le marché mondial de la robotique agricole en 2013. Selon ce cabinet, ce chiffre pourrait être multiplié par vingt d’ici 10 ans, atteignant les 16,3 milliards de dollars d’ici 2023… En réalité, il est probable que ce marché se développe de manière encore plus importante, notamment à cause des immenses besoins que pourrait satisfaire la robotique agricole dans les pays émergents.

Il faut souhaiter que la France, qui dispose d’un niveau d’excellence reconnu dans les domaines de l’industrie agroalimentaire et de la recherche agronomique, maintienne son avance dans cette compétition technologique et industrielle majeure qui va profondément transformer la vie des 1,25 milliard de personnes qui travaillent la terre et dont à peine 20 % disposent aujourd’hui d’une aide animale ou mécanique quelconque !

Demain, quand il faudra nourrir près de 10 milliards d’êtres humains en leur proposant une alimentation de qualité à un prix abordable, issue de modes de production agricoles plus respectueux de l’environnement et de la santé, les robots agricoles intelligents deviendront totalement indispensables et les jeunes agriculteurs qui nourriront leurs populations dans 30 ans ne s’imagineront même pas comment il était possible de travailler sans ces auxiliaires dévoués et irremplaçables !

René TRÉGOUËT

Sénateur Honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

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  • J.T.

    19/09/2014

    L'objectif climatique - autant que de nutrition de la surpopulation mondiale, ne pourra être atteint (conjointement) qu'en pratiquant une agroforesterie retenue entre talus très arborés...!*!*!*!

    Seule pratique apte à reconstituer de l'humus sans érosion, ni crue, ni sécheresse, avec une grande efficacité pour recréer un climat local plus équilibré, grâce à l'humidité importante produite par les feuillages des arbres (que l'on néglige de trop dans l'appréciation paysagiste et climatique des facteurs naturels performants exploitables...).

    L'aspect thermique de réduction de chaleur de l'humidité gardée copieusement sur place est en rapport du ratio d'absorption de chaleur de l'eau, de 35 fois plus grand..., comparé à celui de l"air sec !

    Les robots agricoles seront un pis aller si on ne revient pas à cultiver en terres retenues, comme en Asie depuis des millénaires...!

  • ARCDEV

    20/11/2014

    j.T. amène un élément essentiel qui relativise cet excellent et enthousiasmant article !

    En effet, l'agroforesterie et la permaculture sont en passe de provoquer un changement aussi radical et profond que l'agro-industrie.

    C'est juste un choix de société, donc un choix politique. N'envisager qu'un seul scénario, ne pas le confronter avec d'autres est le meilleur moyen de prévoir n'importe quoi.

    Je suis donc convaincu que nous allons voir apparaître une agriculture duale d'ici peu car les changement sont rapides par nécessité : chômage, climat, économie, politique...

    Serons-nous capables de faire la synthèse ? L'avenir le dira... et c'est passionnant !

  • JPh.

    1/05/2015

    En gros, plus il y aura d'humains sur Terre et moins on utilisera de main-d’œuvre ?
    Et, bien sûr, en dehors des forêts on peut allègrement transformer toutes les autres terres en culture sans problème pour l'environnement, ni le climat d'ailleurs ? Culture et même surtout monoculture, bien pire.
    En pratique l'augmentation de la population ne peut que faire disparaître encore un peu plus de forêts : c'est ce que l'on observe partout. De plus les terres disponibles actuellement ne le seront pas forcément en 2050 et ne seront pas forcément dans les pays les plus peuplés. Autrement dit certains ne pourront plus produire leur nourriture, devront l'acheter... mais avec quel travail ? En effet, que pourra produire une main-d’œuvre sous qualifiée à une époque où elle pourra systématiquement être remplacée par des robots ? Actuellement les petits éleveurs africains ne peuvent déjà plus vendre leurs produits face aux poulets industriels des usines occidentales : on les imagine plus facilement disparaître... que passer aux drones et systèmes experts ! Ce n'est pas sans rappeler l'effet des OGM à base de graines qu'ils ne peuvent ni acheter ni produire.
    Enfin l'agriculture demande beaucoup d'eau douce qui risque déjà manquer pour les humains, sans parler de l'énergie nécessaire aux machines...
    Économiser les engrais, OK, mais si c'est pour augmenter les surfaces ça revient au même du point de vue pollution.
    La meilleure idée serait surtout de limiter la croissance de la population, finalement la vraie cause première du réchauffement climatique et de bien d'autres problèmes. Il faudra qu'elle se limite de toute manière mais si on compte sur la nature pour réaliser cela spontanément, c'est à peu près aussi crédible que l'autorégulation des marchés financiers :-) En pratique les familles nombreuses ne peuvent pas apporter un bon niveau d'éducation à leurs enfants puisque les mêmes revenus doivent être partagés. La surpopulation entraîne immigration, conflits ethniques, épidémie, effondrement des ressources, c'est un principe général que l'on retrouve chez la plupart des espèces animales...

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