LA RÉVOLUTION des ROBOTs AGRICOLEs : L'ALTERNATIVE QUE L'AGRICULTURE ATTENDAIT !
“La robotique agricole, une solution très prometteuse.”
Au siècle dernier, l’agriculture devait évoluer pour subvenir aux besoins d’une démographie en constante augmentation. Pour une même surface, la mécanisation et les progrès de la chimie ont permis de faire exploser la production tout en réduisant la main d’œuvre nécessaire à la produire. Aujourd'hui, les agriculteurs sont confrontés à de nouveaux défis : rester compétitifs tout en protégeant les personnes et l'environnement. La recherche, les industries et les startups offrent toutefois de nouvelles possibilités technologiques (capteurs, drones, robotique, gestion de données, etc.) pour accompagner l’agriculture dans cette transition. L’objectif commun étant d’aider le secteur agricole à augmenter et à améliorer la qualité de sa production en diminuant son impact. La robotique est l’une des solutions les plus prometteuses. Plus petits et plus légers, les robots gagnent en précision et efficacité, leur utilisation à grande échelle pourrait aider les agriculteurs à produire davantage tout respectant l'environnement davantage.
Robot électrique de semis et de désherbage FD20. Photo de Südzucker
la RéVOLUTION de la robotique
Qu’est-ce que la robotique agricole ?
Un robot est un dispositif mécatronique alliant mécanique, électronique et informatique. Ils ne constituent pas une nouveauté en agriculture puisque les premiers prototypes sont apparus dès la fin des années 1970 pour aider les agriculteurs aux travaux de labour, de la traite et de la cueillette des fruits. Mais à l’époque, ils se présentaient comme des membres articulés rattachés à des engins manipulés par l’agriculteur, donc peu autonomes et restaient anecdotiques en raison de nombreux freins technologiques. Depuis quelques années, les robots en agriculture connaissent un renouveau grâce aux avancées de la recherche en robotique, en technologie de l’information et de la télécommunication. De nombreux freins technologiques ont été levés et la dernière génération a gagné, non seulement en sophistication et en autonomie, mais aussi en ambition. En effet, en plus de soulager le quotidien des agriculteurs, il s’agit aussi d’améliorer la performance globale du secteur agricole. Dans le contexte actuel des transitions alimentaires, démographiques, énergétiques, écologiques et économiques, cette technologie peut contribuer au développement d’une agriculture plus durable.
Le robot Assistant Oz, Photo de Naïo Technologies
La situation actuelle
Les robots actuels binent, sèment, pulvérisent, surveillent les cultures, arrachent les mauvaises herbes, soignent et récoltent. Ils sont pilotés à distance ou programmés à l’avance via l’utilisateur qui les contrôle. Il peut alors s’occuper d’autres tâches plus complexes et plus valorisantes pour son exploitation et peut communiquer avec sa machine en temps réel et obtenir les informations du terrain. L’exemple d’utilisation le plus aboutis sont les éleveurs laitiers qui s’installent en France, 50% d’entre eux investissent dans des robots de traite. Ces robots viennent pallier la pénibilité et le manque de main d’œuvre du secteur laitier, et les bénéfices sont nombreux : Diminution du temps de travail, flexibilité dans l’organisation du travail, booste de la compétitivité du secteur laitier Français …
Pour le moment, le niveau de maturité entre les robots de traite et les robots de terrain n'est pas le même, notamment en raison de l'environnement de travail et du temps de développement consacré à ces technologies. En effet, les robots de traite ont maintenant plus de 20 ans, soit 10 à 15 ans de plus que les premiers robots de terrain.
Le robot de traite Lely, Photo de Modern Farmer
Pouvoir Cultiver sur mesure
Les robots peuvent être équipés de nombreux capteurs embarqués qui collectent et analysent en temps réel plusieurs millions de données simultanément : cartographie des cultures, maturations des récoltes, mesure de la qualité du lait ou des pâtures, détections des maladies et des nuisibles… Ces données prélevées sont ensuite retranscrites sur des supports d’informations, utilisés par les agriculteurs pour pratiquer une agriculture de haute précision. Avec ses données, les agriculteurs ciblent les besoins des cultures ou des troupeaux pour intervenir de façon judicieuse et raisonnée. Un des résultats de ses pratiques est de diminuer voire de supprimer les intrants grâce à la précision du robot et des données qu’il récolte. Il suffit alors de programmer le robot pour qu’il travaille à l’endroit précis et au moment le plus opportun.
En travaillant plus précisément, presque à la plante, les économies sont nombreuses : meilleure productivité, diminution des intrants, meilleure qualité de la production et surtout une réduction de l’impact environnemental.
Accroitre sa rentabilité
La robotisation est une technologie qui peut s’avérer coûteuse pour une exploitation agricole. Mais l’amortissement du robot peut se faire très rapidement s’il est utilisé à bon escient. Tout d’abord, le robot est contraint que par son autonomie. N’étant pas payé à l’heure ni soumis aux diverses charges, plus il travaille et plus il est rentable. Et même si son autonomie et sa rapidité d’exécution sont encore loin d’atteindre le plein potentiel, il pourrait fonctionner 24h/24h 7j/7j et 365j par an, réalisant toutes les tâches qui lui sont attribuées.
Ensuite, plus petits et plus légers, électriques ou hybride, les robots consomment moins d’énergie. Les dépenses énergétiques peuvent descendre à 1-3 $ par ha, soit près de 10 à 20 fois moins qu’un tracteur pour la même surface. On trouve même des machines qui fonctionnent à l’énergie solaire. En additionnant, les économies réalisées sur les intrants, le temps économisé ainsi que les avantages agronomiques propres aux cultures et aux sols, l’agriculteur a plusieurs options pour rentabiliser son robot, améliorer la qualité de sa production et booster sa compétitivité.
Le robot collaboratif de Burro, Photo de Burro
Depuis quelques années, l’agriculture évolue rapidement, la robotique apporte les outils qu’ils manquaient pour produire des produits de meilleure qualité et à des prix compétitifs, tout en respectant les personnes et l’environnement. La robotique agricole est encore jeune comparée aux tracteurs, les futures générations de robots auront une autonomie et une capacité d’adaptation accrue. L’avancé de l’intelligence artificielle facilitera la coopération entre machine et environnement, ce qui laissera le champ libre à encore plus de possibilités.
Les défis à surmonter
La situation actuelle
Malgré un marché en forte croissance et des produits très attractifs sur le papier, la robotique agricole a encore des défis à relever. La majorité des freins sont liés à la technologie en elle-même. La robotique est une science complexe, et rare sont les personnes qui maîtrisent ce savoir. Les coûts de développement et de recherche représentent un budget important pour ces entreprises. Les recherches et les progrès de la robotique agricole sont issus principalement d’une vingtaine de laboratoires dans le monde entier. La France représente l’un des principaux avec 1300 chercheurs en robotique mais peu sont spécialisés dans le secteur agricole. Le secteur agricole pourrait représenter le 2ème marché mondial avec $20 Milliards, les entreprises sont contraintes, par manque de financement, de se concentrer sur des marchés de niche pour développer leur technologie.
Les robots agricoles sont une révolution technologique, comme a pu l’être la mécanisation au XIXème siècle. Comme la mécanisation auparavant, la croissance est ralentie par plusieurs aspects techniques mais pas seulement. D’autres facteurs législatifs et économiques viennent ralentir l’avancée de cette technologie.
Bakus, Robot électrique de désherbage mécanique, Photo de Vitibot
L’environnement agricole
La robotique industrielle effectue des tâches répétitives dans des environnements prévisibles et sécurisés. A l’inverse, les robots agricoles doivent évoluer dans des milieux en constante évolution et comprenant de nombreuses variables imprévisibles comme les conditions climatiques, les obstacles, les humains ou encore le type de sols. Le secteur agriculture connait aussi une grande diversité de travaux, de parcelles et d’outils qui complexifient le développement de solution standard. C’est pourquoi on retrouve sur le marché des robots dédiés à des tâches où méthode de culture spécifiques. Si la robotique veut sortir de ce cadre, il faudra que ses produits s’adaptent davantage aux pratiques agricoles et aux utilisateurs, des options que les constructeurs de tracteur ont mis en place au fil des années.
Robot multi-tâches Omnipowe, Photo tirée de businesswire.com
Améliorer la robustesse
La robotique va progresser sur la robustesse de ses machines, critère primordial pour évoluer dans le secteur agricole. Construire des machines légères et robustes est un défi qui prends du temps. A l’image des tracteurs modernes devenus sophistiqués, la maintenance est un gros budget pour les agriculteurs qui ont régulièrement recours à une expertise externe pour réparer leur machine. Les entreprises ont la possibilité d’améliorer la robustesse et de diminuer les coûts d’entretien de leurs machines. En diminuant leur coût de maintenance, elles pourront ainsi rivaliser avec le modèle économique du tracteur, certes très robuste mais demandant un entretien plus régulier et plus couteux.
Robot de pulvérisation GUSS, Photo de GUSS Automation
Améliorer le temps de travail et autonomie
Les constructeurs ont le choix entre partir sur une solution thermique, avec plus d’autonomie mais plus polluantes, où électrique, avec moins d’autonomie mais plus saine pour l’environnement. Il existe aussi des solutions mixtes, dites hybrides mélangeant les avantages et contraintes des deux catégories.
Les robots électriques travaillent sur quelques hectares par jour en moyenne, cela varie en fonction de la quantité de batteries embarquées et du travail. Cette autonomie peut suffire pour le maraichage et le secteur viticole, mais reste encore faible pour des cultures de grande échelle. Les batteries électriques et leur rechargement contraignent le temps de travail et la logistique journalière de l’agriculteur. Avec le temps et l’évolution des véhicules électriques, on peut espérer atteindre le plein potentiel des 24 h de travail par jour, avec pourquoi pas un rechargement solaire total.
Pour l’ensemble des solutions du marché, il faut comprendre à quel point les robots sont autonomes, et à quel point ils le seront dans les 5-10 prochaines années. A l’heure actuelle, la présence humaine à proximité est toujours nécessaire, pour régler, surveiller, contrôler, ou assister le robot. L’évolution de l’intelligence artificielle devraient venir pallier diminuer ce besoin de présence humaine à l’avenir. En embarquant ces technologies, les robots s’adapteront mieux à leur environnement, en l’analysant et prenant des décisions pour se déplacer en fonction de son évolution.
Robot multi-tâches Robotti. Photo d'Agrointelli
Diminuer ses coûts
Chacune de ses technologies à un coût élevé qu’il faut comprendre. Pour avoir un ordre d’idée, pour un robot effectuant des taches sur 1-2 ha, il faut compter entre $20 000 – $30 000. Pour les robots avec davantage de capacité > 40ha, il faut compter $150 000 - $500 000. Des prix élevés qui se justifient par des coûts de développement élevés, des composants électroniques et électriques couteux, des volumes de production très faibles, peu d’industrialisation et encore peu de compétitivité sur ce secteur. A ce prix-là comment concurrencer les tracteurs auprès des agriculteurs ? C’est la raison pour laquelle on retrouve principalement sur le marché, des robots dédiées aux secteurs à fort valeurs ajoutées où connaissant une pénurie de main d’œuvre, comme le secteur viticole, le maraichage et les vergers. Acheter un robot reste un investissement, voir l’article sur “Comment réussir son investissement dans la robotique”, il faut donc se renseigner, demander conseil et étudier la rentabilité du projet sur le long terme. Il faut bien identifier les superficies et se concentrer sur les tâches où le robot apporte de la forte valeur ajoutée pour le rentabiliser plus rapidement.
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Robot multi-tâches AgBot. Photo de AgXeed
Une législation en retard
Aucune société ne pouvait anticiper qu’un jour les machines agricoles pourraient devenir autonome. Dans certains pays comme l’Australie, ces machines ne sont soumises à aucune norme spécifiques. Opportunité ou risque ? Difficile à dire. D’autre pays comme les Etats-Unis ont fait le choix de responsabilisé le constructeur en cas d’accident. C’est une décision qui contraint les constructeurs à pousser plus loin leur sécurité, mais qui les limites grandement dans leur application. Au niveau Européen, la robotique agricole se base sur un texte de 2006 dédié aux engins agricoles, qui n’est pas du tout adapté à la robotisation, ses contraintes et ses utilisations. Dans tous les cas, il va falloir que les acteurs de la robotique agricole se structurent et travaillent sur une législation commune et standard s’ils veulent exploiter le plein potentiel de leur technologie. Mais ils ne sont pas les seuls à participer au verdict final, les sociétés vont devoir s’adapter et faire les bons choix, parce que le monde évolue et l’agriculture aussi.
Robot pulvérisateur Juliet, Photo de Swarm Farm
Qu’ils soient d’ordre technologiques, économiques ou législatif, les défis de la robotique agricole sont bien réels mais seront levés avec le temps. Si cette technologie veut révolutionner le monde agricole, il faut qu’elle comprenne son fonctionnement, ses enjeux et s’adaptent aux contraintes de ce secteur encore loin de comprendre toute la complexité de ses machines.
Le plein potentiel
“L'automatisation va changer l'agriculture, en permettant l'apparition de nouvelles techniques et méthodes de culture qui étaient auparavant considérées comme impossibles."
Améliorer la qualité et relocalisé la production
Si nous avons fait le choix d’une agriculture industrielle et chimique, c’est pour assurer nos rendements, augmenter notre productivité tout en diminuant la main d’œuvre nécessaire. Nous avons exporté notre production dans des bassins spécialisés où toutes les conditions sont réunies pour produire beaucoup, pas cher et sans se soucier de l’impact environnementale.
Maintenant, imaginez vous un monde agricole où toutes les tâches pénibles sont réalisés par les robots, un monde où nous augmentons notre productivité tout en diminuant nos consommations d’intrants de 90%. Un monde où nous respectons et protégeons nos sols, notre air et la nourriture que nous consommons. Un monde où la robotique à grande échelle est devenue accessible à tous et permet de relocaliser les productions dans les régions où celle-ci n’était plus possible où plus rentable.
Mais les possibilités sont encore plus nombreuses, puisque le temps de travail ne sera plus notre principale contrainte, la seule limite sera l'imagination humaine.
A travers le développement de cette technologie de pointe, le monde a l’opportunité de prouver qu’une alternative existe ! Mais aussi de prouver son évolution technologique tout en respectant d’avantage son environnement et sa population. Investir aujourd’hui dans la robotique, c’est investir dans une agriculture plus efficace et plus respectueuse. C’est créer de nouvelles professions, de nouvelles formations, de nouvelles vocations. C’est participer à la transition vers une meilleure agriculture à l’échelle mondiale.
Et pour les plus réticents, pas d’inquiétude, même en robotisation l’agriculture, l’Homme est, et restera toujours indispensable et au centre du processus, il s’adaptera, comme il l’a toujours fait au fil des siècles !
EN SAVOIR PLUS SUR LES ROBOTS ET LEUR ÉVOLUTION ? CES sites PEUVENT VOUS AIDER !
Que pensent les agriculteurs des nouvelles technologies ?
L’exploitation familiale | Exploitation de grande culture conventionnel en France
D’autres arriveront prochainement…
Où trouver le robot adapté à votre exploitation et vous informer sur les nouveaux produits du marché ?
Ducksize | (ENG) Catalogue des robots par culture ou par tâches
Future Farming | (ENG) Catalogue des robots par tâches
Agrinovateur | (FR) Découvrir et tester des outils innovants
GOFAR & FIRA | (FR/ENG) Évènements et contenus sur la robotique, à l’international
Comment bien préparer votre investissement dans une solution robotique ?