Robots agricoles – L’automatisation intelligente au service de l’agriculture

L’équipement agricole automatisé date techniquement d’une centaine d’années, mais les véritables robots agricoles ne sont devenus viables que vers la fin du 20e siècle. Ce sont les progrès significatifs de la puissance de calcul et de la vision artificielle en particulier qui ont rendu les robots pratiques dans le contexte agricole.

Comme leur nom l’indique, les robots agricoles sont utilisés pour divers travaux agricoles. Ils peuvent être affectés à des tâches répétitives et physiquement éprouvantes, à la place de travailleurs humains. En outre, ils peuvent être utilisés pour effectuer des tâches agricoles plus spécifiques. Selon BlueWeave Consulting, le marché mondial de la robotique agricole devrait connaître une forte croissance dans les années à venir. Il devrait atteindre un chiffre d’affaires annuel de 81 milliards de dollars avant la fin de la décennie.

Pour en savoir plus sur la popularité croissante des robots agricoles, consultez notre guide de la robotique. Il examine les applications auxquelles elles sont destinées, ainsi que les défis liés à leur mise en œuvre.

Pourquoi utiliser des robots agricoles ?

Comme toute machine industrielle, les robots utilisés dans l’agriculture permettent de réaliser des améliorations opérationnelles spectaculaires. Les agriculteurs peuvent ainsi accroître leur efficacité globale et augmenter le rendement de leurs terres. La mise en place de robots dans les exploitations agricoles présente d’autres avantages :

• Les robots déployés dans les exploitations agricoles commettent moins d’erreurs et travaillent à des vitesses plus élevées que les humains.

• Les robots agricoles dotés de capteurs de détection des mauvaises herbes et des parasites permettent aux agriculteurs de réduire l’utilisation de pesticides, ce qui a des effets bénéfiques sur l’environnement. Ces machines intelligentes permettent de ne pulvériser que sur les zones touchées, ce qui peut rendre les exploitations agricoles relativement exemptes de produits chimiques.

• À l’instar des autres robots industriels, les robots agricoles peuvent fonctionner 24 heures sur 24 et ne nécessitent qu’une maintenance minimale. Cela réduit la dépendance à l’égard du travail humain et diminue le coût global de la production alimentaire.

• Certains robots agricoles peuvent être équipés de différents types d’effecteurs pour les rendre plus polyvalents et leur permettre d’effectuer des tâches multiples. Cela signifie que l’investissement nécessaire peut être réparti plus largement.

• Dans l’ensemble, l’automatisation des exploitations agricoles rend les chaînes d’approvisionnement plus efficaces, ce qui permet de réduire au minimum le gaspillage alimentaire et d’accroître la rentabilité. Cela pourrait entraîner une baisse des prix pour les consommateurs.

Malgré tous ces points positifs, il reste encore quelques problèmes à résoudre d’un point de vue technologique avant que les robots agricoles ne soient largement adoptés. Ceux-ci seront décrits plus tard dans l’article.

Applications des robots et composants agricoles

Quels sont donc les types de tâches agricoles que les robots sont en mesure d’accomplir ? Voici quelques exemples clés.

• Ensemencement des cultures – La méthode traditionnelle d’ensemencement par dispersion des graines peut ne pas être optimale et nuire au rendement des cultures. L’ensemencement autonome (aidé par la géo-cartographie) garantit que les graines sont déposées exactement au bon endroit et à la bonne profondeur.
  
  Les capteurs de proximité capacitifspeuvent être utiles pour mesurer le niveau de liquides et de solides dans d’énormes silos de semences ou dans de minuscules conteneurs de stockage. Les capteurs CA30 de Carlo Gavazzi sont conçus pour détecter avec précision les céréales sèches. Le capteur fournit une indication régulière et précise du rendement par unité de surface. En connaissant ces rendements, il est facile de modifier avec précision l’application d’engrais et d’herbicides.

• Horticulture – Les robots agricoles sont utiles dans le domaine de l’horticulture, pour la culture et la livraison de plantes en pot. Parmi les nombreuses solutions à ce problème, il y a celle de la société néerlandaise WPS. Cette solution consiste en des capacités de prélèvement et de placement intelligents grâce à son bras robotisé intelligent, équipé de multiples capteurs.

• Irrigation et fertilisation – Des systèmes d’irrigation précis et automatisés peuvent réduire considérablement le gaspillage d’eau. Bien qu’ils en soient encore au stade de la recherche, les robots agricoles se sont révélés prometteurs pour ce qui est de parcourir les rangées de cultures et de les arroser avec précision d’engrais ou d’eau.

• Récolte – La cueillette des récoltes est un processus répétitif qui convient bien aux robots. Cela signifie que les exploitations agricoles n’ont pas à faire face aux difficultés de recrutement de travailleurs saisonniers (qui, dans de nombreux pays, s’avèrent de plus en plus difficiles à trouver). Il convient toutefois de noter que les produits cueillis devront être manipulés avec précaution afin de ne pas être endommagés (sinon, il faudra tenir compte des niveaux de gaspillage accrus). Une entreprise spécialisée dans la récolte des fraises est Harvest CROO. Leurs robots sont conçus pour scanner et déterminer la maturité des baies, puis les cueillir sans les abîmer. Pour faciliter encore davantage la récolte, Carlo Gavazzi fournit une gamme complète de pièces, allant des détecteurs de proximité inductifs aux détecteurs magnétiques passifs (PA2PK).

• Désherbage – La lutte contre les mauvaises herbes est toujours un défi, les plantes développant une résistance aux pesticides et la demande accrue des consommateurs pour des aliments biologiques n’utilisant qu’un minimum de produits chimiques. Ce problème est heureusement résolu par certains robots agricoles. La plateforme robotique Ted est spécialement conçue pour les vignobles. Elle fait la distinction entre les cultures et les mauvaises herbes, avant d’éliminer mécaniquement ces dernières. Elle est facile à utiliser et très précise. Plus important encore, grâce à cette technologie, les exploitations agricoles peuvent éviter l’utilisation d’herbicides.

• Surveillance de la santé des cultures – Des drones sophistiqués équipés de capteurs photographiques et dotés d’une intelligence artificielle peuvent identifier les maladies dans les cultures. Cela permet aux agriculteurs de mener des interventions précoces. Les drones Equinox en sont un exemple. Ils offrent un accès à l’imagerie en temps réel pour l’évaluation précoce des maladies dans les cultures. En cas de dommages aux cultures, ils fournissent également des informations précieuses pour aider les agriculteurs à prendre des mesures correctives à l’avenir.

• Phénotypage – Le phénotypage en agriculture est le processus de mesure et de compréhension des caractéristiques des cultures (telles que la résistance, la croissance, le rendement et l’adaptation). Cette procédure permet d’améliorer leurs caractéristiques en vue d’une future sélection végétale. La robotique dans le domaine du phénotypage est un domaine relativement nouveau, mais plusieurs systèmes robotiques montrent leur efficacité dans la mesure des caractéristiques chimiques et physiologiques de diverses plantes au fil du temps. La société belge WIWAM propose une série de robots de phénotypage qui permettent une imagerie non invasive des plantes.

Défis pour les robots agricoles

Bien que tout cela semble encourageant, il reste encore quelques obstacles à surmonter. Des chercheurs de l’université Monash font partie de ceux qui ont remis en question les méthodes d'”agriculture intelligente” et l’utilisation de la robotique dans les travaux agricoles. Ils ont exprimé leur inquiétude quant aux dommages causés au sol par les robots lourds, qui risquent de provoquer un compactage du sol. Ils craignent également que la standardisation des produits n’entraîne une dépendance accrue à l’égard des cultures génétiquement modifiées, mieux adaptées à l’agriculture automatisée.

De nombreux composants électroniques utilisés dans l’automatisation robotique doivent également être renforcés, car ils sont exposés à des conditions ambiantes variables, avec des températures et des taux d’humidité extrêmes. Cela augmente les coûts globaux de la nomenclature. En outre, l’infrastructure d’automatisation requise pour faire fonctionner les robots agricoles (comme la connectivité sans fil) peut être d’un coût prohibitif pour les petites exploitations. Avec le temps, l’aspect du coût devrait être moins problématique – à mesure que les volumes unitaires augmenteront, les prix deviendront plus attractifs.

L’application de la technologie robotique à l’agriculture progresse rapidement en termes de technologie, ce qui se traduit par une adoption de plus en plus large. Il est ainsi possible d’observer un impact positif, non seulement pour les agriculteurs et les consommateurs qu’ils servent, mais aussi pour l’environnement, la santé et la société dans son ensemble.