Comprendre la révolution robotique agricole : l'alternative que l'agriculture attendait !
Robotique agricole : les alternatives prometteuses
Au siècle dernier, l'agriculture a dû évoluer pour répondre aux besoins d'une population toujours plus nombreuse. À surface égale, la mécanisation et les progrès de la chimie ont permis de faire exploser la production tout en réduisant la main d'œuvre nécessaire. Aujourd'hui, les agriculteurs sont confrontés à de nouveaux défis : rester compétitifs tout en protégeant l'homme et l'environnement. Cependant, la recherche, les industries et les startups offrent de nouvelles possibilités technologiques (capteurs, drones, robotique, gestion des données, etc.) pour accompagner l'agriculture dans cette transition. L'objectif commun est d'aider le secteur agricole à augmenter et améliorer la qualité de sa production en réduisant son impact. La robotique est l'une des solutions les plus prometteuses. Plus petits et plus légers, les robots gagnent en précision et en efficacité, et leur utilisation à grande échelle pourrait aider les agriculteurs à produire plus tout en respectant davantage l'environnement.
Les photos suivantes sont là uniquement pour vous présenter les robots disponibles sur le marché, et non pour illustrer le texte.
Robot de semis et de désherbage FD20. Photo de Südzucker
la révolution robotique
Qu'est-ce que la robotique agricole ?
Un robot est un dispositif mécatronique combinant la mécanique, l'électronique et l'informatique. Ils ne sont pas une nouveauté en agriculture puisque les premiers prototypes sont apparus à la fin des années 1970 pour aider les agriculteurs à labourer, traire et cueillir les fruits. Mais à l'époque, il s'agissait de membres articulés attachés à des machines manipulées par l'agriculteur, donc peu autonomes, et restés anecdotiques en raison de nombreux obstacles technologiques. Ces dernières années, les robots en agriculture ont été relancés grâce aux progrès de la recherche en robotique, en informatique et en télécommunications. De nombreux obstacles 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 alimentaire, démographique, énergétique, écologique et économique, cette technologie peut contribuer au développement d'une agriculture plus durable.
Oz, le robot assistant. Photo de Naïo Technologies
Le statut actuel
Les robots d'aujourd'hui peuvent biner, semer, pulvériser, surveiller les cultures, tuer les mauvaises herbes, faucher et récolter. Ils sont télécommandés ou programmés à l'avance par l'utilisateur qui les contrôle. Il peut alors s'atteler à d'autres tâches plus complexes et plus gratifiantes pour son exploitation et peut communiquer avec sa machine en temps réel et obtenir des informations sur le terrain. L'exemple le plus abouti est celui des éleveurs laitiers qui s'installent en France et dont 50% investissent dans des robots de traite. Ces robots pallient la pénibilité et le manque de main d'œuvre dans le secteur laitier, et les avantages sont nombreux : Réduction du temps de travail, flexibilité dans l'organisation du travail, renforcement de la compétitivité du secteur laitier...
Le niveau de maturité des robots de traite et des 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 aujourd'hui plus de 20 ans, soit 10 à 15 ans de plus que les premiers robots de terrain.
Le robot de traite de Lely. Photo de Modern Farmer
Une culture sur mesure
Les robots peuvent être équipés de nombreux capteurs embarqués qui collectent et analysent plusieurs millions de données simultanément et en temps réel : cartographie des cultures, maturation des cultures, mesure de la qualité du lait ou des pâturages, détection des maladies et des ravageurs, etc. Ces données sont ensuite transcrites sur des supports d'information utilisés par les agriculteurs pour pratiquer une agriculture de haute précision. Grâce à ces données, les agriculteurs ciblent les besoins des cultures ou des troupeaux pour intervenir de manière judicieuse et raisonnée. L'un des résultats de ces pratiques est de réduire, voire de supprimer les intrants grâce à la précision du robot et aux données qu'il recueille. Le robot peut alors être programmé pour travailler à l'endroit précis et au moment le plus approprié.
En travaillant plus précisément, usine par usine, les économies sont nombreuses : meilleure productivité, diminution des intrants, meilleure qualité de production et surtout réduction de l'impact environnemental.
Robot désherbeur Titan FT35. Photo de Farmwise
Augmentation de la rentabilité
La robotisation est une technologie qui peut être coûteuse pour une exploitation agricole. Mais le robot peut être amorti très rapidement s'il est utilisé à bon escient. Tout d'abord, le robot n'est limité que par son autonomie. Comme il n'est pas payé à l'heure ni soumis aux charges patronales, plus il travaille, plus il est rentable. Et même si son autonomie et sa vitesse d'exécution sont encore loin d'être maximales, il pourrait travailler 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 et 365 jours par an, en effectuant toutes les tâches qui lui sont confiées. Les agriculteurs seraient enfin maîtres du temps, il ne leur resterait plus qu'à contrôler la météo !
Plus petits et plus légers, électriques, thermiques ou hybrides, les robots consomment moins d'énergie. Les coûts énergétiques peuvent être de l'ordre de 1 à 3 dollars par hectare, soit 10 à 20 fois moins qu'un tracteur pour la même surface. Il existe même des machines qui fonctionnent à l'énergie solaire. Si l'on additionne les économies d'intrants, le gain de temps et les avantages agronomiques propres aux cultures et aux sols, l'agriculteur dispose de plusieurs options pour rentabiliser son robot, améliorer la qualité de sa production et renforcer sa compétitivité.
Robot collaboratif Burro. Photo de Burro
Ces dernières années, l'agriculture a évolué rapidement, et la robotique a fourni les outils qui manquaient pour produire des produits de meilleure qualité à des prix compétitifs, tout en respectant les personnes et l'environnement. La robotique agricole est encore jeune par rapport aux tracteurs, les futures générations de robots auront une autonomie et une capacité d'adaptation accrue. Les progrès de l'intelligence artificielle faciliteront la coopération entre la machine et l'environnement, ce qui ouvrira la porte à encore plus de possibilités.
Défis à relever
La situation actuelle
Malgré un marché en pleine expansion et des produits très attrayants sur le papier, la robotique agricole a encore des défis à relever. La plupart des obstacles sont liés à la technologie elle-même. La robotique est une science complexe, et rares sont les personnes qui maîtrisent ces connaissances. Les coûts de développement et de recherche représentent un budget important pour ces entreprises. La recherche et les progrès en matière de robotique agricole sont principalement réalisés dans une vingtaine de laboratoires dans le monde. La France est l'un des principaux avec 1300 chercheurs en robotique, mais peu sont spécialisés dans le secteur agricole. Le secteur de la robotique agricole pourrait représenter le deuxième marché mondial avec 20 milliards de dollars. Mais pour l'instant, les entreprises sont contraintes, par manque de financement, de se concentrer sur des marchés de niche pour développer leur technologie.
Les robots agricoles constituent une révolution technologique, comme l'a été la mécanisation au 19ème siècle. Comme la mécanisation auparavant, leur croissance est ralentie par plusieurs aspects techniques, mais pas seulement. D'autres facteurs législatifs et économiques ralentissent la progression de cette technologie.
Robot du vignoble Bakus. Photo de Vitibot
L'environnement agricole
Les robots industriels effectuent des tâches répétitives dans des environnements prévisibles et sûrs. Les robots agricoles, en revanche, doivent évoluer dans des environnements en constante évolution, avec de nombreuses variables imprévisibles telles que les conditions météorologiques, les obstacles, les humains et les types de sol. Le secteur agricole connaît également une grande diversité de travaux, de parcelles et d'outils qui compliquent le développement de solutions standard. C'est pourquoi on trouve sur le marché des robots dédiés à des tâches ou à des méthodes de culture spécifiques.
Si la robotique veut percer sur le marché, ses produits devront s'adapter davantage aux pratiques agricoles et aux utilisateurs, ce que les fabricants de tracteurs ont intégré au fil des ans.
Robot multitâches Omnipowe. Photo de businesswire.com
Améliorer la robustesse
La robotique progressera sur la robustesse de ses machines, un critère essentiel pour évoluer dans le secteur agricole. Construire des machines légères et robustes est un défi qui prend du temps. Les tracteurs modernes sont devenus sophistiqués avec le temps, et la maintenance représente donc un budget important pour les agriculteurs qui ont régulièrement besoin d'une expertise externe pour réparer leurs machines. Les entreprises AgTech doivent améliorer la robustesse et réduire les coûts de maintenance de leurs machines. En réduisant leurs coûts de maintenance, elles peuvent concurrencer le modèle économique des tracteurs, qui est certes très robuste mais nécessite une maintenance plus régulière et plus coûteuse.
Robot pulvérisateur GUSS. Photo de Guss Automation
Temps de travail et autonomie
Les constructeurs ont le choix entre une solution thermique, avec plus d'autonomie mais plus polluante, ou électrique, avec moins d'autonomie mais plus saine pour l'environnement. Il existe également des solutions mixtes, appelées hybrides, qui combinent les avantages et les 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 être suffisante pour le maraîchage et la viticulture mais reste faible pour les grandes cultures. Les batteries électriques et leur recharge contraignent le temps de travail et la logistique quotidienne de l'agriculteur. Avec le temps et l'évolution des véhicules électriques, on peut espérer atteindre le plein potentiel de 24 heures de travail par jour, avec pourquoi pas une recharge solaire totale.
Pour toutes les solutions disponibles sur le marché, nous devons comprendre à quel point les robots sont autonomes et à quel point ils le seront dans les 5 à 10 prochaines années. Aujourd'hui, la présence humaine est toujours nécessaire pour ajuster, surveiller, contrôler ou assister le robot. L'évolution de l'intelligence artificielle devrait réduire la nécessité d'une présence humaine à l'avenir. En intégrant ces technologies, les robots s'adapteront mieux à leur environnement, en l'analysant et en prenant des décisions pour se déplacer en fonction de son évolution.
Robot multi-tâches Robotti. Photo d'Agrointelli
Diminuer ses coûts
Chacune de ces technologies a un coût élevé qu'il faut comprendre. Pour se faire une idée, pour un robot effectuant des tâches sur 1 à 2 ha, il faut compter entre 20 000 et 30 000 dollars. Pour des robots de plus grande capacité >40ha, il faut compter 150 000 - 500 000 $. Ces prix élevés sont justifiés par des coûts de développement importants, des composants électroniques et électriques coûteux, des volumes de production très faibles, une faible industrialisation et une faible compétitivité dans ce secteur. A ce prix, comment un robot peut-il concurrencer les tracteurs auprès des agriculteurs ? C'est la raison pour laquelle on trouve principalement sur le marché des robots dédiés à des secteurs à forte valeur ajoutée, où les tracteurs ont de mauvais résultats, ou bien où il y a une pénurie de tractoristes, comme le secteur viticole, les cultures maraîchères et les vergers. L'achat d'un robot est un investissement, voir l'article Comment réussir son investissement en robotique agricole ?, il faut s'informer, demander des conseils et étudier la rentabilité du projet sur le long terme. Il est important d'identifier les zones et de se concentrer sur les tâches où le robot apporte une forte valeur ajoutée pour le rentabiliser plus rapidement.
AgTech Market peut vous aider à réaliser des études de rentabilité pour garantir la viabilité de votre projet.
Robot multi-tâches AgBot. Photo d'AgXeed
Législation tardive
Aucune société ne peut prévoir qu'un jour les machines agricoles deviendront autonomes. Dans certains pays comme l'Australie, ces machines ne sont soumises à aucune norme spécifique. Opportunité ou risque ? Difficile à dire. D'autres pays, comme les États-Unis, ont choisi de rendre le fabricant responsable en cas d'accident. Une décision qui oblige les fabricants à pousser plus loin leur sécurité, mais qui les limite grandement dans leur application. Au niveau européen, la robotique agricole repose sur un texte de 2006 dédié au machinisme agricole, qui n'est pas du tout adapté à la robotisation, à ses contraintes et à ses usages. En tout état de cause, les acteurs de la robotique agricole devront se structurer et travailler sur une législation commune et standardisée s'ils veulent exploiter tout le potentiel de leur technologie. Mais ils ne sont pas les seuls à participer au verdict final, les législations des pays devront s'adapter et faire les bons choix, car le monde change vite et l'agriculture aussi.
Robot pulvérisateur Juliet. Photo de Swarm Farm
Qu'ils soient technologiques, économiques ou législatifs, les défis de la robotique agricole sont réels mais seront relevés au fil du temps. Si cette technologie veut révolutionner le monde agricole, elle doit comprendre son fonctionnement, ses enjeux et s'adapter aux contraintes de ce secteur qui est encore loin d'appréhender toute la complexité de ses machines.
Le plein potentiel
L'automatisation va changer l'agriculture, en permettant de nouvelles techniques et méthodes agricoles qui étaient auparavant considérées comme impossibles".
Améliorer la qualité de la production et la délocaliser
Si nous avons choisi 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 vers des bassins spécialisés où toutes les conditions sont réunies pour produire beaucoup, à bas prix et sans se soucier de l'impact environnemental.
Imaginez maintenant un monde agricole où toutes les tâches difficiles sont effectuées par des robots, un monde où nous augmentons notre productivité tout en diminuant notre consommation d'intrants de 90 %. Un monde où nous respectons et protégeons nos sols, notre air et les aliments que nous consommons. Un monde où la robotique à grande échelle est devenue accessible à tous et permet de relocaliser et de diversifier la production dans des régions où elle n'était plus possible ou rentable.
Mais les possibilités sont encore plus nombreuses, car le temps de travail ne sera plus notre principale contrainte, la seule limite sera l'imagination humaine.
À mon avis, grâce au développement de cette technologie avancée, le monde a l'occasion de prouver son évolution technologique tout en respectant son environnement et ses habitants. Investir dans la robotique aujourd'hui, c'est investir dans une agriculture plus efficace et plus respectueuse. C'est créer de nouvelles professions, de nouvelles opportunités, de nouvelles vocations. C'est participer à la transition vers une meilleure agriculture à l'échelle mondiale.
Et pour les plus réticents, même avec la robotisation de l'agriculture, les humains sont et resteront toujours au centre du processus agricole, nous nous adapterons, comme nous l'avons toujours fait au cours des siècles !
Vous voulez en savoir plus sur les robots et leur évolution, ces pages peuvent vous aider !
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