Robotique agricole : applications et limites en 2023

L’agriculture cherche à économiser les ressources, améliorer la production et réduire le gaspillage. La robotique est l’un des outils disponibles. Cet article présente des technologies et des informations sur les entreprises datant de 2023.

Certaines tâches agricoles et de production alimentaire peuvent être automatisées pour contribuer à améliorer la productivité et les performances environnementales. Les résultats dépendent de l’application, des coûts et de l’exploitation du système.

La robotique en agriculture 

Le travail manuel peut être long et physiquement éprouvant, notamment en période de forte activité. Une exploitation sans robots n’est toutefois pas automatiquement déficitaire ou dépourvue d’informations sur le climat et le sol. Les agriculteurs associent machines, expérience et différentes sources de données.

Capteurs, appareils connectés, gestion des données, algorithmes, robots et drones peuvent soutenir des tâches précises. Tout cela ne relève pas de la robotique et tous les systèmes n’utilisent pas l’IA.

Ces systèmes peuvent économiser du temps et certains intrants, mais nécessitent planification, entretien et évaluation économique.

La demande alimentaire future contribue à cet intérêt. Dans la projection démographique de l’ONU de l’époque la population mondiale pouvait passer d’environ 8 milliards en 2022 à 9,7 milliards en 2050. Il s’agit d’une prévision de cette période, pas de la population actuelle. La demande alimentaire ne dépend d’ailleurs pas seulement du nombre d’habitants.

Une prévision publiée en 2023 estimait le marché des robots agricoles à 13,5 milliards de dollars, avec une possibilité d’atteindre 40,1 milliards en 2028. Elle provenait de MarketsandMarkets. L’estimation reposait sur un périmètre de marché et des hypothèses, sans garantir le résultat. La position de l’Amérique du Nord ne peut s’expliquer uniquement par l’automatisation d’autres secteurs, comme le commerce électronique. 

Applications agricoles

Les systèmes diffèrent par leurs tâches, leur maturité commerciale et leurs besoins de supervision. Il faut évaluer les bénéfices et les coûts pour chaque exploitation.

Les tracteurs automatiques et les aides à la conduite peuvent effectuer des travaux de champ délimités. Positionnement et capteurs contribuent au fonctionnement ; le GPS seul ne reconnaît pas les animaux ni les obstacles imprévus. Un domaine connexe est la technologie de conduite autonome, mais son emploi agricole possède des conditions et des limites propres.

Il existe des robots de récolte et de conditionnement pour certains fruits et légumes. Vitesse, dommages aux fruits, détection de la maturité et rentabilité varient selon la culture et le système. Les robots n’augmentent pas automatiquement la récolte.

En élevage, la traite, la distribution des aliments et la surveillance des pâturages peuvent notamment être automatisées. Réduire les tâches répétitives peut libérer du temps, mais les soins et la surveillance des animaux restent nécessaires. 

Des systèmes spécialisés peuvent surveiller les cultures ou mesurer des propriétés du sol, par exemple le pH avec un capteur adapté. Selon l’équipement, les applications comprennent aussi taille, désherbage, protection des plantes et irrigation.

Le désherbage mécanique et la pulvérisation ciblée sont des méthodes distinctes. La reconnaissance par caméra peut diriger un outil vers une adventice ou limiter l’herbicide à certains endroits. 

Évolution de la robotique agricole

Les nouvelles technologies peuvent aider face au manque de personnel et aux ressources limitées en eau ou en terres. Le choix doit partir des besoins de l’exploitation.

En 2023 coexistaient systèmes commerciaux et prototypes de recherche. La distinction est importante pour évaluer disponibilité, coûts et attentes.

Automatisation de l’exploitation

Un système peut combiner les éléments suivants :

• Machines agricoles
• Systèmes informatiques
• Électronique
• Capteurs chimiques
• Gestion des données 

Les machines automatiques peuvent améliorer la précision et l’utilisation des ressources dans certaines tâches. La récolte dépend toujours des conditions de culture.

Le temps économisé peut être consacré à d’autres activités. Cependant, l’affirmation selon laquelle la plupart des agriculteurs passaient déjà plus de temps en famille grâce aux robots n’était pas étayée. L’entretien et la gestion des systèmes demandent aussi du travail.

Systèmes d’information géographique

Le SIG associe cartes et informations liées à un lieu, notamment des données satellitaires. Il peut soutenir les décisions concernant les cultures et les intrants. La télédétection ne mesure pas automatiquement tous les éléments nutritifs du sol.

Cartographie et données de déplacement peuvent aider à gérer pâturages et animaux. Elles ne remplacent pas l’évaluation vétérinaire ou l’analyse des besoins alimentaires.

Agriculture verticale

L’agriculture verticale utilise plusieurs niveaux de culture superposés. Elle ne désigne pas toute l’agriculture en intérieur. Hydroponie, aéroponie et aquaponie sont des méthodes distinctes, avec des systèmes différents pour l’eau et les nutriments.

Un environnement contrôlé peut économiser eau et espace et limiter l’influence de la météo. Toutefois, éclairage, climatisation, investissements et choix des cultures déterminent les coûts et les effets environnementaux. Les robots ne garantissent pas un coût total inférieur.

En savoir plus sur l’agriculture verticale.

Drones

Les drones peuvent recueillir des images et des mesures sur le développement et l’état des plantes. Selon l’équipement et la réglementation, ils peuvent aussi réaliser une pulvérisation ciblée. La surveillance aide à repérer les problèmes, mais n’empêche pas à elle seule sécheresses, inondations ou maladies.

Les drones peuvent aider à localiser les animaux et observer les pâturages. Les images thermiques doivent être interprétées et ne constituent pas à elles seules un diagnostic de maladie.

Robots pour la pollinisation

La pollinisation contribue à la fécondation et à la formation des graines de nombreuses cultures. La protection des pollinisateurs naturels et de leurs habitats reste importante. 

La recherche porte aussi bien sur des robots terrestres pour serres que sur de petits prototypes volants. Certains systèmes utilisent des capteurs, des caméras ou de l’intelligence artificielle. Tous les petits robots ne disposent pas d’une navigation autonome ou d’une capacité démontrée à polliniser un champ agricole. 

En 2023, les prototypes volants de recherche n’étaient pas une solution commerciale générale pour toutes les cultures et conditions météorologiques. Il faut les distinguer des robots commerciaux destinés à certaines cultures en serre. Précision, coûts et effets sur la récolte doivent être testés pour chaque application.

La pollinisation robotisée ne rétablit pas automatiquement les écosystèmes ou la biodiversité. Elle peut devenir un outil complémentaire, tandis que protéger les pollinisateurs naturels constitue une tâche à part entière.

Éloigner les oiseaux avec un laser

L’effarouchement vise à réduire les dommages aux cultures. Épouvantails traditionnels et lasers sont des méthodes différentes, pas des solutions universelles contre tous les oiseaux et rongeurs. 

La chercheuse Rebecca Brown, de l’University of Rhode Island, a étudié un laser vert en mouvement dans des champs de maïs dont la largeur atteignait environ 183 mètres, soit 600 pieds. Le faisceau balayait les cultures et un récipient protégeait l’électronique. La forme du champ influençait le résultat et tous les oiseaux ne disparaissaient pas. Un faisceau peu visible en journée n’est pas pour autant inoffensif.

Technologie pour l’élevage

Traite, distribution des aliments et nettoyage automatiques peuvent réduire les tâches répétitives. Les quantités de nourriture doivent être correctement réglées. Le nettoyage ne rend pas un milieu entièrement exempt de maladies et les animaux demandent toujours une surveillance.

Les capteurs peuvent suivre la production laitière, l’activité et certains signes de santé ou de reproduction. Les taux de 12 % d’utilisation de robots et la prévision de 20 % sous cinq ans dans l’article n’avaient pas de périmètre géographique et statistique clair. Ils ne doivent pas être lus comme des faits mondiaux. Les clôtures virtuelles guident les animaux au moyen d’un dispositif ; elles ne les déplacent pas physiquement à distance.

Exemples d’entreprises en 2023

Les informations suivantes correspondent à l’époque de l’article. Cours et ratios financiers sont historiques, tandis que les graphiques intégrés peuvent évoluer. Ces exemples ne sont pas des recommandations d’investissement.

1. FarmWise

FarmWise développait des technologies agricoles. L’article mentionnait 73,9 millions de dollars levés en neuf tours, en renvoyant à la base de données CB Insights. C’est une information utilisée à l’époque par l’article, pas un total actuel de financement vérifié. L’entreprise associait caméras et outils mécaniques pour désherber sélectivement les cultures maraîchères. 

FarmWise a présenté Vulcan à la World Ag Expo le 14 février 2023. Il s’agissait d’un outil de désherbage mécanique avec reconnaissance des plantes par caméra et apprentissage profond. L’identification automatique ne signifie pas que toute la machine fonctionne sans conducteur. 

2. Deere & Company

Deere & Company, connue sous la marque John Deere, développe des machines agricoles et des technologies d’automatisation. Le cours de 382,20 dollars et le recul de 10,86 % depuis le début de l’année étaient un instantané de 2023, pas le prix ou le rendement actuels. 

DE Graphique du prix

Le même comparatif historique citait une capitalisation de 110,07 milliards de dollars, un rendement du dividende de 1,41 %, un PER de 11,30 et une rentabilité des capitaux propres de 47,73 %. Ce ne sont pas des mesures actuelles ni des rendements garantis. Deere a enregistré un bénéfice net de 2,978 milliards de dollars pour le troisième trimestre de son exercice, trimestre qui s’est terminé le 30 juillet 2023.

3. Carbon Robotics

Carbon Robotics utilise caméras et lasers pour reconnaître et détruire les adventices. La LaserWeeder commerciale de 2022–2023 était un outil pour tracteur, distinct du prototype de démonstration à déplacement autonome de 2021. La commande automatique du laser n’équivaut pas à une conduite sans opérateur. 

En avril 2023, l’entreprise a annoncé une levée de 30 millions de dollars, portant le total de l’époque à 67 millions. La référence à 17 États américains et trois provinces canadiennes décrivait un plan de livraison de cette période, pas la couverture actuelle ni la preuve que toutes les livraisons avaient été réalisées.

4. Trimble

L’article donnait pour Trimble (TRMB) un cours historique de 42,41 dollars, un recul de 16,12 % depuis le début de l’année, un PER de 31,61 et une rentabilité des capitaux propres de 8,16 %. Le chiffre d’affaires du troisième trimestre 2023 était de 957,3 millions de dollars, environ 8,2 % de plus qu’un an auparavant. Le bénéfice ajusté par action non GAAP était de 0,68 dollar, contre 0,30 dollar selon les GAAP.

À la fin de ce trimestre, l’article indiquait 216,8 millions de dollars de trésorerie et équivalents et environ 3,05 milliards de dettes. Le 28 septembre 2023, AGCO a annoncé un accord pour détenir 85 % d’une coentreprise regroupant les actifs agricoles de Trimble, contre 2 milliards de dollars et l’apport de JCA Technologies. Il ne s’agissait pas de 85 % de l’ensemble de Trimble. L’opération a été achevée en avril 2024.

5. AgEagle Aerial Systems Inc. 

AgEagle proposait des drones et solutions de données pour l’agriculture et d’autres usages, notamment les infrastructures et les administrations. L’estimation de 150 salariés dans l’article n’est pas un effectif actuel vérifié. 

UAVS Graphique du prix

AgEagle a présenté eBee VISION le 6 septembre 2023 : un aéronef sans pilote à voilure fixe destiné surtout à la surveillance, pas seulement à l’agriculture. Capitalisation de 15,83 millions de dollars, cours de 0,13 dollar et PER de −0,22 étaient historiques. Des opérations survenues ensuite dans l’entreprise limitent la comparaison directe des cours. L’article mentionnait aussi un chiffre d’affaires d’environ 3,28 millions de dollars au deuxième trimestre 2023 et une croissance de 95,62 % l’année précédente, soit 2022. Un PER négatif ne signifie pas que l’entreprise est bénéficiaire.

Bénéfices et limites

Selon l’application, les bénéfices possibles comprennent :

• Moins de travail répétitif et physiquement pénible. Les machines peuvent fonctionner longtemps dans des conditions adaptées, mais ont besoin d’énergie, d’entretien et d’une utilisation sûre.

• Moins de gaspillage et de consommation de certains intrants. Le bilan économique dépend aussi de l’achat, de l’installation et du fonctionnement. 

• Répétabilité et précision dans des tâches délimitées. Robots et logiciels peuvent toutefois commettre des erreurs de reconnaissance, de réglage ou d’exécution.

• Une aide partielle face au manque de personnel. Tous les problèmes de travail saisonnier ou de calendrier de récolte ne disparaissent pas.

• Un soutien pour les travaux exigeants dans les limites de conception du matériel. Les machines n’éliminent pas entièrement les risques d’accident. 

Les principales limites comprennent :

• Un investissement initial élevé. Les économies prévues doivent être comparées au coût total ; baisse des prix et amortissement ne sont pas garantis.

• Des besoins en énergie, entretien, pièces et assistance technique, qui influencent coûts et disponibilité.

• Formation, réglages corrects et adaptation à une tâche précise. Tous les robots ou algorithmes ne peuvent pas accomplir tous les travaux agricoles.

Conclusion

La robotique agricole de 2023 regroupait des solutions commerciales établies et des technologies expérimentales. L’association de capteurs, de commande et d’outils mécaniques offre des possibilités à différents degrés de maturité.

L’évaluation doit partir des besoins de l’exploitation, des coûts, des infrastructures, de la sécurité et des effets environnementaux. La robotique peut soutenir l’agriculteur, mais ne garantit pas à elle seule de plus grandes récoltes ou la durabilité.