Révolutionner l’Agriculture : Le Rôle de la Robotique dans l’Amélioration de la Productivité et de la Durabilité

L’industrie agricole cherche toujours des moyens d’améliorer l’efficacité, d’augmenter la production et de réduire les déchets. L’une des façons d’y parvenir est d’utiliser des robots.

La robotique devient en fait une partie intégrante des processus agricoles et de production alimentaire. L’objectif de la robotique en agriculture est d’aider le secteur à améliorer la productivité et la durabilité environnementale.

Robotique dans l’Industrie Agricole 

L’agriculture traditionnelle sans robotique est plus chronophage et nécessite d’importantes ressources humaines pour gérer les différents processus agricoles. De plus, elle souffre d’un manque d’informations précises sur la météo, les conditions du sol et l’utilisation des engrais. Étant donné que la plupart des activités agricoles sont encore pratiquées de manière traditionnelle, cela conduit souvent à une agriculture non rentable et non économique.

En conséquence, des systèmes avancés basés sur l’IA tels que la technologie des capteurs, l’IoT, la technologie de gestion des données, les algorithmes de prise de décision intelligente, la robotique, les drones et des mécanismes avancés remplacent le système agricole traditionnel.

Ces systèmes rendent le processus agricole sans effort, efficace en temps, rentable, hautement productif et durable.

Cette révolution agricole est motivée par le besoin d’augmenter considérablement les rendements de production. Avec les estimations de l’ONU selon lesquelles la population mondiale passera de 8 milliards à 9,7 milliards d’ici 2050, les agriculteurs seront soumis à une forte pression pour répondre à cette demande.

C’est pourquoi le marché des robots agricoles devrait passer de 13,5 milliards de dollars en 2023 à plus de 40 milliards d’ici 2028, selon MarketsandMarkets. De plus, l’Amérique du Nord domine actuellement la part de marché majeure de l’industrie des robots agricoles grâce à l’adoption généralisée de l’automatisation dans des secteurs tels que le commerce électronique, l’alimentation et les boissons, l’automobile et les produits pharmaceutiques. 

Application de la Robotique dans le Paysage Agricole

Le marché des robots agricoles est un paysage dynamique rempli d’un potentiel immense. Regardons donc la large gamme d’applications que les robots offrent dans l’industrie agricole.

En commençant par des tâches beaucoup plus simples, les tracteurs autonomes et les robots remplacent progressivement les machines pilotées pour le semis. Ici, la vision par ordinateur et les capteurs de mouvement travaillent ensemble pour éviter les obstacles tout en naviguant dans le champ. Par exemple, les tracteurs autonomes utilisent une technologie de conduite autonome basée sur le GPS, avec un projet d’intégration de l’apprentissage automatique pour aider les tracteurs à identifier de nouveaux obstacles ou animaux sur leur trajectoire.

Une utilisation principale des robots dans les fermes se voit dans la cueillette et l’emballage des fruits et légumes. Grâce à la précision et à la rapidité que les robots peuvent atteindre pour améliorer le rendement et réduire les déchets, la récolte et la cueillette sont l’une des applications robotiques les plus populaires.

Même les tâches répétitives liées à l’élevage, comme la traite des vaches, la distribution d’aliments et la surveillance des pâturages, peuvent être automatisées. En automatisant les tâches lentes, répétitives et monotones pour les agriculteurs, les robots agricoles permettent aux agriculteurs de se concentrer davantage sur l’amélioration des rendements globaux. 

De plus, les robots sont également utilisés pour exécuter des tâches complexes telles que la surveillance des cultures et la mesure du pH du sol. Les robots peuvent également être programmés pour l’entretien des cultures en taillant les plantes, en désherbant les parcelles, en appliquant des insecticides et en assurant l’irrigation.

Pour lutter contre les mauvaises herbes, les entreprises utilisent la vision par ordinateur et divers outils mécaniques qui permettent aux robots d’arracher les mauvaises herbes au lieu d’utiliser des produits chimiques. De même, les pulvérisateurs intelligents sont associés à des caméras de vision par ordinateur pour identifier les mauvaises herbes afin d’appliquer des herbicides de manière ciblée. 

Innovation dans la Robotique Agricole

L’innovation est essentielle dans tout secteur, et elle est aujourd’hui plus pertinente dans l’agriculture que jamais, car l’adoption de nouvelles technologies comme la robotique sera un facteur clé pour transformer le visage de l’agriculture. Après tout, avec une population mondiale qui croît à un rythme vertigineux, de nouvelles innovations agricoles sont devenues nécessaires.

Bien que nous ayons parcouru un long chemin depuis l’invention des premiers robots industriels dans les années 1950, ce sont ces dernières années que l’innovation dans les applications robotiques en agriculture a considérablement progressé. Regardons donc quelques-unes des innovations importantes dans la robotique agricole.

Automatisation des Exploitations

L’automatisation des exploitations réduit l’apport humain et les erreurs en combinant:

• Machinerie agricole
• Systèmes informatiques
• Électronique
• Capteurs chimiques
• Gestion des données 

En utilisant des moissonneuses automatisées et des tracteurs autonomes, les agriculteurs utilisent les ressources de manière efficace et produisent des rendements plus élevés.

L’automatisation fait déjà partie intégrante du processus agricole, mais à mesure qu’elle deviendra encore plus importante dans les années à venir, le niveau accru d’automatisation permettra aux agriculteurs de se concentrer davantage sur les aspects créatifs, complexes et autres aspects critiques de leur activité. De plus, grâce à l’automatisation, la plupart des agriculteurs passent désormais plus de temps avec leurs familles qu’auparavant.

SIG en Agriculture

Les systèmes d’information géographique (SIG) en agriculture s’appuient sur des technologies telles que les satellites pour comprendre les types et la position des cultures, le niveau de fertilisation, l’état du sol et les informations connexes. En exploitant les données générées par les capteurs de télédétection SIG et les logiciels, les agriculteurs peuvent alors prendre des décisions éclairées.

En plus d’utiliser cette technologie pour déterminer le meilleur emplacement pour la plantation des cultures dans le champ et améliorer la nutrition du sol, les logiciels SIG peuvent également aider à la santé du bétail, à la fertilité et à la nutrition en surveillant les déplacements des animaux.

Agriculture Verticale

Une nouvelle méthode populaire d’agriculture est l’agriculture verticale ou l’agriculture en intérieur, où les plantes sont cultivées dans un environnement entièrement régulé. Ici, tous les besoins des plantes sont satisfaits en leur fournissant artificiellement de l’eau, de la lumière et des nutriments grâce aux techniques hydroponiques, aquaponiques et aéroponiques.

L’agriculture en environnement contrôlé (CEA) réduit considérablement la consommation d’eau, protège les plantes des conditions météorologiques défavorables et maximise l’utilisation de l’espace pour la culture afin de fournir des rendements fiables et plus élevés tout en utilisant efficacement les ressources et en réduisant les coûts de main-d’œuvre grâce à l’utilisation de robots pour la récolte et la plantation.

Cliquez ici pour en savoir plus sur l’agriculture verticale.

Drones

Les véhicules aériens sans pilote ou drones sont de plus en plus utiles pour surveiller les cultures. En utilisant des capteurs avancés, les drones peuvent aider à surveiller la croissance des plantes, détecter le stress dû aux maladies, surveiller la température du champ et pulvériser des pesticides, de l’eau ou des engrais aux emplacements souhaités du champ. Ces appareils peuvent également être utilisés pour l’imagerie et la fertilité du sol, ainsi que pour surveiller la qualité du sol et s’assurer que les cultures ne sont pas affectées par des facteurs environnementaux tels que la sécheresse ou les inondations.

Parallèlement, dans la gestion du bétail, les drones sont utilisés pour observer les prairies et suivre les déplacements des animaux sur de vastes zones. Certains drones sont équipés de caméras à imagerie thermique pour détecter les animaux malades présentant une température corporelle élevée. Ainsi, les drones aident les agriculteurs à obtenir des données complètes pour prendre des décisions opportunes.

Pollinisateurs Artificiels

La pollinisation, processus permettant la fécondation et la production de graines, est vitale pour la survie de nombreuses cultures. Cependant, la pollinisation fait face à de nombreux défis, tels que la perte d’habitat, l’utilisation de pesticides et le déclin des populations d’abeilles. 

En conséquence, l’innovation progresse, notamment avec des insectes robotiques qui imitent le comportement et l’apparence des pollinisateurs naturels. Ici, de petites machines sont équipées de capteurs, de caméras, d’intelligence artificielle (IA) et de micro-actionneurs qui leur permettent de voler, de naviguer et de polliniser les fleurs de manière autonome. 

Comparés à la pollinisation manuelle, les insectes robotiques IA sont non seulement plus précis, flexibles, évolutifs et rentables, mais peuvent également fonctionner dans n’importe quelles conditions météorologiques et dans tout environnement. Ces pollinisateurs peuvent également être programmés pour cibler des cultures ou plantes spécifiques, évitant ainsi la pollinisation croisée ou la contamination indésirables.

En réduisant la pression sur les pollinisateurs naturels, les insectes robotiques IA aident à restaurer les écosystèmes et la biodiversité tout en créant de nouvelles opportunités pour l’éducation, la recherche et l’innovation dans les domaines de la robotique et de la biotechnologie.

Épouvantails Laser

Par le passé, les agriculteurs s’appuyaient sur des épouvantails traditionnels pour éloigner les oiseaux ou rongeurs nuisibles qui peuvent menacer les cultures dans un champ ouvert. Mais aujourd’hui, les agriculteurs se tournent vers des dispositifs high-tech dotés de capteurs de mouvement pour empêcher les oiseaux de piller les cultures. 

Un chercheur de l’Université de Rhode Island a contribué à concevoir un épouvantail laser, qui projette une lumière laser verte, à laquelle les oiseaux sont sensibles. Invisible aux humains à la lumière du soleil, il peut projeter un faisceau laser sur 600 pieds à travers un champ pour effrayer les oiseaux. L’épouvantail laser est placé dans un seau en plastique pour le protéger des intempéries et est fixé à un poteau réglable.

Technologie de l’Élevage

Les technologies émergentes pour l’élevage permettent aux agriculteurs d’optimiser la gestion de la ferme, d’améliorer les soins aux animaux et d’augmenter la productivité. Par exemple, en utilisant la robotique, le big data et l’IA, les entreprises technologiques automatisent des tâches telles que les installations laitières pour traire les vaches sans intervention humaine, les systèmes d’alimentation pour fournir aux animaux des mélanges adaptés à leurs besoins spécifiques et en quantités appropriées, ainsi que les systèmes de nettoyage pour éliminer les déchets et créer des environnements plus propres et exempts de maladies.

Dans l’industrie laitière, les entreprises développent des capteurs pour surveiller en temps réel la production et la qualité du lait, la santé et les hormones de grossesse. Selon les rapports, 12 % des fermes laitières utilisent des robots, chiffre qui devrait atteindre 20 % d’ici cinq ans. Parallèlement, les clôtures virtuelles aident les fermes à déplacer les animaux équipés d’un capteur à distance.

Entreprises

Avec tant d’innovation dans l’industrie des robots agricoles, examinons maintenant quelques acteurs majeurs et clés:

1. FarmWise

Un innovateur de premier plan dans le domaine de la technologie et de la robotique agricoles, FarmWise a levé 73,9 M$ lors de 9 tours de financement, selon CB Insights. La société utilise une combinaison d’IA, de vision par ordinateur et de robotique pour créer ses produits destinés à arracher les mauvaises herbes sans utiliser de produits chimiques et à collecter des données sur les fermes maraîchères. 

Récemment, la société a présenté son nouveau dispositif de désherbage, Vulcan, au World Ag Expo 2023, qui utilise la vision par ordinateur et des modèles d’apprentissage profond pour éliminer les mauvaises herbes avec une grande précision. 

2. Deere & Company

Cette société cotée en bourse est connue pour ses machines agricoles traditionnelles et déploie des technologies telles que l’IA, l’IoT, les robots, l’apprentissage automatique, le big data, etc., pour prendre des décisions basées sur les données. Cotée à 382,20 $, les actions de John Deere ont baissé de 10,86 % depuis le début de l’année (YTD). 

DE Graphique du prix

La société a une capitalisation boursière de 110,07 milliards et verse un rendement de dividende de 1,41 % tout en affichant un ratio P/E (TTM) de 11,30 et un ROE (TTM) de 47,73 %. Pour le troisième trimestre clôturé le 30 juillet 2023, John Deere a déclaré un revenu net de 2,978 milliards de dollars.

3. Carbon Robotics

Le principal innovateur dans le domaine de la robotique agricole, Carbon Robotics utilise l’IA, la vision par ordinateur, la robotique et les lasers pour permettre aux agriculteurs d’optimiser leur processus de lutte contre les mauvaises herbes. L’entreprise propose un désherbeur laser autonome pour l’agriculture commerciale qui utilise l’apprentissage profond pour identifier et éliminer les plantes indésirables. 

Elle est également en voie de livrer le LaserWeeder dans 17 États américains et trois provinces canadiennes. En avril de cette année, Carbon Robotics a levé 30 M$, portant son total levé à 67 M$, afin d’accélérer sa fabrication et son expansion internationale.

4. Trimble

Les actions de Trimble (TRMB), une société qui développe des technologies robotiques et autonomes pour les équipements agricoles, ont baissé de 16,12 % cette année, s’échangeant à 42,41 $ avec un ratio P/E (TTM) de 31,61 et un ROE (TTM) de 8,16 %. Pour le 3T23, la société a déclaré un chiffre d’affaires de 957,3 M$, en hausse de 8,2 % d’une année sur l’autre, et un bénéfice non GAAP de 68 cents par action.

À la fin du trimestre, Trimble disposait de 216,8 M$ en liquidités et équivalents, et sa dette totale était de 3,05 milliards de dollars. Alors que la course entre les entreprises d’équipements agricoles pour automatiser l’agriculture s’accélère, AGCO Corp (AGCO.N) a annoncé récemment qu’elle acquérirait une participation de 85 % dans l’activité agricole de Trimble pour 2 milliards de dollars.

5. AgEagle Aerial Systems Inc. 

Cette société, estimée à 150 employés, propose des solutions de données basées sur les drones pour permettre aux agriculteurs d’améliorer la gestion des cultures. En plus de l’agriculture, l’entreprise propose ses solutions de drones full-stack dans les secteurs de l’énergie, de la construction et du gouvernement. 

UAVS Graphique du prix

En septembre, AgEagle a lancé son drone à système aérien sans pilote à aile fixe eBee VISION. Avec une capitalisation boursière de 15,83 M$, les actions d’AgEagle (UAVS) s’échangent à 0,13 $ tout en affichant un ratio P/E (TTM) de -0,22. En août, la société a signalé une baisse notable de ses résultats de chiffre d’affaires du deuxième trimestre à 3,28 M$, après une croissance de 95,62 % de son chiffre d’affaires l’année précédente.

Avantages et Inconvénients de la Robotique Agricole

L’automatisation des systèmes agricoles comporte un certain nombre d’avantages:

• Contrairement aux humains, les robots peuvent travailler plus rapidement et pendant de plus longues périodes sans s’ennuyer ni se fatiguer, sans avoir besoin de pauses, de réduction de productivité ou de risque de blessure.

• En réduisant les déchets et le coût de la main-d’œuvre et des opérations agricoles, la robotique agricole constitue une méthode rentable. 

• Étant donné que les robots ne sont pas sujets aux erreurs humaines, ils peuvent exécuter à la fois des tâches répétitives et des tâches complexes avec précision et exactitude tout au long du processus.

• Avec les robots, vous n’avez pas à vous soucier des pénuries de main-d’œuvre pour les tâches saisonnières ou des cultures laissées dans le sol et non palettisées à temps pour la distribution.

• Grâce à leurs capacités avancées de perception, de prise de décision autonome et d’exécution précise, les robots peuvent atteindre des objectifs de production précis et efficaces même dans des environnements complexes, difficiles et dangereux. 

Cependant, l’automatisation des systèmes agricoles n’est pas sans inconvénients:

• La principale préoccupation concernant les robots est leur coût élevé. Bien que le coût puisse être compensé par une efficacité et un rendement accrus, il reste une dépense initiale importante, bien que les coûts diminueront à mesure que la technologie progresse.

• Les robots nécessitent également de l’électricité et un entretien régulier pour rester opérationnels, ce qui augmente davantage le coût de leur utilisation.

• Les robots agricoles nécessitent des algorithmes complexes pour fonctionner sur n’importe quelle tâche, ce qui implique également que les agriculteurs doivent être formés avant utilisation.

Conclusion

Ainsi, comme nous l’avons vu, les robots attirent de plus en plus l’attention tant de la recherche que de l’industrie, ce qui a conduit à l’évolution rapide des robots agricoles. En intégrant la perception, la prise de décision, le contrôle et les techniques d’exécution, des améliorations significatives ont également été réalisées.

Cela a du sens dans le contexte d’une population croissante et de pénuries croissantes de terres et d’eau, où les robots agricoles jouent un rôle unique et essentiel en offrant une façon d’agriculte plus intelligente, plus sûre et plus productive !