L’agriculture entre dans une période où la productivité, la durabilité et l’efficacité du travail doivent toutes s’améliorer simultanément. Alors que la volatilité climatique et la demande alimentaire croissante exercent une pression croissante sur les opérations agricoles du monde entier, les systèmes aériens et terrestres autonomes commencent à transformer la façon dont les décisions agricoles sont prises et exécutées.
Ce qui était autrefois défini par des processus manuels et une intuition saisonnière devient de plus en plus axé sur les données, précis et agile. Au centre de cette évolution se trouve la coordination croissante entre les systèmes autonomes aériens et terrestres.
Cette transformation se produit dans le contexte d’une industrie opérant à grande échelle et confrontée à une pression sans précédent. Le marché agricole mondial est désormais évalué à plus de 12 000 milliards de dollars, ce qui en fait l’un des secteurs les plus critiques de l’économie mondiale. Dans le même temps, la demande alimentaire mondiale devrait augmenter considérablement d’ici le milieu du siècle, sous l’effet de la croissance démographique et de l’évolution des modes de consommation. L’efficacité de la manière dont les cultures sont cultivées, surveillées et récoltées n’a tout simplement jamais été aussi importante.
Individuellement, les drones et les véhicules terrestres ont déjà prouvé leur valeur. Les drones offrent une visibilité rapide sur de vastes zones, tandis que les systèmes au sol offrent la possibilité d'agir directement au niveau des cultures ou du sol. Ce qui change désormais, c'est la façon dont ces technologies sont combinées dans des flux de travail intégrés, reliant les données, la prise de décision et l'action.
Aux États-Unis, cette évolution est déjà visible à grande échelle. Des entreprises telles que John Deere, grâce à l'acquisition de Blue River Technology, ont introduit des systèmes de vision industrielle capables d'identifier et de traiter des plantes individuelles. Ceux-ci sont de plus en plus associés à des outils de cartographie aérienne, créant une boucle coordonnée entre détection et intervention. Les exploitations agricoles à grande échelle combinent désormais les données des drones avec des pulvérisateurs autonomes pour réduire l'utilisation de produits chimiques et améliorer l'uniformité des rendements.
En Inde, un modèle différent mais tout aussi important est en train d’émerger. Les programmes de drones soutenus par le gouvernement accélèrent l’adoption pour la surveillance des cultures et la pulvérisation de précision, en particulier dans les petites exploitations. Dans le même temps, des systèmes au sol semi-autonomes sont déployés pour la détection du niveau du sol et des applications ciblées. L’intégration des deux permet de traduire des informations à haute résolution en actions pratiques sur le terrain.
Cela ne se limite pas à une seule région. Partout au Brésil, des exploitants agricoles à grande échelle combinent l’imagerie par drone avec des pulvérisateurs autonomes dans de vastes fermes de soja et de canne à sucre. En Europe, où les réglementations en matière de durabilité sont de plus en plus strictes, des systèmes intégrés sont utilisés pour réduire les intrants chimiques et soutenir les objectifs d’agriculture de précision. Dans certaines régions d’Afrique, des drones sont utilisés pour fournir des renseignements sur les cultures et des données consultatives, tandis que des systèmes au sol plus petits, souvent semi-autonomes, permettent des interventions ciblées.
Ce qui relie ces exemples, ce n’est pas seulement la technologie, mais aussi le changement de mentalité. Il s’agit d’un véritable déploiement mondial d’une agriculture plus intelligente, où l’intégration de systèmes autonomes aériens et terrestres permet de meilleures décisions et des résultats plus efficaces, quelle que soit la géographie.
Cette intégration répond à un défi de longue date dans l’agriculture. Les champs sont intrinsèquement variables, les conditions changeant sur de courtes distances. Les approches traditionnelles traitent souvent des zones entières de manière uniforme. Les systèmes autonomes, travaillant ensemble, permettent de comprendre et de gérer directement cette variabilité.
De la détection à l'action
Les plates-formes aériennes constituent généralement le point de départ. Équipés d'une imagerie multispectrale et de charges utiles de capteurs, ils fournissent une vue rapide et détaillée des conditions de terrain, révélant souvent les problèmes avant qu'ils ne soient visibles à l'œil humain.
Ils permettent un nouveau niveau d’informations, notamment :
- Cartographie haute résolution de la santé et de la variabilité des cultures sur des champs entiers
- Identification précoce des maladies, de l'activité des ravageurs ou du stress hydrique
- Détection des carences en nutriments au niveau des sous-champs
Cependant, la perspicacité à elle seule ne crée pas de valeur. Le véritable impact réside dans la rapidité et la précision avec lesquelles ces informations peuvent être transformées en actions.
C’est là que les systèmes autonomes au sol jouent un rôle essentiel. Plutôt que d’appliquer les traitements de manière uniforme, les UGV peuvent répondre directement aux modèles identifiés ci-dessus. Cela représente le passage d’une intervention à grande échelle à une intervention ciblée et précise.
Les actions typiques au niveau du sol comprennent :
- Pulvérisation de précision uniquement dans les zones touchées plutôt que sur des champs entiers
- Désherbage mécanique ou ciblé guidé par données aériennes
- Surveillance et échantillonnage des sols pour valider et affiner les informations aériennes
Par exemple, l’imagerie multispectrale basée sur un drone peut identifier les premiers signes de carence en nutriments dans des zones de champ sélectionnées. Les systèmes autonomes au sol peuvent ensuite appliquer des engrais uniquement là où cela est nécessaire, réduisant ainsi l'utilisation de produits chimiques tout en améliorant la précision de l'application.
Ensemble, la détection aérienne et la réponse au sol créent un système en boucle fermée. Les données tombent du ciel, les décisions sont prises rapidement et les mesures sont appliquées là où elles sont le plus nécessaires. Dans les déploiements plus avancés, cette boucle est de plus en plus automatisée.
Pour atteindre ce niveau de coordination, il faut une combinaison de technologies fonctionnant de manière transparente, de la détection et de la connectivité à la propulsion, à la puissance et au contrôle.
Les principaux catalyseurs comprennent :
- Communication fiable entre les systèmes aériens et terrestres dans les grands environnements ruraux
- Navigation et localisation précises dans des conditions de terrain changeantes
- Des systèmes de propulsion efficaces qui permettent un fonctionnement durable et fiable
- Communication à faible latence et prise de décision basée sur la périphérie, en particulier dans les environnements ruraux où la couverture réseau peut être incohérente
Pourquoi l'efficacité opérationnelle est importante
L'autonomie intégrée améliore également l'économie opérationnelle en réduisant la dépendance au travail, en minimisant la surutilisation de produits chimiques et en permettant une utilisation plus efficace des ressources. Cela devient de plus en plus important à mesure que les exploitations agricoles sont confrontées à des coûts de main-d’œuvre croissants, à des pressions en matière de durabilité et à la nécessité d’une plus grande productivité avec des ressources limitées en terres et en eau.
La propulsion, bien que souvent moins visible que les capteurs ou les logiciels, est fondamentale pour rendre l’agriculture autonome viable à grande échelle. Les drones et les systèmes au sol s’appuient sur des technologies d’entraînement électrique efficaces pour maintenir une endurance et des performances constantes.
Dans les véhicules terrestres, cela signifie fournir couple et durabilité dans des environnements comprenant de la poussière, de la boue et de l'humidité. Dans les systèmes aériens, cela nécessite une fourniture de puissance stable et efficace pour maximiser le temps de vol et les capacités de charge utile.
Cela inclut également la gestion de la transmission du couple dans diverses conditions de terrain, le maintien de la stabilité thermique pendant un fonctionnement continu et l'optimisation de l'utilisation de la puissance sur différents cycles de service.
Ces défis sont de plus en plus relevés grâce à des systèmes intégrés de propulsion électrique, d'alimentation et de contrôle, y compris ceux développés par ePropelled, où l'accent est mis sur l'efficacité, la contrôlabilité et la résilience dans diverses conditions d'exploitation et sur plusieurs plates-formes autonomes.
Ce qui émerge n’est pas simplement l’automatisation, mais la coordination. Les systèmes aériens fournissent du renseignement. Les systèmes au sol produisent de l’action. Ensemble, ils permettent une précision à une échelle qui était auparavant difficile à atteindre.
Les implications sont importantes. Les exploitations agricoles peuvent réduire leur consommation de produits chimiques et d’eau, améliorer la régularité des rendements et réagir de manière plus dynamique aux conditions changeantes. Tout aussi important, elles peuvent fonctionner plus efficacement face aux pénuries de main-d’œuvre et aux attentes croissantes en matière de durabilité.
L’agriculture a toujours évolué grâce à la technologie, de la mécanisation aux outils numériques. L’intégration de l’autonomie aérienne et terrestre représente la prochaine étape de cette progression. Il ne s’agit pas de remplacer l’agriculteur, mais d’étendre ses capacités et d’augmenter son rendement, avec une meilleure information et des outils plus précis.
L’avenir de l’agriculture ne sera pas défini par une seule machine ou plate-forme, mais par la manière dont la vision aérienne et l’action au sol seront combinées intelligemment dans des écosystèmes autonomes coordonnés.
Biographie de l'auteur
Auteur : Dr Azhagar Raj M, directeur de l'ingénierie en Inde, ePropelled
Le Dr Azhagar apporte à ePropelled plus de 25 ans d'expérience en R&D, en leadership en ingénierie et en développement de nouveaux produits dans les secteurs de la mobilité électrique, de l'aérospatiale et de l'énergie. Il a occupé des postes clés chez General Electric, Honeywell, Suzlon Energy, Powergear et Lucas TVS, favorisant l'innovation dans les domaines des machines électriques, de l'électronique de puissance et des systèmes de contrôle intelligents.
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