L'agriculture intelligente commence à porter ses fruits
L'université de Bonn montre dans quels domaines les drones, les robots et l'IA sont déjà rentables aujourd'hui
L'utilisation de robots, de drones et d'outils d'intelligence artificielle dans l'agriculture porte déjà ses fruits sur 42 % des terres cultivées dans le monde. Ce chiffre pourrait passer à 50 % au cours des 20 prochaines années, voire atteindre 75 % si tous les pays renforçaient leurs réglementations environnementales. Si tous les pays assouplissaient leurs réglementations, ce chiffre tomberait à 31 %. Telles sont les principales conclusions d’une étude internationale menée par l’université de Bonn, la première à évaluer la rentabilité de l’agriculture intelligente à l’échelle mondiale. De plus, l’agriculture de pointe s’avère souvent rentable précisément dans les régions du monde confrontées à des problèmes environnementaux tels que le stress hydrique et la surfertilisation.
Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue PNAS.
Les exploitations agricoles européennes et américaines se transforment de plus en plus en entreprises de haute technologie : des drones détectent les infestations de ravageurs et transmettent leurs données à des machines agricoles, qui pulvérisent ensuite des pesticides dans des zones spécifiques ; des robots éliminent les mauvaises herbes avant qu’elles ne causent des dégâts ; et des systèmes d’irrigation surveillent l’humidité du sol et arrosent les racines uniquement là où l’eau est nécessaire. « Ces technologies d’agriculture intelligente ont le potentiel de rendre la culture des plantes plus durable et plus respectueuse de l’environnement », explique le professeur David Wuepper de l’université de Bonn.
Cependant, Wuepper sait également que le passage aux technologies d’agriculture intelligente peut ne pas être économiquement viable pour toutes les exploitations, du moins à court terme, car elles ont un coût élevé — sans compter l’expertise nécessaire à leur mise en place. Il existe également des variations importantes dans les conditions locales, qu’il s’agisse des coûts de main-d’œuvre, des réglementations environnementales ou encore de l’accès à la formation. « Nous avons donc cherché à savoir où l’agriculture de précision s’avère particulièrement rentable d’un point de vue économique », précise Shahrear Roman, doctorant au sein du groupe de recherche de M. Wuepper.
Les résultats de leur étude, publiés dans PNAS, montrent que l’agriculture intelligente est déjà rentable sur 42 % des terres cultivées dans le monde. La rentabilité de ces technologies est toutefois inégalement répartie à l’échelle mondiale.
La rentabilité de l’agriculture intelligente est inégalement répartie à l’échelle mondiale
Les avantages économiques sont les plus importants dans les régions où les niveaux de revenus et d’éducation sont élevés, où les champs sont vastes et où les réglementations environnementales sont strictes, comme en Europe occidentale, au Canada, aux États-Unis et en Australie. Cela s’explique notamment par le fait que ces régions utilisent souvent de grandes quantités d’engrais et de pesticides. « On peut donc réaliser des économies en n’appliquant ces produits que là où c’est vraiment nécessaire », explique Roman. De plus, comme la main-d’œuvre coûte également plus cher dans ces régions, le recours à des machines et à des robots s’avère judicieux.
En revanche, le potentiel de l’agriculture intelligente est actuellement limité dans les pays d’Afrique subsaharienne. « Cela s’explique en partie par le fait que les technologies disponibles sont mal adaptées à l’agriculture à petite échelle », souligne Wuepper, qui est également membre du domaine de recherche transdisciplinaire (TRA) « Sustainable Futures » et du pôle d’excellence PhenoRob. « Pour l’instant, les équipements sont développés en privilégiant les grandes exploitations à forte intensité capitalistique d’Amérique du Nord et d’Europe. À l’avenir, la recherche et le développement agricoles devraient intensifier la recherche de solutions qui constitueront également une option judicieuse pour les petites exploitations. »
Une carte du monde pour cinq technologies
Pour leur étude, les chercheurs ont commencé par examiner où, dans le monde, les technologies d’agriculture intelligente sont déjà utilisées. Il n’existe pratiquement aucune base de données répertoriant systématiquement ces informations. « Nous avons donc écrit à plus de 8 000 experts en agriculture intelligente à travers le monde, en leur demandant s’ils connaissaient, dans leur région, des endroits où ces technologies étaient déjà utilisées de manière rentable », explique Roman. Les chercheurs ont également passé au crible la littérature scientifique afin de recenser les exploitations agricoles qui utilisaient déjà des méthodes d’agriculture de précision.
Ils ont ainsi dressé une liste de plus de 4 000 sites où des systèmes d’irrigation intelligents, des robots désherbeurs ou des analyses par drone sont déjà utilisés. Ils ont ensuite utilisé des algorithmes d’apprentissage automatique pour déterminer quelles conditions favorisent le passage à l’agriculture intelligente.
Une gouvernance environnementale forte va de pair avec une adoption plus rapide
« Nous avons constaté que l’agriculture intelligente est déjà rentable là où la gouvernance environnementale est la plus solide. C’est de loin le facteur prédictif le plus important dans nos modèles », précise Roman.
« Nous avons maintenant exploité ces résultats pour extrapoler l’évolution future de l’utilisation des technologies d’agriculture intelligente dans chaque région », explique Wuepper. Les chercheurs ont également intégré les prévisions de développement économique régional dans leurs modèles, aboutissant finalement à une carte du monde qui illustre les zones où l’agriculture de précision présente le plus grand potentiel. Ils ont également ventilé leurs résultats par catégorie technologique : systèmes d’irrigation autonomes ; robots désherbeurs ; drones et autres solutions permettant de cartographier les champs et d’identifier les zones nécessitant une intervention ; machines capables de déterminer elles-mêmes la quantité d’engrais ou de pesticides à appliquer ; et systèmes de guidage GPS qui maintiennent les machines sur des trajectoires précises et évitent les chevauchements.
L’étude recense également les zones où l’agriculture intelligente pourrait avoir le plus grand impact positif sur l’environnement, en montrant où ces technologies sont rentables et où les problèmes qu’elles permettent de résoudre sont les plus graves. Par exemple, les systèmes d’irrigation intelligents sont souvent rentables précisément dans les régions qui sont de plus en plus confrontées à des pénuries d’eau.
« Les avantages écologiques et économiques vont souvent de pair. Mais ils ne se concrétisent pas d’eux-mêmes : sans mesures politiques, la plupart des gains environnementaux restent lettre morte », conclut Wuepper.
Institutions participantes et financement
L’université de Bonn, l’ETH Zurich et l’université de Californie à Berkeley (États-Unis) ont participé à cette étude, qui a été financée par la Fondation allemande pour la recherche (DFG) dans le cadre du pôle d’excellence PhenoRob (EXC 2070, 390732324) ainsi que par le Conseil européen de la recherche (subvention n° 101075824).
Le pôle d’excellence PhenoRob à l’université de Bonn
L’objectif de PhenoRob est de parvenir à une transformation durable et axée sur la technologie de l’agriculture. Une telle transformation revêt une importance capitale pour l’Allemagne et le monde entier. Ce pôle d’excellence se concentre sur le développement de systèmes de culture innovants et durables et sur la promotion de nouvelles technologies telles que la robotique, l’intelligence artificielle et le phénotypage par capteurs pour une production de denrées alimentaires végétales économe en ressources. Des équipes interdisciplinaires étudient de nouvelles approches visant à réduire les rejets de polluants dans l’environnement, à exploiter le potentiel d’automatisation de l’agriculture et à trouver des solutions de pointe pour les systèmes agricoles en Allemagne. Intégré à la Faculté des sciences agricoles, nutritionnelles et de l’ingénierie, ce pôle d’excellence de renommée internationale, créé en 2019, incarne l’« Agriculture 4.0 ». PhenoRob a déjà donné naissance à plusieurs produits prêts à être commercialisés.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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