Le secrétaire général du ministère de l'Agriculture, M. Kamel Chadi, a récemment souligné que les priorités du secteur sont ??le renforcement de la sécurité alimentaire, la valorisation des efforts des producteurs et investisseurs, le développement des exportations des produits agricoles et la valorisation des ressources forestières, halieutiques et aquacoles''.

Dans cette optique, cent (100) grands pôles agricoles intégrés adaptés aux spécificités de chaque région viennent d'être créés à travers le pays en vue de promouvoir l'investissement agricole.

Ces pôles, inscrits dans le cadre de la stratégie nationale de développement du secteur agricole à l'horizon 2019, seront censés valoriser l'ensemble des éléments de la chaîne de production agricole pour un territoire donné. Ils se doivent de contribuer à l'amélioration continue des performances traduites essentiellement en termes d'itinéraires techniques.

Au-delà de sa définition formelle, la valeur de cette notion réside dans le fait qu'elle met l'accent sur deux points essentiels : d'une part elle prend en charge les idées de cohérence et d'interactions « combinaison logique et ordonnée », et d'autre part elle sous-entend qu'il peut exister différentes manières de conduire une culture en fonction de l'objectif que l'on se fixe.

En effet, sous l'effet d'une utilisation parcimonieuse des facteurs de production et de la multiplication des critères d'évaluation, les modes de production tendent à se diversifier. Les nouveaux objectifs de développement durable imposent une productivité accrue par unité de ressource disponible, pour aboutir à des modes de production qui soient plus économes et mieux adaptés aux contraintes locales. Dans ce contexte, l'agriculture est soumise à des exigences sociétales complexes qu'elle peut satisfaire en adaptant rapidement ses modes de production. Cette adaptation à des enjeux complexes repose sur des solutions mises au point à la demande, dans le cadre d'une approche intensive ou intégrée (Itinéraire technique intensifié ou intégré).

Or l'intensification des cultures requiert des investissements importants et une utilisation accrue d'intrants agricoles (eau, énergie, engrais, produits phytosanitaires, matériel) et implique une optimisation de l'emploi des facteurs de production (foncier, travail, capitaux). C'est pourquoi il est impératif de se donner pour mission l'atteinte à la fois d'une productivité physique élevée du foncier (ou des capitaux fixes immobilisés) et d'une productivité élevée des UTH (Unité de Travail Humain).

Agriculture de précision

L'agriculture de précision est un principe de gestion des parcelles agricoles qui vise l'optimisation des rendements et des investissements, en cherchant à mieux tenir compte des variabilités des milieux et des conditions entre parcelles différentes ainsi qu'à des échelles intra-parcellaires.

Ce concept est apparu à la fin du XXe siècle, dans le contexte de course au progrès des rendements agricoles. Il a notamment influencé le travail du sol, les semis, la fertilisation, l'irrigation, la pulvérisation de pesticides, etc.

Il requiert l'utilisation de nouvelles technologies, telles que l'imagerie satellitaire et l'informatique. Il s'appuie sur des moyens de localisation dans la parcelle dont le système de positionnement par satellite de type GPS.

L'agriculture de précision a pour objectif général de récolter le plus possible de matière et de produits, tout en consommant le moins possible d'énergie et d'intrants (engrais, phytosanitaires, eau). Il s'agit d'optimiser la gestion d'une parcelle d'un triple point de vue :

- Agronomique : mécanisation agricole conjointe à un ajustement des pratiques culturales en se rapprochant mieux des besoins de la plante ;

- Environnemental : réduction de l'empreinte écologique de l'activité agricole ;

- Economique : augmentation de la compétitivité par une meilleure efficacité des pratiques.

De plus, l'agriculture de précision met à la disposition de l'agriculteur de nombreuses informations qui peuvent constituer une véritable mémoire de l'exploitation, aider à la prise de décision, aller dans le sens des besoins de traçabilité, améliorer la qualité intrinsèque des produits agricoles et améliorer les intrants des différentes parcelles.

Révolution numérique et robotique

De nombreuses solutions sont actuellement proposées pour une agriculture de précision, plus compétitive, plus respectueuse de l'environnement et facilitant le travail agricole. Elles sont le fruit d'un mariage réussi entre le numérique et la robotique qui révolutionne déjà le quotidien des agriculteurs.

Si le numérique s'est installé dans les champs pour mieux gérer les fermes, il a été suivi récemment par une large gamme de capteurs intelligents autonomes, placés dans ces mêmes champs, embarqués sur les engins agricoles ou sur des drones, permettant ainsi d'optimiser les traitements grâce à une meilleure connaissance des besoins du sol et des plantes.

Le traitement de données obtenues permet d'évaluer les besoins au quotidien, suivre l'état des sols et gérer les risques. L'agriculteur peut ainsi connaître au mieux les besoins en arrosage et les besoins spatiaux en engrais ou en produits phytosanitaires, pour ne traiter que les parcelles nécessaires.

Pour mener à bien ses tâches quotidiennes, l'agriculteur du XXIème siècle dispose désormais d'un arsenal qui va des capteurs connectés (permettant de mesurer la température de l'air, l'hygrométrie, la pluviométrie, la température du sol? et fournissant l'information météorologique et agronomique à la parcelle en temps réel pour aider à la prise de décision) aux systèmes embarqués sur les tracteurs permettant d'optimiser les réglages des pulvérisateurs de produits phytosanitaires (réduction de l'ordre 15 à 20 % des quantités épandues) en passant par les logiciels paramétrés permettant une gestion complète de l'exploitation via des solutions open source. Cette panoplie est à la base de l'efficience et de l'efficacité agricole !

Drones au service de l'agriculture de précision

Si les satellites servent déjà à suivre les évolutions des cultures, les drones ont pris la relève et s'appliquent à l'optimisation des intrants.

Lancé à la main, le drone effectue son vol en mode automatique. Equipé d'un capteur quadri-bandes qui mesure le pourcentage d'énergie solaire réfléchie par la culture par rapport à l'énergie solaire incidente, il photographie et enregistre la lumière reflétée par le feuillage (réflectance).

Cet enregistrement concerne la couleur des plantes dans quatre parties distinctes de la lumière (vert, rouge, proche infra-rouge et infra-rouge). Le capteur de lumière corrige les variations d'éclairement et s'affranchit des passages nuageux. A partir de la « vraie » couleur des feuilles obtenue après ces corrections, des informations agronomiques inédites sont produites, comme la biomasse, l'azote absorbé et la matière sèche.

Une fois ces données enregistrées, elles sont entrées dans un modèle agronomique qui va les traduire en cartographie de besoins de la culture. La carte est délivrée en 4 jours maximum, après analyse et vérification par un ingénieur agronome. Elle résume les mesures et constitue un véritable « scan » de l'exploitation. Elle fournit des préconisations pratiques pour traiter au mieux les cultures c'est-à-dire avec l'apport d'engrais le plus juste.

Quels avantages par rapport aux satellites ?

Les satellites ne voient pas à travers les nuages surtout lorsqu'ils sont persistants. Raison pour laquelle certaines cartographies ne peuvent être réalisées. De plus, ils font le tour de la terre et ne passent pas toujours au-dessus de la parcelle lorsque l'agriculteur en a le plus besoin.

Le drone est donc plus avantageux que le satellite au moins sur quatre (4) points :

- Son altitude : il vole en dessous des nuages à 150 m d'altitude ;

- Sa disponibilité : il peut être présent sur la parcelle à n'importe quel moment et en particulier lors de l'analyse de la végétation (qui dépend du développement végétal en rapport avec la courbe de croissance de la plante) en vue de la définition précise des apports azotés ;

- Sa résolution : si les images satellites ne permettent pas de différencier les pousses, les capteurs des drones par contre le permettent aisément grâce à une résolution qui peut atteindre 1,5 cm par pixel ;

- Son coût : le service offert par le drone est bien moindre que celui du satellite à surface balayée égale.

Robotique au service de l'agriculteur

La robotique est mise au service de l'agriculteur à qui incombe la lourde tâche de gérer l'exploitation dont il est responsable. Si le robot n'a pas pour mission de remplacer l'intelligence humaine dans les fermes (du moins pour le moment), il est néanmoins conçu pour assurer les tâches routinières ou pénibles pour lesquelles l'agriculteur perd aujourd'hui un temps précieux !

L'aide qu'assure la robotique à l'exploitant agricole se traduit dans les faits concrets et a une incidence directe sur la gestion. Elle est à l'origine des prises de décision pertinentes synonymes de gestion performante en vertu de laquelle la valeur créée est maximisée. Appliquée au calcul des besoins en engrais optimisé, on obtient le processus suivant : « une fois les images recueillies par le capteur embarqué, elles sont transmises pour être traitées par des modèles agronomiques de conseil. Ceux-ci prennent en compte cinq années d'expérience, durant lesquelles plusieurs milliers d'échantillons de végétation en laboratoire ont pu être analysés, pour comparer les images prises aux propriétés physiques des plantes ayant fait l'objet d'un échantillonnage. Après analyse des images, l'agriculteur reçoit la carte du besoin en engrais de sa parcelle ».

Agridrone et efficacité agricole

Classé dans la catégorie poids plume, un agridrone pèse environ 700 grammes et s'il arpente merveilleusement bien le ciel c'est pour y scruter la ou les terre(s). Il n'est pas admiré pour ses performances aéronautiques (bien qu'il survole 3 hectares en une minute) mais pour ses services agronomiques. C'est un engin volant qui cartographie les exploitations agricoles à des fins économiques et environnementales. Au-dessus des champs de colza, de blé, d'orge ou de maïs, il mesure par télédétection certains indicateurs clés comme le taux de chlorophylle ou la biomasse... et par la suite, un logiciel agronomique en déduit la quantité d'engrais adaptée à chaque mètre carré.

Il faut y voir un aéronef miniaturisé et intelligent sur lequel sont embarqués des capteurs.

Cette « intelligence aérienne » étend en quelques minutes à l'intégralité des parcelles ce que les agriculteurs ne peuvent traiter que sous forme d'échantillons localisés (analyser le besoin en engrais azoté des plantes, par exemple). Il reproduit ce qu'aurait fait l'agriculteur localement, mais à plus grande échelle.

Le grand défi que relève l'agridrone ne réside pas dans le fait d'établir de diagnostics. En fait il réalise le même diagnostic que celui que ferait l'agriculteur. Mais là s'arrête la comparaison ! En étendant à chaque mètre carré, en quelques minutes, et sans détruire la moindre plante le diagnostic sans faille, il permet à l'agriculteur de savoir exactement quelle est la quantité d'engrais à appliquer pour le développement optimal de sa culture.

Cartographie précise des exploitations

La réglementation très stricte en matière de réduction des apports en engrais et en pesticides pousse les agriculteurs à trouver des solutions technologiques qui permettent à la fois de cumuler une amélioration des performances de productivité, de qualité, tout en optimisant la performance environnementale de l'exploitation, ce qui correspond aujourd'hui à une vraie demande sociétale et réglementaire.

La cartographie des champs avec une précision inédite (à l'image d'une radiographie ou d'un scanner, grâce à des capteurs embarqués) permet de visualiser ce que l'œil humain ne peut percevoir. Elle ouvre la voie au suivi des plantes à des moments-clés de leur développement. Cette Technologie devient un véritable outil de management des fermes, un tableau de bord pour piloter les cultures grâce à l'ajustement des doses nécessaires des substances chimiques à utiliser.

Le résultat est triple : économies sur l'achat des produits sans faire baisser le rendement agricole, réalisation des apports pile à temps sur la base du fractionnement de la dose totale préconisée par les spécialistes et réduction du risque de pollution de la nappe phréatique.

Télédétection dédiée aux exploitations agricoles

La télédétection permet d'observer des indicateurs agronomiques pour chaque mètre carré de la parcelle sans avoir à faire de prélèvements destructifs. Le drone apporte une nouvelle façon de faire des prélèvements ou des observations sur terrain objectives.

Le capteur enregistre la lumière réfléchie par le couvert végétal dans 4 bandes distinctes à savoir : le vert, le rouge, la gamme spectrale du red edge et dans le proche infrarouge. Ces bandes ont été définies pour accéder à des informations agronomiques inédites (sur blé, orge, colza et maïs) concernant la biomasse, la densité foliaire et le taux de chlorophylle.

Le capteur permet une correction du signal en réflectance. De ce fait, les données sont beaucoup plus fiables qu'avec un simple appareil photo. Il prend en compte l'intensité lumineuse, la couleur de la lumière et l'angle d'incidence du soleil.

La fréquence d'acquisition des images par le capteur étant élevée, il est facile d'obtenir plusieurs points de vue de chaque mètre carré.

Le luxmètre intégré au capteur permet d'enregistrer l'intensité et la couleur de la lumière du soleil. Le capteur enregistre aussi les positions GPS de chaque photo ainsi que l'heure exacte de la prise de vue, ce qui permet de corriger la réflectance en fonction de l'angle d'incidence de la lumière.

La résolution des images dépend de la hauteur de vol qui peut être ajustée en fonction des besoins.

Avec une couverture de 3 ha à la minute, l'agridrone offre des solutions techniques de précision rapides à l'instar d'une cartographie de préconisations d'engrais à apporter et (pour bientôt) d'une optimisation des traitements phytosanitaires doublée d'une optimisation de l'épandage de ces produits.

Conclusion

A l'atterrissage de l'Agridrone, un programme professionnel de photogrammétrie est utilisé pour traiter les photos de vol. En seulement quelques clics, les images du drone sont transformées en une orthomosaïque 2D géo-référencée et des modèles de surface 3D. Puis en y appliquant les algorithmes de l'indice de végétation NDVI (« Normalized Difference Vegetation Index »), une carte de réflectance des cultures est ainsi créée. A l'aide d'un programme adéquat, des formules personnalisées peuvent être introduites et des changements de couleurs peuvent aussi être opérés afin de créer exactement la carte dont on a besoin (cartes de récoltes complètes, cartes d'application et des prescriptions de traitement).

Aussi, s'il est vrai que la technologie de précision a été le moteur de la révolution agricole moderne, c'est la supervision aérienne des cultures qui dominera celle des années à venir. Son champ d'application est large et s'applique indistinctement à l'estimation de la biomasse et du rendement, au comptage des plantes, à l'indication chlorophyllienne, à l'évaluation du stress, à l'analyse de la sénescence, à l'indexation des zones foliaires, à la phénologie, au contrôle de la croissance, à la distinction des cultures, à la détection des mauvaises herbes, à la classification des arbres et à la planification des systèmes de drainage. Parler aujourd'hui de sécurité alimentaire sans y faire référence parait totalement décalé.

Les gros efforts à fournir pour infléchir, un tant soit peu, la courbe ascendante de nos importations céréalières doivent s'inscrire en priorité dans le sens de la maîtrise des technologies de précision et de supervision aérienne sous peine de voir le fossé du différentiel de développement agricole se creuser davantage à nos dépens.

Si notre secteur agricole demeure le seul à pouvoir assurer le relai en termes de croissance, il est impératif de lui consacrer la priorité en œuvrant à lui ouvrir au plus tôt les voies salutaires de la high-tech.

Le seul mot d'ordre qui soit à même de susciter une adhésion au sein de notre monde agricole est le suivant :

« Développons coûte que coûte notre filière céréalière et nos rêves d'autosuffisance ?céréaliseront' !»

Principales sources

Wikipédia, Airinov et senseFly Ltd (Parrot company)

* Consultant en management