Les robots agricoles : l'avenir de la PIC ?
Un atout pour l'avenir de la PIC ?
L'utilisation des robots en agriculture est déjà une réalité. Présents sur le terrain ou en cours de développement, ceux-ci peuvent aider à limiter l'utilisation d'intrants chimiques, à gérer des bioagresseurs, ou à réduire l'impact sur les sols, aidant ainsi à la protection intégrée des cultures (PIC).
Pilier de la troisième révolution agricole, la robotique promet d'être d'une grande aide pour relever les défis de l'agriculture de demain.
L'équipe de Perspective Agricole avait déjà fait ce constat en 2016 (n°438) : "La mécanisation agricole devient toujours plus nécessaire : en France, le nombre d'exploitations agricoles est en baisse de 3% en moyenne par an depuis 1993, et la main-d'œuvre, notamment qualifiée, se raréfie. C'est pourquoi l'agriculture est un secteur où les technologies numériques, et plus particulièrement la robotique, suscitent un fort intérêt"
Les catégories de robots
On peut classer les robots agricoles en trois grandes catégories :
- Catégorie 1 : Des systèmes avec des outils embarqués qui n'ont pas de contact physique direct avec l'environnement de travail. Cette catégorie comprend les plateformes robotisées de surveillance de parcelles, dotées de capteurs de mesures sans contact, les plateformes d'assistance logistique pour le transport et le débardage, les robots d'épandage localisés d'engrais ou d'herbicides et les robots de pulvérisation. Ces robots qui peuvent être appelés "scouting" sont les plus simples.
- Catégorie 2 : Des outils entrant en contact avec l'environnement de travail, mais sans préhension. Cette catégorie comprend les robots d'entretien mécanique des cultures, les robot de gestion physique de bioagresseurs et les robots de tonte.
- Catégorie 3 : Des outils capables d'effectuer des tâches complexes avec contacts physique des outils et préhension d'objets (comme les plantes, fruits,…). Par exemple, les robots de récolte, de taille, et de plantation/transplantation.
Catégorie 1 : les robots dit "scouting"
Ces robots représentent l'une des branches de la robotique agricole. Ils collectent des données, permettent de connaître l'état des sols, d'estimer l'hétérogénéité d'une parcelle ou de détecter des bioagresseurs.
Ci-dessous des exemples de robots "scouting"
Catégorie 2 : les robots d'intervention
Ces robots d'intervention interagissent avec les cultures végétales et sollicitent différents leviers PIC en ce sens :
- Ils peuvent désherber mécaniquement >> Levier PIC "Désherber mécaniquement à l'aide de robots agricoles"
- Ils peuvent également traiter et gérer les bioagresseurs comme démontré ci-dessous :
- gérer les maladies (oïdium)
- gérer les ravageurs de cultures (campagnols)
Développé en Norvège, ce Thorvald (voir la photo) a pour ambition de traiter les vignes par les UV pour lutter contre le mildiou et l'oïdium. Le principe est de soumettre les feuilles à de faibles doses de rayons UV (100 à 200 joules par mètre carré) pendant la nuit. Selon David M.Gadoury, "Les études montrent que notre traitement est plus efficace que les pesticides de synthèse et ce sans provoquer de dommages aux feuilles". Cliquer ici pour accéder à l'article dédié de "La Revue du Vin de France".
Sur le même principe : un projet Interreg (Nord-Ouest) nommé "UV-ROBOT" se développe pour traiter les cultures de fraises, tomates, concombres, laitues et basilics aux UV-C afin d'éliminer l'oïdium. Cliquer ici pour accéder au résumé du projet.
Le co-projet de l'INRAE et FREDON, propose deux options : un drone et un robot. L'objectif est que le drone établisse une carte de l'infestation de la parcelle par les campagnols. Cela devrait permettre au robot de suivre une planification de mise en œuvre de la lutte, la rendant optimale en détectant les tumuli et galeries où il insérera pièges ou appâts, en tout autonomie. Encore en cours de développement, "il faudra encore trois années de recherche pour aboutir à un prototype capable d'évoluer en milieu non structuré à vitesse conséquente et en toute sécurité" selon Mme Chanet scientifique de l'équipe ROMEA (Equipe Robotique et mobilité pour l'environnement et l'agriculture de l'INRAE). Cliquer ici pour accéder à la réalisation du site FREDON.
Catégorie 3 : les robots en cours de développement
Ces robots ont pour vocation de manipuler du matériel végétal. Etant donné leurs complexités, ces robots sont encore en cours de développement et ne sont donc pas encore proposés à commercialement. Concernant les robots de cueillette les performances sont de : 85 %, le succès du détachement de 75 %, le succès de la récolte de 66 %, les dommages aux fruits de 5 %, les dommages au pédoncule de 45 % et le temps de cycle de 33 secondes. Pour l'instant les robots proposés ne rivalisent qualitativement pas avec la main d'oeuvre humaine. Quelques exemples sont aujourd'hui proposés : Shibuya Harvesting, Harvest Croo et Octinion pour les fraises, DBR Conveyor Concepts et Abundant Robotics pour les pommes, Energid pour les agrumes, et Robotics Plus technologies pour les kiwis et les pommes. Accéder à l'article.
Pour le semis de graines, la société Stecomat développe un robot, le "Farmdroid" capable de semer des graines de betterave sucrière, colza, d'épinard, d'oignon... Accéder à l'article.
Que sont les "cobots" ?
Les « cobots » sont des robots collaboratifs homme-machine, notamment utiles pour des tâches de désherbage. Le véhicule est guidé automatiquement entre les rangs tandis que l’opérateur, allongé dessus, désherbe à la main. L’intérêt pour les « cobots » est plus particulièrement prononcé dans les cultures maraîchères où leur complémentarité avec l’humain est plus rapidement valorisé.
La réglementation en robotique agricole
De nombreux verrous restent encore bloqués pour permettre leur utilisation à grande échelle. Les robots doivent s'adapter à un environnement exigeant que sont les cultures : terrains difficiles à pratiquer, présence d'humains et de routes aux alentours du champ d'action,... Cela nécessite des capacités technologiques qui ne sont pas encore totalement au point pour certaines tâches et cultures. Mais surtout, cela demande une adaptabilité pour la sécurité de l'environnement et des utilisateurs. La reconnaissance de l'obstacle est un objectif impératif que ce soit celle du matériel végétal ou d’une personne accroupie, par exemple.
Pour l'instant les robots agricoles sont sous la dépendance de la "directive machine" qui nécessite la présence d'un humain : conduite, supervision à distance, surveillance... Cette condition limite ainsi les avancées et les développement des machines autonomes. Ce sont les limites à prendre en compte et il est important d’envisager une évolution à l'avenir. Avec la forte avancée des intelligences artificielles auprès du grand public, il y a de forts espoirs que ces leviers réglementaires soient rediscutés et levées concernant les robots agricoles.
La Recherche & Innovation en robotique agricole
Des projets se développent afin d'élaborer des robots agricoles aidant à la Protection Intégrée des Cultures :
"La robotique sera l'un des leviers de l'agroécologie"
Roland Lenain - directeur de recherche et responsable de l’équipe Robotique et Mobilité pour l’Environnement et l’Agriculture (ROMEA) au sein de l’unité TSCF (Technologies et systèmes d’information pour les agrosystèmes) d’INRAE
