*Traduction d’un article d’Aidan Connolly, agent en chef de l’innovation chez Alltech, publié le 7 décembre 2016
Il est possible de regrouper les 10 000 ans d’évolution agricole en quatre principales périodes : le Paléolithique (première domestication des plantes et des animaux), l’Antiquité (les 2000 ans avant l’ère chrétienne, durant lesquels des systèmes agricoles plus efficaces ont été développés), les temps modernes (à peu près entre 1700 et 1900, lorsqu’il y a eu émergence de la mécanisation et des engrais) et la révolution verte (les années 1930 à 1960, lorsque la modification génétique des cultures et les pratiques de fertilisation ont fait leur apparition).
Comme c’est souvent le cas, le rythme du changement – même en agriculture – accélère rapidement et il s’avère que l’agriculture n’échappe pas aux changements de l’ère numérique. Les innovations technologiques ont le potentiel de transformer chaque lien de la chaîne alimentaire, depuis la semence jusqu’à la fourchette.
Le besoin d’accueillir les occasions que présentent ces innovations est bien réel : afin d’alimenter les quelque 10 milliards de personnes qui se partageront la planète d’ici 2050, les améliorations de productivité des cultures et de l’élevage sont essentielles. L’efficacité agricole est encore relativement faible : 7 tonnes d’aliments sont nécessaires pour produire seulement 1 tonne de viande et 830 litres d’eau pour produire 1 litre de lait.
De plus, les changements climatiques imposent déjà la nécessité d’apporter des changements à la gestion des cultures et l’accès à de l’eau fraîche et à des sols de qualité devient une importante restriction pour l’agriculture.
Finalement, les exigences alimentaires se font concurrence. D’un côté, dans les pays riches, l’alimentation ne compte que pour une partie relativement petite du budget familial et les consommateurs deviennent des « prosommateurs », avec des attentes élevées en ce qui a trait à la qualité et aux types d’aliments qu’ils désirent. D’un autre côté, la faim et la pénurie alimentaire à l’échelle internationale sont de graves problèmes; près de 800 millions de personnes sont sous-alimentées. Et entre ces deux extrêmes, il y a la chaîne alimentaire mondiale qui doit garantir la transparence, la traçabilité et la confiance entre les producteurs, les transformateurs et les prosommateurs.
Heureusement, tous les ingrédients pour une cinquième révolution agricole sont ici et pourraient réduire ou éliminer tous ces problèmes. Les huit nouvelles technologies numériques suivantes (PwC2016) ont chacune le potentiel de transformer l’agriculture. On retrouve autant des outils techniques spécifiques que de nouvelles manières de voir le système actuel. Vous avez sûrement déjà entendu parler de certaines d’entre elles, particulièrement les premières dans la liste, mais leur utilisation en agriculture est novatrice. Il y a quatre technologies dans la catégorie « matériel » et quatre autres dans la catégorie « logiciel », qui, lorsque combinées à l’IdO (Internet des objets), ont le potentiel de changer en profondeur le fonctionnement de la production alimentaire.
Les huit technos
- Impression 3D :
Les imprimantes 3D deviennent familières, mais leur potentiel est encore largement inexploité, et c’est particulièrement vrai dans l’industrie agricole. Certaines applications sur la ferme sont simples et évidentes, comme l’utilisation d’une imprimante 3D pour créer une pièce en vue d’une réparation, permettant ainsi d’améliorer l’autonomie et d’éviter des pertes possibles de production. Si l’on se montre plus ambitieux, on peut penser à permettre aux agriculteurs de développer des pièces différentes en fonction de leurs besoins particuliers. Un vétérinaire pourrait s’en servir pour produire un support pour une vache avec une patte cassée. Avec la diminution des coûts (les anciens matériaux coûtaient environ 5-10 $/po2, mais la résine PLA a fait chuter les coûts à seulement 0,25-0,50 $), l’éventail des utilisations prendra de l’ampleur. Certains se montrent déjà très créatifs avec les utilisations possibles : Food Ink est une expérience de restauration personnalisée où, non seulement toute la nourriture est créée grâce à l’impression 3D, mais aussi tous les ustensiles et le mobilier. Foodini offre une imprimante 3D alimentaire pour utilisation à domicile à partir de 2000 $. - Robots :
Les robots sont déjà acceptés sur de nombreuses fermes puisqu’ils réduisent les coûts de main-d’œuvre, surtout dans le cas de tâches longues et répétitives. Cependant, on passe maintenant à un autre niveau : fonctionnement autonome ou grâce à des instructions fixées pour offrir de nouveaux types d’aide. Par exemple, il existe un robot vigneron (de VisionRobotics) qui permet de tailler les vignes, de retirer les jeunes pousses et de surveiller la santé générale des vignes et du sol. Des robots sont également utilisés en pépinière pour déplacer des plants en pot (voir Harvest Automation pour une démonstration de leur vitesse et de leur précision). Dans l’industrie de l’élevage, on retrouve un robot gardien de bétail qui se charge de diriger les animaux dans la bonne direction et un autre robot mélange les aliments. Il existe aussi un robot rotatif qui change les trayeuses (DeLaval). Certains agriculteurs laissent même les vaches décider elles-mêmes du moment de la traite! Ces robots de nouvelle génération incluent même des « robots mous » réalisés à partir de matières plus souples que du métal pour effectuer des tâches de manipulation délicates. Le marché de la robotisation en agriculture devrait prendre de l’expansion et passer d’un peu moins de 1 milliard $/année actuellement à 16 milliards $/année d’ici 2020 (ResearchMoz, 2016). - Drones :
Effectivement, il s’agit d’une forme de robot, mais la spécificité des drones leur vaut d’être classés séparément. Le principal intérêt des agriculteurs est la capacité de visiter et d’observer des parties de leur champ auxquelles ils n’ont pas facilement accès au cours de la saison de croissance et de recueillir des informations invisibles à l’œil nu grâce aux nouvelles technologies de caméra. Les drones sont utilisés pour l’analyse de sol et de champ, l’ensemencement, la pulvérisation/surveillance des cultures, l’irrigation et l’évaluation de la santé des cultures (comme on peut le voir dans cette vidéo d’une minute qui démontre l’utilisation d’un drone pour observer l’effet d’un programme de traitement des cultures). Même les entreprises qui ne se spécialisent pas dans cette technologie reconnaissent leur valeur : John Deere offre les services des drones de reconnaissance de Sentera dans le cadre d’un partenariat visant à élargir son offre aux clients. Syngenta et DuPont Pioneer ont fait leurs premiers pas en matière de drones pour aider les agriculteurs dans leur prise de décisions concernant la fertilisation et l’irrigation grâce à des images aériennes. - Capteurs :
Sous peu, les capteurs pourraient bien être la technologie numérique la plus répandue en agriculture puisqu’ils peuvent servir à une multitude de fonctions (dans une grande variété de secteurs agricoles, des cultures à l’élevage) à un prix abordable. Ils peuvent être utilisés pour l’analyse de l’air, de l’eau et du sol dans un champ, par exemple en utilisant le spectre infrarouge qui est autrement invisible à l’œil nu. L’information qui en découle peut être analysée et affichée sous forme de graphique à l’ordinateur, ce qui permet une analyse détaillée et l’établissement de prévisions et de solutions aux problèmes tels que la sécheresse ou la maladie. Quand on parle de capteurs, on parle aussi de technologies portables pour le bétail, qui peuvent surveiller les mouvements, les cycles œstraux, les signes de vitalité et l’information générale d’identification du troupeau. Ils peuvent également être portés pour éloigner les prédateurs en captant le comportement de l’animal grâce à ses mouvements et en déclenchant des lumières clignotantes. Au Japon, Tokihiro Fukatsu a été un pionnier dans l’industrie des technologies portables et nombreux ont été ceux qui ont suivi attentivement ses recherches pour établir leur propre compagnie, notamment les jeunes entreprises comme TekWear et IntelliScout. D’autres compagnies plus établies, comme Dairymaster, offrent des services de support 24 heures par jour, 365 jours par année, pour leur technologie portable. Le marché des capteurs agricoles devrait atteindre 2,5 milliards $ d’ici 2025. - Intelligence artificielle (IA) :
L’IA prend les données recueillies par les capteurs et les convertit en information utile. Lorsqu’on parle d’IA, on fait référence aux appareils qui peuvent imiter les fonctions cognitives comme l’apprentissage et la résolution de problèmes. Un exemple intéressant en agriculture est la vision par ordinateur : un ordinateur traite des données visuelles recueillies par UAV, satellite ou même téléphone intelligent, puis fournit à l’agriculteur de l’information utile. Par exemple, des entreprises comme Fermentrics se servent de l’IA pour réduire les inefficacités en production alimentaire. L’utilisation de la vision par ordinateur (inspection automatique en fonction d’images) permet la surveillance constante de champs ou de troupeaux. Cette information peut ensuite être utilisée pour diminuer les irrégularités dans la croissance ou la production et à les repérer avant qu’elles deviennent problématiques. Mais surtout, des compagnies comme Cainthus développent des algorithmes pour identifier le comportement et la productivité des animaux sur une base individuelle. L’IA est particulièrement importante puisqu’elle peut interpréter l’information de bien meilleure manière que l’humain et peut filtrer les données afin de permettre à l’humain de n’intervenir que lorsque c’est absolument nécessaire. - Réalité augmentée (RA) :
La RA, ou réalité amplifiée, est l’ajout d’information, habituellement à l’aide d’ordinateurs ou de capteurs, à celle du monde réel. Elle est à mi-chemin entre la réalité et la réalité virtuelle. Il s’agit, par exemple, de la capacité d’un ordinateur à voir les spectres de lumière invisibles à l’œil nu, mais qui peuvent contenir de l’information utile à la prise de décision. Les producteurs alimentaires peuvent utiliser la RA pour configurer les options d’ensemencement dans un champ ou les représentants d’engrais peuvent s’en servir pour démontrer l’impact potentiel de leur produit sur le champ du client. Dans le cas de la RA, ce ne sont pas que des images superposées sur un écran d’ordinateur, l’utilisateur voit en fait les images virtuelles en tant que partie de l’image réelle devant lui (comme avec Glass de Google, HoloLens de Microsoft ou PokemonGo). La technologie est toujours très coûteuse, mais les utilisations à grande valeur comme l’identification de bactéries pathogènes dans la chaîne alimentaire devraient faire partie des premières applications. - Réalité virtuelle (RV) :
L’adoption de la technologie de RV sera également ralentie par les coûts élevés de mise en place, mais comme pour les autres technologies présentées ici, les prix chutent rapidement. Une des premières utilisations que l’on devrait voir de la RV est un système de surveillance vidéo de bétail qui envoie des données à un programme informatique, qui à son tour construit une représentation visuelle du troupeau ou de la nichée, permettant ainsi à l’agriculteur d’avoir l’œil sur ses vaches ou ses poulets à distance. La RV devient un outil de formation important dans de nombreuses industries et est déjà un outil d’enseignement majeur en médecine vétérinaire. Un prolongement naturel serait de former les employés et les travailleurs pour le travail sur la ferme. Malgré les nombreuses applications et utilisations possibles, il s’agit là de la seule technologie qui est probablement encore loin d’une intégration complète dans l’industrie agricole. - Chaîne de blocs :
Comme c’est le cas pour les autres technologies susmentionnées, la chaîne de blocs (ou blockchain en anglais) est une façon d’utiliser la technologie pour recueillir, interpréter et partager de l’information; plus précisément, l’information qui circule dans la chaîne alimentaire. L’inexistence d’une source d’information fiable à propos des aliments (notamment où ils ont été cultivés, comment ils ont été traités, entreposés et transportés, qui était responsable à chaque étape du processus) a posé problème dès le jour où les gens ont commencé à faire le commerce de denrées alimentaires. De nos jours, avec une chaîne alimentaire qui se mondialise de plus en plus et des exigences de conformité qui se complexifient de plus en plus, la chaîne d’information est plus importante que jamais. La chaîne de blocs est essentiellement un registre électronique incorruptible qui peut suivre chaque transaction du parcours d’une denrée dans la chaîne alimentaire. D’un point de vue juridique, le cryptage assure la conservation de l’information, ce qui diminue la nécessité de recourir à des avocats ou à des procédures judiciaires.
En fait, chaque entité qui manipule la denrée fournit les données pertinentes, qui sont enregistrées et rendues accessibles à tout intervenant dans la chaîne. En retour, cette entité a également accès à toutes les données et à tous les enregistrements des autres intervenants, ce qui mène à une transparence complète. Le processus est effectué par l’entremise d’un tiers fournisseur, ainsi aucune entité n’a la capacité de manipuler les données, qui sont donc sécurisées. Les agriculteurs et les producteurs peuvent se connecter et avoir accès à la chaîne de blocs et à l’information disponible. Comme l’industrie agricole est celle où l’on retrouve un des plus grands décalages entre les fournisseurs et les détaillants, la chaîne de blocs offre la possibilité de créer des liens directs entre les participants de la chaîne d’approvisionnement et, de cette manière, d’assurer que les agriculteurs sont payés équitablement et que les détaillants reçoivent les bons produits. Wal-Mart a récemment commencé une mise à l’essai d’une chaîne de blocs pour sa chaîne alimentaire afin de suivre ses achats et ventes d’aliments aux États-Unis et en Chine. Si un problème est détecté, Wal-Mart peut immédiatement tracer l’aliment, repérer les autres magasins qui l’ont en stock, le retirer aussitôt des tablettes puis identifier rapidement la source du problème grâce à la chaîne claire. Puisque, chaque année, près d’une personne sur dix tombe malade à la suite de la consommation d’un aliment contaminé, cette technologie a le potentiel d’affecter directement le consommateur de façon monumentale.
Ensemble, ces huit technologies font partie de l’Internet des objets ou IdO : la connectivité des appareils pour la cueillette, le partage et l’analyse des données. La connectivité a des applications spectaculaires dans l’industrie agricole, qui présente des défis considérables en matière de géographie et d’accès à l’information. Par exemple, InTouch, une plateforme IdO, assure un mélange d’aliments optimal grâce à une surveillance en temps réel pour garantir aux clients un produit constant (Keenan System). Certains intervenants dans l’industrie agricole voient plus loin et envisagent qu’un Internet of Food (IoF) mette toutes les informations relatives à un aliment précis à la disposition du consommateur. Le consommateur, en utilisant simplement son téléphone portable, pourrait déterminer l’endroit, les techniques de culture, la saveur, les allergies possibles, la durée de conservation, etc. de l’aliment qu’il s’apprête à acheter ou à manger, dans un restaurant ou un supermarché. Le commerce non humain, où des « choses » font des affaires entre elles, évolue si rapidement qu’on le nomme désormais commerce numérique.
Les huit technologies dont il est question dans le présent article existent déjà et représentent des occasions formidables pour ceux qui reconnaissent les enjeux. Évidemment les participants dans l’industrie agricole – les agriculteurs qui reconnaissent qu’ils doivent être non seulement des producteurs de cultures et d’animaux, mais aussi des producteurs de données – mais également les distributeurs d’aliments qui n’ont pas encore réalisé comment la connexion à la grande communauté de l’industrie agricole s’est développée.
TROIS CONSEILS AVANT D’INVESTIR
Un certain nombre de facteurs peut affecter la vitesse et l’intensité de l’adoption des technologies de rupture :
- Les coûts et avantages relatifs sont les principales considérations dans l’adoption de nouvelles technologies. Les utilisateurs potentiels doivent être convaincus de la valeur.
- Les clients doivent être persuadés de comprendre tous les frais accessoires. Par exemple, les drones sont entièrement autonomes, mais ils ont tout de même besoin d’être supervisés et transportés d’un champ à l’autre, ce qui signifie aussi que des personnes doivent être formées à cet effet. Les coûts liés aux données ou à la connectivité de la technologie en question doivent aussi être pris en considération.
- Ce n’est pas parce que c’est nouveau que c’est nécessairement mieux. Les drones ont assurément un avantage sur l’humain pour ce qui est d’inspecter les champs, mais il existe aussi d’autres méthodes non humaines et il n’est pas encore prouvé que les drones sont mieux que ces dernières. Comme pour toutes les nouvelles technologies, les utilisateurs potentiels doivent se montrer prudents lorsque vient le temps d’investir dans une technologie qui pourrait se révéler une impasse ou être rapidement surpassée par quelque chose de mieux.
Si vous êtes concerné par une des huit technologies numériques présentées ici ou tout autre qui présente le potentiel de transformer l’agriculture ou la production alimentaire, envisagez de vous joindre à l’Accelerator d’Alltech. http://go.alltech.com/accelerator
Vanessa Chartrand
Spécialiste du Marketing, Alltech Québec
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