Agriculture de précision – Avantages et obstacles

Qu’est-ce que l’agriculture de précision ?

Dans les années 1990, les systèmes mondiaux de navigation ont été commercialisés pour la première fois et une nouvelle étape de l’agriculture australienne a commencé. Grâce à l’utilisation d’informations numériques et d’outils géospatiaux, les agriculteurs et les agronomes ont pu commencer à développer l’agriculture de précision.

L’agriculture de précision utilise les données recueillies par les satellites et les convertit en connaissances qui peuvent soutenir et éclairer les décisions agricoles sur le terrain. Le programme Copernicus de l’UE utilise un groupe de satellites – appelé constellation – appelé « Sentinelles ». Ces satellites contiennent des instruments et des technologies qui utilisent la lumière que les yeux humains peuvent voir (rouge, vert, bleu), ainsi que la lumière infrarouge que nous ne pouvons pas voir. 

L’imagerie Sentinel peut être complétée par des données provenant de drones et de capteurs au sol, à des fins d’étalonnage et de validation. Ces données permettent aux agriculteurs de surveiller avec précision les propriétés de la couche arable et l’état des cultures, l’évapotranspiration des cultures, les besoins en eau des cultures et la teneur en azote du sol. Les images et les données Sentinel peuvent être développées sous forme de cartes qui ont un énorme potentiel pour aider les agriculteurs à prendre des décisions en matière d’économie d’eau et de nutriments.

Les progrès de l’intelligence artificielle (IA) et du big data ont, à leur tour, conduit les données agricoles à être pilotées par les données. Des recherches suggèrent qu’une augmentation de l’agriculture pilotée par les données peut conduire à une augmentation de la valeur de la production. L’AgTech est toute innovation utilisée dans la chaîne de valeur pour améliorer l’efficacité, la rentabilité et/ou la durabilité. 

L’AgTech est variée et peut inclure aussi bien du matériel que des logiciels, mais aussi des applications plus théoriques de l’AgTecg, notamment des modèles commerciaux et de nouvelles applications de technologies déjà utilisées. Bien que l’AgTech soit encore relativement nouvelle, on constate en Australie une attention croissante pour ce domaine, même dans des secteurs qui ne sont pas traditionnellement liés à l’agriculture.  

En quoi se distingue-t-elle des méthodes traditionnelles ?

L’agriculture de précision implique des écarts par rapport aux méthodes de culture traditionnelles. Cependant, elle est conçue pour fonctionner avec les méthodes que les agriculteurs utilisent déjà. Les données fournies par les satellites permettent d’obtenir une meilleure compréhension temporelle tout au long de la saison de croissance et de comparer les rendements d’une année sur l’autre.

La fréquence de la collecte des données est une préoccupation souvent exprimée en ce qui concerne l’adoption de l’agriculture de précision.  Les satellites Sentinel-2 traversent la Terre tous les cinq jours, créant un nouvel ensemble de données à chaque cycle. Sur une exploitation agricole à grande échelle, la collecte de ces informations prendrait beaucoup plus de temps si elle était effectuée par un véhicule au sol. Les satellites Sentinel-2 recueillent des informations sur l’indice de surface foliaire, le NDVI, l’état hydrique du sol et la couverture fractionnée, ainsi que d’autres paramètres essentiels. Ces informations sont disponibles pour les cultivateurs le jour suivant le retour du satellite dans la zone. Ce retour fréquent permet au cultivateur de calculer des paramètres tels que l’évapotranspiration (ET), les besoins en eau des cultures et de l’irrigation (CWR, IWR) sur la base de la dernière acquisition satellite et des données météorologiques prévues. Pour cette raison, ils sont disponibles tous les jours à jour avec une prévision allant jusqu’à 5-10 jours.

Quels sont les avantages sur l’exploitation et au niveau régional ?

L’agriculture de précision peut fournir des informations aux cultivateurs avec une grande précision. Quelle quantité dois-je irriguer ? Quand dois-je irriguer ? Les producteurs doivent faire des choix fondamentaux au quotidien lorsqu’ils cherchent à créer une saison de croissance réussie – par exemple, quelle quantité d’irrigation doit être appliquée, et quand les cultures doivent-elles être irriguées.

L’irrigation de précision peut contribuer à améliorer l’efficacité de l’utilisation de l’eau et à réduire l’empreinte hydrique de l’agriculture irriguée. Par exemple, la télédétection dans la région de La Mancha Oriental, en Espagne, permet de contrôler l’utilisation de l’eau dans ~18400 parcelles de cultures ligneuses et de surveiller 3700 compteurs d’eau sur 9968 km2. Les informations de télédétection permettent de localiser les parcelles et les puits à inspecter avec un critère de sélection objectif, ce qui permet d’économiser de la main-d’œuvre et des ressources matérielles.

Un autre avantage de l’utilisation de l’agriculture de précision est que les séries d’images satellites peuvent être utilisées pour produire rapidement des cartes qui montrent l’historique d’une parcelle en croissance. Ces cartes sont appelées cartes des zones de gestion. Une série chronologique permet de comprendre la parcelle d’une saison à l’autre. Cet outil permet d’examiner si la gestion a affecté les différences au cours d’une année ou si les modèles se répètent, ce qui pourrait être dû à des limitations du sol. Ces cartes sont essentielles pour différentes tâches de gestion, comme le prélèvement d’échantillons dans les zones distinctes de la parcelle ou pour la fertilisation à taux variable, la récolte (production et qualité) ou le semis.

Un autre exemple de cartes de zones de gestion dérivées de l’imagerie Sentinel-2 pour une zone agricole d’Espagne par Agrisat Iberia. Ces cartes sont utilisées pour déterminer les besoins en nutriments des cultures (par exemple, l’azote). Elles peuvent guider l’application de doses variables (traitements à taux variable) d’engrais dans les parcelles. Ces cartes aident les agriculteurs à évaluer les besoins en nutriments du sol, l’état hydrique du sol et du couvert végétal, à prévoir les récoltes, à surveiller les changements saisonniers de la végétation. Ils peuvent utiliser ces données pour prendre des décisions éclairées dans la mise en œuvre et le suivi de stratégies et d’interventions pour une gestion durable de l’eau.  À l’échelle d’une région, d’un État ou d’un pays, les cartes des zones de gestion permettent d’effectuer des estimations indépendantes et objectives de l’étendue des cultures, soutenant par exemple les efforts visant à assurer la sécurité alimentaire dans les zones vulnérables.

Les données sentinelles ont d’autres utilisations que l’irrigation et l’application de nutriments. Ces données peuvent également être vitales pour la surveillance de l’environnement, comme les changements de la production agricole et de la productivité des pâturages induits par la sécheresse. Le déclin de la productivité des terres et la dégradation des sols dus à une culture excessive, au surpâturage ou à une irrigation inadéquate.

Quels sont les obstacles à l’adoption ?

Bien que l’agriculture de précision présente de nombreux avantages pour les producteurs, il existe des obstacles à l’adoption de cette technologie. Il s’agit notamment de l’alphabétisation numérique, de l’accès limité à Internet et de la perception d’un manque de pertinence ou de rapport qualité-prix.  Les agriculteurs se sentent dépassés par la masse de données et les nombreux produits concurrents.

Quelle est la place de COALA ?

Le projet COALA vise à améliorer la façon dont les satellites Copernicus peuvent aider les professionnels de l’agriculture australiens à utiliser les produits et services basés sur Copernicus qui ont été précédemment validés en Europe. Les technologies et services de COALA sont conçus pour aider les agriculteurs à utiliser des quantités d’eau et de nutriments (par exemple, l’application d’azote) plus durables dans les systèmes agricoles irrigués et pluviaux australiens. Nos données font l’objet de vérifications sur le terrain en Australie afin de garantir que le transfert de l’Europe est applicable au contexte australien. Nous démontrons constamment que ces données d’observation de la Terre sont fiables, car nous voulons contribuer à soutenir un avenir durable pour l’agriculture australienne.

Les partenaires de COALA ont travaillé à la création de produits et de services qui contribuent à renforcer la confiance dans les produits d’observation de la Terre développés en validation et en consultation avec les agriculteurs australiens. Nos partenaires de l’Université de Melbourne réalisent des campagnes aériennes et sur le terrain pour valider nos données. Leur campagne aérienne est équipée de caméras multispectrales et thermiques. Ces données sont ensuite utilisées pour améliorer les principaux algorithmes de COALA. Le processus d’étalonnage et de validation nous permet de fournir des informations complètes sur la croissance des cultures au niveau des sous-paddocks, sur les conditions de stress hydrique et nutritionnel, ainsi que sur la consommation d’eau des cultures et le calcul des nuages, détaillés dans l’espace.