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Agriculture de précision en Algérie : Ou comment atteindre le graal

Contribution. L'agriculture de précision est un concept de gestion des parcelles agricoles fondé sur le constat de l’existence de variabilités intraparcellaires. Aujourd’hui, l’agriculture de précision s’applique à l’ensemble de la gestion de l’exploitation agricole dans le but d’optimiser le rendement des intrants tout en préservant les ressources.

Promouvoir l’agriculture de précision à grande échelle pour les grandes cultures nécessite une volonté politique, des ressources (humaines, financières et technologiques) et une organisation fluide et flexible au niveau de l’administration agricole.

Faire adhérer les acteurs agricoles au «tout précis» en lieu et place de l’«à-peu-près» n’est pas chose aisée. Prendre option pour ce type d’agriculture, c’est investir dans des technologies coûteuses. D’un point de vue purement économique, il est donc recommandé de remembrer les exploitations avant de s’y risquer.

Accompagner les agriculteurs algériens dans leurs démarches fédératives en vue de fonder des entreprises coopératives agricoles ainsi que dans leur volonté de créer (structurer) des chaînes de valeur agricoles performantes me semble être un passage obligé.

Systèmes de production
Si comprendre que la «taille» procure des économies d’échelle est vraiment souhaitable, saisir la complexité des systèmes de production l’est tout aussi.

Deux principes clés guident la démarche de caractérisation : l’exploitation est vue comme un système de production, combinant productions et facteurs de production ; l’exploitant a des raisons de faire ce qu’il fait. C’est pourquoi, l’accent sera mis sur la réalisation de fermes véritablement optimisées en veillant à une exploitation rationnelle et raisonnable de la terre et des ressources.

Agriculture de précision
L'agriculture de précision est un concept de gestion des parcelles agricoles fondé sur le constat de l’existence de variabilités intraparcellaires. Aujourd’hui, l’agriculture de précision s’applique à l’ensemble de la gestion de l’exploitation agricole dans le but d’optimiser le rendement des intrants tout en préservant les ressources.

En utilisant d’une manière ciblée les surfaces agricoles, l’agriculture de précision s’appuie en fait sur les systèmes de proxi-détection du sol et des plantes ; la gestion et le traitement de données géospatiales ; le géo-référencement des échantillons de sol. Elle se focalise sur le contrôle de la population de semences et des doses de produits ; le suivi du semis en temps réel ; le contrôle précis des sections ; la mesure de la vigueur de la plante et l’estimation des besoins azotés grâce aux capteurs de biomasse ; l’application à dose variable (en vue de l’apport au plus juste de produit en fonction du potentiel du sol).

Elle vise l’amélioration de l'efficacité globale des exploitations ; l’économie des semences ; le développement de cultures plus homogènes ; l’optimisation des travaux de semis, de pulvérisation, d’épandage et de travail du sol ; l’optimisation des intrants en apportant au bon moment et au bon endroit la juste dose d’azote pour assurer qualité et rendement ; l’accroissement de la productivité sur le terrain lors de la plantation, de la pulvérisation, de l'épandage ou de la récolte ; l’atteinte du degré de finition souhaité avec un minimum de passages et un maximum de précision ; l’augmentation de la rentabilité ; l’acquisition d’un avantage concurrentiel durable.

Gestion des exploitations agricoles
L’agriculture de précision propose plusieurs solutions (issues du mariage réussi entre le numérique et la robotique) qui révolutionnent déjà le quotidien des agriculteurs. Si le numérique s’est installé depuis un certain temps 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 et embarqués sur des engins agricoles ou sur des drones, ils optimisent les traitements grâce à une meilleure connaissance des besoins du sol et des plantes.

L’agriculteur est de ce fait à même de 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 3.0 dispose désormais d’un arsenal technologique 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) aux systèmes embarqués sur les tracteurs permettant d’optimiser les réglages des pulvérisateurs de produits phytosanitaires (réduction de l’ordre de 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 la performance agricole !

La réussite en matière d’agriculture moderne passe par un suivi détaillé des opérations agricoles. La puissance des logiciels de gestion de fermes devient par la force des choses un atout majeur face aux exigences de l'agriculture contemporaine. Réaliser la meilleure saison possible, tel est le souhait récurrent de chaque entrepreneur agricole ambitieux et audacieux. Or, il va sans dire que des considérations d’ordre stratégique doivent éclairer tout décideur agricole qui aspire au succès. Si la segmentation stratégique permet de découper l’activité agricole en groupe de métiers agricoles au sein même de l’entreprise et de déterminer leur poids relatif en termes de chiffre d’affaires futur, la planification stratégique, quant à elle, doit être faite par domaine (et par zone) pour que le succès tant espéré soit au rendez-vous lors de la récolte à venir.

C’est pourquoi, l’utilisation d’outils de planification (issus de plateformes logicielles de gestion agricole) se justifie amplement. De la comparaison des dépenses réelles aux budgets prévus à l’établissement des états financiers des exploitations en passant par le calcul des coûts par unité de production, les possibilités de ces outils sont tout à fait remarquables.

La rentabilité y est suivie de façon précise et les données sont prises en vue de créer des cartes de profits à même de fournir les résultats financiers de l’année en cours, champ par champ et culture par culture.

Amélioration des performances agricoles
Les solutions de préparation des terres entièrement intégrées permettent un bon développement racinaire en créant une structure de sol favorable à la croissance. La plupart des activités de terrain sont générées automatiquement à partir des données d'agriculture de précision qui incluent, entre autres, les variétés de semences/type de batteries de trieurs alvéolaires choisi ; les mélanges en cuve ; les pesticides à usage restreint ; les utilisations d'engrais ; les données de récolte ; le suivi du stockage du grain.

Le système dynamique de contrôle des intrants (activant des vannes de régulation) est nécessaire pour les opérations de plantation et de gestion des éléments nutritifs et des parasites. Le système de détection de récolte permet de gérer de manière efficace et précise les intrants. Le système utilise des capteurs optiques pour apprécier la vigueur des cultures, estimer l’état de santé des plantes et quantifier leurs besoins. Le système de pulvérisation ponctuelle est une solution efficace pour contrôler efficacement les mauvaises herbes, notamment dans les zones où les celles-ci poussent par intermittence.

Surveillance du rendement sur le terrain
Cette opération consiste à surveiller (par cartographie) en temps réel les données inscrites sur la carte de rendement ainsi que l’indice d’humidité des cultures durant la récolte ; identifier les zones à hautes et basses performances ; améliorer la précision des calculs de rendement par un ajustement automatique de la largeur de coupe ; comparer la quantité de grain récoltée aux données réelles des chargements ; décider si le grain doit être stocké en l’état ou séché en fonction de la teneur en humidité ; évaluer les pertes lors du transport et du stockage ; générer les rapports de gestion.

Fertigation et hydraulique agricole
Les solutions d'irrigation de haute précision (issues des technologies d’irrigation et de précision) permettent d’appliquer la bonne quantité d'eau, de fertigation ou d'effluent au bon endroit en fonction des équipements de pompage et des besoins. Il en découle une utilisation rationnelle des ressources en eau, une amélioration de la qualité et un accroissement des rendements. Ces solutions utilisent des pivots à débit variable, c’est-à-dire équipés d’un système de buses individuelles guidé par GPS. Elles fournissent, conformément au plan d’irrigation, une distribution d'eau précise et uniforme à la culture tout au long de son cycle de vie. Elles sont gérées en temps réel et à distance à l’aide d’applications mobiles. Ces dernières intègrent différentes situations (nature des champs et type de cultures), grâce à des fonctionnalités dédiées.

L'irrigation à débit variable traditionnel ou VRI (Variable Rate Irrigation) peut être utilisée par des pivots avec une pompe à entraînement à fréquence variable (VFD) ou à entraînement à vitesse variable (VSD). Ces pompes fournissent le débit optimal et la pression requise au pivot pour s’adapter aux différentes profondeurs d'application. Des systèmes de contrôle en 3D simples d’utilisation, entièrement évolutifs et suffisamment flexibles (pour répondre à un large éventail d'exigences) sont vivement recommandés pour rationaliser les opérations de drainage.

La réalisation du relevé topographique d’un champ s’avère nécessaire eu égard à la gestion du nivellement et au drainage (des champs). L’atteinte du plus haut niveau de précision d’une image d’un champ est rendue possible grâce à l’utilisation de données topographiques de haute qualité (indispensables pour créer un design précis et équilibré). Pour de futurs projets de gestion de maintenance ou de drainage, le traçage des contours réels des nouveaux champs peut s’avérer être très utile. Déplacer deux fois la terre quand une fois suffit est un non-sens économique. Par contre, achever un travail en un temps réduit (sans aucun retard) et faire en sorte qu’il soit bien fait dès la première fois (sans aucune surprise), c’est atteindre le Graal. Exécuter les opérations de nivellement et de formage sous ces deux conditions suppose un contrôle de niveau avec une précision verticale maximale.

L’amélioration de la productivité (à qualité égale) nécessite une nouvelle norme temporelle de fonctionnement avec des opérations «in-field» continues. Ce progrès n’est rendu possible que par l'utilisation de systèmes qui rationalisent les trois étapes (arpentage, conception et nivellement) propres aux projets de nivellement de terrain. Pour gérer efficacement les écoulements et les flux, on utilise des outils flexibles et paramétrés de conception de surface. La méthode consiste à créer des plans de nivellement, de drainage et d'irrigation qui optimisent la surface du champ.

Une surface de champ optimale est obtenue à l’aide de paramètres de conception bien ajustés. Il s’agit en fait d’assurer un équilibre entre, d’une part, les bonnes pratiques agricoles et, d’autre part, les exigences de déplacement de l'eau et les coûts de terrassement.

Des solutions qui assurent à la fois le bon drainage des champs et l’augmentation du rendement des cultures ont été conçues et sont opérationnelles. Elles contribuent de manière satisfaisante au placement optimal des drains lors de projets de gestion des eaux de drainage (de surface et souterraines). Le travail d’optimisation consiste à superposer différentes couches (de rendement ou de types de sol) de sorte à visualiser le champ selon diverses perspectives.

Des solutions logicielles ont été élaborées pour concevoir rapidement et efficacement des systèmes de drainage optimaux. Grâce au paramétrage et aux simulations informatiques, elles calculent les dimensions optimales de tous les tuyaux du réseau et génèrent des estimations en termes de coût total en rapport avec l’ensemble des travaux à effectuer, des équipements hydrauliques à acquérir et du matériel à avoir pour mener à bien le projet de drainage.

Attention ! Lors de la conception de système de drainage agricole, il faut veiller au positionnement correct des levées d'irrigation à partir des données topographiques ; aux espacements latéraux parallèles et aux lignes de drainage ; aux ajustements de conception basés sur le profil vertical et à la direction de la sortie de l’eau ; à la circulation correcte des conduites de drainage ; à l’écoulement et aux lignes d'affluent pour faciliter le suivi des débits naturels d'eau de surface.

GPS agricole
Le guidage automatique de précision est une solution de géolocalisation basée sur la technologie de positionnement (guidage utilisant le GPS) ; une technologie de compensation de terrain qui oriente le véhicule agricole avec une précision accrue lors de la conduite sur des terrains difficiles (en pente ou accidentés) ; un système de guidage hydraulique assisté et automatisé (Autopilot) qui permet aux véhicules agricoles de se maintenir sur une trajectoire rectiligne tout en laissant au conducteur le soin de se concentrer sur d'autres tâches agricoles ; un système de contrôle équipé de capteurs et de caméras qui aide à guider avec précision le tracteur et/ou l’outil agricole sur n'importe quel terrain de façon passive (surveille et corrige la position de l’outil en déplaçant le tracteur) ou de façon active (maintient le tracteur et l’outil sur la même ligne de guidage) ; un système doté d’une fermeture en bout de rang. Les systèmes de correction pour le guidage sont constitués de radios, récepteurs et stations de base.

Les radios externes et intégrées fournissent des corrections très précises et reproductibles pour les applications agricoles de précision. Avec leurs larges gammes de fréquences, capacités de transmission et robustesse, elles offrent des performances fiables dans les conditions les plus exigeantes.

Les radios externes offrent une plus grande sensibilité de réception (atteinte d’une plus grande portée). Les radios intégrées sont constituées d'une antenne radio intégrée au récepteur ou à l'afficheur dans une seule unité. Ces radios reçoivent les corrections transmises par les stations de base.

Les récepteurs portables prennent en charge une variété de corrections en temps réel pour une précision reproductible d'année en année. Les stations de base sont conçues pour un fonctionnement simple et fiable dans le cadre d'un réseau ou en tant que station de base mobile unique pour une utilisation à la ferme.

Sachant que les exigences de précision de chaque agriculteur sont différentes, des solutions de services de positionnement (notamment par voie satellite) sont actuellement fournies (par des opérateurs) pour des cultures qui nécessitent une haute précision (inférieure à 2,5 cm) jusqu’à celles qui ne requièrent qu’une précision inférieure à un mètre.

Technologie de communication entre machines
Les communications entre machines ouvrent un formidable champ d’innovation. Quoique récentes, les technologies Machine To Machine (M2M) sont aujourd’hui suffisamment éprouvées pour qu’un très grand nombre d’entreprises puissent, en toute confiance, les adopter. Le M2M résulte de la convergence de trois familles de technologies : des objets intelligents reliés par des réseaux de communication avec un centre informatique en mesure de prendre des décisions.

Le M2M consiste en l’utilisation d’un device (exemple : capteur, compteur, etc.) pour capturer un événement (exemple : température, indices agroclimatiques, paramètres agronomiques, mesure météorologique, consommation d’énergie, qualité de l’eau, état d’environnement, etc.) qui est relayé à travers un réseau de communication mobile, fixe ou hybride à une application (du système d’information de l’entreprise qui utilise ces devices M2M par exemple). Cette dernière traduit l’événement capturé en informations significatives (les doses d’engrais sont excessives, la température a dépassé le seuil acceptable, la qualité de l’eau n’est pas satisfaisante, etc.). Il faut savoir qu’une solution M2M est le résultat d’une interaction continue entre les devices M2M, les réseaux de communication et les applications.

Dans toute solution M2M, il y a quatre opérations principales : la collecte de données, son transport et son traitement et le réveil du device afin qu’il puisse émettre un rapport de données non programmé. 

  • Collecte de données (domaine de l’électronique) : la remontée d’informations se fait grâce aux capteurs embarqués dans les devices M2M. Les évolutions technologiques dans ce domaine donnent naissance à des dispositifs de moindre taille, moins coûteux et moins énergivores. 
  • Transport des données (domaine des télécommunications) : plusieurs technologies de réseaux, radio ou filaire peuvent coexister dans une même solution M2M. Le choix technologique dépendra de la couverture requise, du mode de connectivité, de la quantité de données à transmettre, de sa fréquence et du modèle économique.
  • Traitement des données (domaine de l’informatique) : l’application reçoit les données, les traite et intègre les données résultantes dans le système d’information de l’entreprise.
  • Réveil pour envoi de données (domaine des télécommunications) : les devices M2M sont généralement programmés pour se réveiller à intervalle de temps fixe (exemple : toutes les heures), réaliser des mesures, s’attacher au réseau, établir une connexion de données, transférer leur rapport, puis libérer leur connexion et se détacher du réseau. Il se peut aussi que l’application souhaite que le device M2M lui communique un rapport de données non programmé. L’application réveille donc le device par exemple par SMS et ce dernier transmet les données au serveur M2M.

Enjeux et usages du Big Data
L’exploitation du Big Data consiste en la collecte et l’analyse des données recueillies afin d’en tirer profit. Si la connaissance des clients passe avant tout par l’analyse des données les concernant, encore faut-il qu’elles soient de qualité. Si la numérisation des données a largement facilité la collecte des données et leur exploitation, pour de nombreux experts, le traitement des données est l’un des enjeux les plus importants du Big Data. Il y a quelques années seulement, la complexité du triage des informations obtenues constituait un frein à leur exploitation, notamment en raison du niveau d’incertitude sur la véracité des données. Les professionnels du Big Data recourent non seulement à la statistique proprement dite, mais aussi au «Machine Learning» et même au «Data Mining».

Le Big Data implique de faire travailler ensemble différents professionnels dans le but d’atteindre des objectifs précis. Les informations utiles aux entreprises pour définir leurs stratégies relèvent pour la plupart du domaine privé. Elles proviennent en majorité des comptes utilisateurs et touchent de ce fait à la relation de confiance liant l’entreprise à ses clients. De ce fait, leur sécurité a une importance particulière, car elle engage la responsabilité et la réputation de l’enseigne. L’entreprise ne doit pas oublier l’humain derrière les données recueillies. De toute façon, l’intérêt du Big Data est de placer les clients au centre du processus décisionnel. Mieux informés, les consommateurs réclament de meilleurs services et des offres personnalisées correspondant à leurs besoins réels.

Le marketing est inséparable de la vente. Avec le Big Data, l’enjeu évolue pour consister à identifier les canaux de communication et de distribution qui toucheront la population cible. Ainsi, la partie analytique du Big Data permet d’abord de mieux connaître les clients potentiels afin d’optimiser l’interaction avec eux. Les processus analytiques des données sont centralisés autour d’un référentiel connaissance client afin de réunir les applications métiers propres à chaque canal de communication. Il convient ensuite de mettre en place des solutions prédictives qui optimiseront les offres proposées aux clients, les campagnes de communication et par extension, les ventes. Les performances doivent être rapportées à une unité de surface (ha) et à une période (année). et traduites soit en termes d’économies d’intrants réalisées à rendement et impact environnemental constants (performance économique) ; soit en termes d’augmentation du rendement à intrants et impact environnemental constants (performance variétale) ; soit en termes d’amélioration de la productivité à impact environnemental constant (performance opérationnelle) ; soit en termes de diminution de l’impact environnemental à rentabilité constante (performance environnementale).

Ferme 3.0
Enfin, des projets pilotes de fermes 3.0 qui allient rentabilité économique des systèmes agricoles et problématiques environnementales doivent être lancés au plus tôt. Drones agricoles, tracteurs connectés, épandeurs modulés, bineuses guidées par caméra, systèmes d'irrigation pilotée et technologie M2M devront y être testés.

Production céréalière en 2017 et perspectives
En Algérie, la production de céréales de 2017 s’est établie à 3,5 millions de tonnes. Cette récolte a été réalisée sur 3,5 millions d’hectares et comprend notamment le blé dur et tendre, l’orge ainsi que l’avoine. Le blé dur a représenté 57% du total de la production (2 millions de tonnes). Le rendement céréalier moyen est donc de 10 q/ha ! L’objectif du gouvernement algérien est d’atteindre une production de 7 millions de tonnes de céréales et une superficie de terres arables irriguées de 2 millions d’hectares entre 2015 et 2019.

Conclusion
Au niveau national, nourrir une population qui ne cesse d'augmenter. Et à l'échelle locale, accroître significativement les rendements agricoles tout en respectant des contraintes réglementaires en matière d'utilisation de produits phytosanitaires. Répondre aussi à une demande croissante de produits plus sains de la part des consommateurs, sans pour autant augmenter les prix. Tels sont les défis de notre agriculture, une quadrature du cercle dont les technologies digitales pourraient représenter la solution.

En effet, après la révolution portée par la mécanisation de l'agriculture, l'enjeu aujourd'hui est l'application des TIC à la mécanique. Autre enjeu fondamental, mais cette fois du numérique qu’il soit dans l'agriculture comme dans les autres secteurs : aider les humains dans leur prise de décisions. Cette révolution (de toute l'activité) agricole portée par les nouvelles technologies doit obliger notre gouvernement à s'adapter au plus tôt à l'agriculture numérique et à la rendre accessible à tous les types d'exploitants.

Il devra s'atteler à des défis considérables, comme l'infrastructure haut débit pour connecter non seulement tous les agriculteurs à internet, mais aussi les machines et tous les outils technologiques ; le développement des connaissances numériques des agriculteurs par le lancement de programmes de formation ; le Big Data qui enclenche sur le long terme un cercle vertueux : plus on perfectionne les données, plus elles s'affinent. En définitive, vu le retard considérable que nous accusons sur l'agriculture de précision, il est urgent de la promouvoir et de la soutenir pour inciter la nouvelle génération connectée d’agronomes à saisir les opportunités d’investissements offertes par cette révolution et à s’y consacrer pleinement.

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