Applications et avantages de l'Internet des objets dans l'agriculture

Selon les Nations Unies, la population mondiale atteindra 9,7 milliards d’ici 2050, ce qui entraînera une augmentation de 69 % de la production agricole mondiale entre 2010 et 2050. En raison de cette demande, les agriculteurs et les entreprises agricoles se tournent vers les applications basées sur l’IoT pour l’analyse et l’augmentation de la capacité de production.

Nous assistons à un niveau d'adoption technologique sans précédent dans l'agriculture. Nombre des technologies agricoles émergentes semblent très prometteuses pour l'avenir de l'agriculture. L'IoT, initialement considéré comme une technologie agricole émergente, est aujourd'hui devenu courant grâce à son utilisation généralisée. Dans sa définition la plus simple, l'IoT en agriculture consiste simplement à utiliser Internet pour contrôler des objets.

Qu'est-ce que l'IoT ?

Ces dernières années, l'IoT s'est imposé comme l'une des technologies les plus importantes du XXIe siècle. Aujourd'hui, grâce à la possibilité de connecter des objets du quotidien à Internet via des dispositifs embarqués, comme les appareils de cuisine, les véhicules, les thermostats et les babyphones, une communication fluide entre les personnes, les processus et les objets devient possible.

Grâce à l'informatique à faible coût, au cloud computing, au big data, à l'analytique et aux technologies mobiles, les objets physiques peuvent partager et collecter des données avec une interaction humaine minimale. Dans cet environnement hyperconnecté, les systèmes numériques peuvent enregistrer, surveiller et modifier chaque interaction entre les entités connectées. Le monde physique rencontre le monde numérique, et ils coopèrent.

L'IoT relie les mondes numérique et physique grâce à diverses technologies. Des capteurs, capables de surveiller des paramètres comme la température, les mouvements ou tout changement environnemental, sont intégrés aux objets physiques, tout comme des actionneurs, qui reçoivent les signaux des capteurs et réagissent en conséquence.

Les capteurs et les actionneurs communiquent avec des systèmes informatiques qui peuvent surveiller ou gérer l'état et le fonctionnement des objets et des machines liés via des réseaux filaires (par exemple, Ethernet) ou sans fil (par exemple, WiFi, cellulaire).

Les objets surveillés par l'IoT ne se limitent pas aux objets fabriqués par l'homme, mais peuvent également inclure des objets naturels, des personnes et des animaux. La connectivité constante offerte par l'IoT, combinée aux données et à l'analyse, ouvre de nouvelles possibilités aux entreprises pour créer des produits et des services et accroître leur efficacité opérationnelle. De fait, depuis les années 2010, l'IoT s'est imposé comme l'une des avancées les plus importantes de la transformation numérique des entreprises et de l'économie.

Applications IoT dans l'agriculture

La solution IoT pour l'agriculture intelligente est conçue pour la surveillance des champs grâce à des capteurs et à l'automatisation des systèmes d'irrigation. Ainsi, les agriculteurs et les entreprises associées peuvent facilement surveiller l'état des champs, où qu'ils soient.

Voici les différentes applications de l’IoT dans l’agriculture :

1. Agriculture et robots

Depuis la révolution industrielle du XIXe siècle, l'automatisation s'est améliorée pour réaliser des tâches de plus en plus complexes et accroître la productivité. Face à la demande croissante de main-d'œuvre et à la crise mondiale du travail, les robots agricoles, aussi appelés Agribots, connaissent un succès croissant auprès des agriculteurs.

Aux États-Unis seulement, on estime que la production agricole diminue de 3,1 milliards de dollars par an en raison des contraintes de main-d'œuvre. Les robots agricoles ont gagné en popularité grâce aux récentes avancées en matière de capteurs et d'intelligence artificielle (IA), permettant aux machines de s'entraîner à leur environnement. Nous n'en sommes qu'aux prémices d'une révolution robotique agricole qui permettra d'exploiter pleinement le potentiel de l'IoT dans l'agriculture, la plupart des produits étant encore en phase de test et de développement.

2. Capteurs dans l'agriculture

Aujourd'hui, les agriculteurs utilisent des capteurs, des smartphones et des drones pour analyser en profondeur le terrain et les ressources à l'endroit prévu. Des capteurs agricoles intelligents sont placés dans les champs pour collecter et transmettre des données sur divers facteurs environnementaux au cloud. Cela fournit des informations précises sur la qualité du sol, la température et d'autres aspects.

3. Les drones dans l'agriculture

Les drones sont utilisés en agriculture pour améliorer et optimiser diverses opérations agricoles, telles que la surveillance des cultures, la pulvérisation de pesticides, l'analyse des sols et la cartographie. L'agriculture est d'ailleurs l'un des secteurs pionniers dans l'utilisation des drones. Équipés de capteurs et de caméras, ils permettent de capturer des images, de cartographier et de surveiller les exploitations agricoles. Ces drones sont terrestres et aériens.

Les drones terrestres sont des robots mobiles qui surveillent les champs. Les drones aériens, quant à eux, sont des robots volants, également appelés véhicules aériens sans pilote (UAV) ou systèmes d'aéronefs sans pilote (UAS). Les drones peuvent être contrôlés à distance ou de manière autonome grâce à des plans de vol pilotés par logiciel dans leurs systèmes embarqués, fonctionnant en coordination avec des capteurs et un GPS. Les données des drones peuvent fournir des informations sur la santé des cultures, l'irrigation, la pulvérisation, les semis et l'état du sol.

4. Serre intelligente

Les serres intelligentes sont capables d'ajuster automatiquement des paramètres tels que la température, l'humidité, l'arrosage et l'éclairage. Ce réglage peut être effectué à distance grâce à l'IoT et aux objets connectés, créant ainsi un environnement sans nuisibles et respectueux des plantes.

5. L'imagerie informatique en agriculture

La vision par ordinateur consiste à utiliser des capteurs de caméras répartis dans l'exploitation ou des drones équipés de caméras pour capturer des images en vue de leur traitement numérique. Le principe de base du traitement numérique des images repose sur l'utilisation d'algorithmes informatiques pour traiter l'image d'entrée.

Le traitement d’images permet d’examiner les images capturées à différentes intensités spectrales, telles que l’infrarouge, d’analyser les images collectées au fil du temps et de détecter les anomalies, d’évaluer les facteurs limitatifs et de soutenir une meilleure gestion agricole.

6. Application à la gestion des cultures

Les données sur la croissance des cultures, leurs anomalies, leur santé, les précipitations, l'humidité et les conditions climatiques peuvent faciliter la rotation, la gestion et la surveillance des cultures. Les technologies de gestion des cultures peuvent révolutionner les agriculteurs et les aider à prendre des décisions plus rentables.

Avantages de l'IoT dans l'agriculture

L’application de l’IoT à l’agriculture, comme dans d’autres secteurs, promet des gains d’efficacité sans précédent, une réduction des ressources et des coûts, une automatisation et des processus basés sur les données.

Cependant, dans l’agriculture, ces avantages ne se limitent pas à la modernisation, mais concernent également l’ensemble du secteur, qui est confronté à de nombreuses difficultés et à de nombreux défis.

1. Offre des performances supérieures

L'agriculture est aujourd'hui une course contre la montre. Face à l'épuisement des sols, à la réduction des surfaces cultivables et à des conditions climatiques de plus en plus variables, les agriculteurs doivent produire davantage. Grâce à l'agriculture connectée, ils peuvent surveiller leurs productions et l'état de leurs cultures en temps réel. Ils obtiennent rapidement des informations, peuvent identifier les problèmes avant qu'ils ne surviennent et prendre des décisions éclairées pour les éviter. De plus, les solutions IoT en agriculture introduisent l'automatisation, comme l'irrigation à la demande, la fertilisation et la récolte robotisée.

2. Élargissement du processus de production

D'ici 2050, lorsque la population mondiale atteindra 9 milliards d'habitants, 70 % vivront en ville. Les serres et les systèmes hydroponiques basés sur l'IoT permettent de raccourcir les chaînes d'approvisionnement alimentaire et de livrer des fruits et légumes frais à ces populations. Les systèmes d'agriculture circulaire intelligente permettent de cultiver pratiquement partout : dans les supermarchés, sur les murs et les toits des bâtiments, dans des conteneurs maritimes et, bien sûr, même à domicile.

3. Fournir des produits agricoles plus propres

L'agriculture intelligente utilisant l'IoT est une solution pratique pour réduire l'utilisation de pesticides et d'engrais. L'agriculture de précision permet non seulement aux agriculteurs d'économiser l'eau et l'énergie, rendant ainsi l'agriculture plus respectueuse de l'environnement, mais aussi de réduire considérablement la quantité de pesticides et d'engrais consommée. Comparée aux procédés agricoles conventionnels, cette stratégie permet d'obtenir des produits finis plus propres et plus biologiques.

4. Flexible pour répondre aux changements climatiques

L'un des avantages de l'utilisation de l'IoT en agriculture est une flexibilité opérationnelle accrue. Grâce à des systèmes de surveillance et de prévision en temps réel, les agriculteurs peuvent réagir rapidement à tout changement important de météo, d'humidité, de qualité de l'air ou de santé des cultures ou des sols. Ces nouvelles fonctionnalités aident les agriculteurs à préserver leurs cultures lors de phénomènes météorologiques extrêmes.

5. Améliorer la qualité du produit

L'agriculture basée sur les données permet de produire davantage et de meilleure qualité. Grâce à des capteurs pour les sols et les cultures, à la surveillance aérienne par drone et à la cartographie des exploitations, les agriculteurs peuvent mieux comprendre les liens précis entre la météo et la qualité des cultures. Grâce à des systèmes connectés, ils peuvent recréer des conditions optimales et améliorer la valeur nutritionnelle de leurs produits.

6. Conservation de l'eau

Grâce aux prévisions météorologiques et aux capteurs d'humidité du sol, l'eau est utilisée uniquement quand et où elle est nécessaire. Même si vous croyez connaître parfaitement votre environnement, Mère Nature est une vraie bête noire. Et si les prévisions météo se trompaient ? Et s'il ne pleuvait pas quand vous en aviez vraiment besoin ?

Que se passe-t-il si vous arrosez inutilement ? La réponse est simple : vous pouvez utiliser un pluviomètre pour mesurer la quantité de pluie qui tombe sur votre jardin et utiliser ces informations pour déterminer quand et comment arroser. Les pluviomètres mesurent les précipitations en pesant les gouttes d'eau qui tombent dans un collecteur spécifique. Certains pluviomètres fonctionnent en tandem avec des capteurs d'humidité du sol, qui détectent l'humidité du sol.

7. Réduire les coûts d'exploitation

L'agriculture intelligente utilisant l'IoT peut aider à réduire les coûts d'exploitation, tels que la réduction de l'utilisation d'engrais et de pesticides, l'économie d'eau, la réduction de la main-d'œuvre, etc.

Par exemple, grâce à un système automatisé mesurant les concentrations de fongicides dans le sol à intervalles réguliers tout au long de la saison de croissance, les producteurs peuvent ajuster l'utilisation de fongicides en fonction des données en temps réel. L'automatisation du processus peut réduire considérablement la consommation de ressources, les erreurs humaines et les coûts globaux.

En résumé, tout objet contrôlable via Internet est appelé un objet IoT. Les objets connectés, comme les montres connectées et les systèmes de gestion domotique comme Google Home, sont devenus populaires auprès du grand public. On estime que d'ici 2030, plus de 30 milliards d'appareils seront connectés à l'IoT.

L'application de l'IoT en agriculture vise à répondre aux activités agricoles traditionnelles pour répondre à la demande croissante et réduire les pertes de production. Robots, drones, capteurs à distance, vision par ordinateur, associés à des outils d'apprentissage automatique et d'analyse en constante évolution, sont utilisés en agriculture pour surveiller les cultures, arpenter et cartographier les champs, fournissant ainsi des données permettant aux agriculteurs de planifier efficacement la gestion de leur exploitation, économisant ainsi temps et argent.

Nous assistons à une adoption sans précédent des technologies dans le secteur agricole. De nombreuses technologies agricoles émergentes semblent très prometteuses pour l'avenir de l'agriculture. L'IoT, initialement considéré comme une technologie agricole émergente, est aujourd'hui devenu populaire grâce à son utilisation généralisée.

L'agriculture intelligente est l'une des raisons de la popularité croissante de l'IoT dans l'agriculture commerciale et locale. Les agriculteurs peuvent exploiter les données recueillies par divers capteurs qui surveillent les opérations agricoles et les conditions critiques afin de prendre de meilleures décisions pour améliorer la santé et la productivité des cultures. L'adoption des technologies IoT dans l'agriculture va se développer, entraînant une augmentation de la productivité et de la qualité des produits.