Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
Les pratiques agricoles sont en perpétuelle évolution et ont toujours représenté un moteur de l'innovation technologique, permettant d'atteindre des niveaux de production importants, dans un domaine à fortes contraintes économiques, écologiques et humaines. Aujourd'hui confronté à la nécessaire limitation de l'impact environnemental des activités humaines, de nouveaux outils de production doivent être développés. La réalisation de tâches répétitives par des outils robotiques peut permettre, non seulement de réduire la pénibilité et la dangerosité des tâches, mais également d'envisager de nouvelles méthodologies de production, allant au-delà de l'agriculture de précision.
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Agricultural practices are constantly evolving and have always been a driver of technological innovation. Such progresses make it possible to reach high production levels in a field with strong economic, ecological and human constraints. Today faced with the necessary limitation of the environmental impact of human activities, new production tools must be developed. Performing repetitive tasks with robotic tools can not only reduce the penibility and the hazardousness of tasks, but also lead to new production methodologies, going beyond precision farming.
Auteur(s)
-
Roland LENAIN : Directeur de recherche Responsable de l’équipe Robotique et mobilité pour l’environnement et l’agriculture Affiliation Irstea, unité TSCF, Clermont-Ferrand, France
INTRODUCTION
L’agriculture est un secteur exigeant, pour lequel les travaux sont souvent difficiles et qui nécessitent des interventions avec différents outils et machines. La nature des terrains à traiter est également variée, avec des conditions très changeantes en fonction de la météorologie ou de l’humidité. La grande diversité des activités à traiter et la difficulté des interventions rendent les tâches agricoles pénibles, voire dangereuses. En effet, au-delà du risque immédiat lié à l’utilisation de machines de plus en plus imposantes, la pénibilité des travaux à mener et la toxicité des produits utilisés, en font l’une des activités les plus exposées aux risques socioprofessionnels. L’agriculture constitue néanmoins un pilier important de la société puisqu’elle doit être capable de nourrir une population mondiale grandissante. Soumise à des contraintes économiques de plus en plus importantes, la prise de conscience récente de la vulnérabilité de notre planète a ajouté une nouvelle contrainte sur l’impact environnemental des activités humaines. Dans ce contexte, il devient nécessaire pour l’agriculture de repenser son système de production afin de pouvoir conjuguer efficience économique, productivité et respect de l’environnement. La robotique apparaît ainsi une piste prometteuse pour résoudre de tels paradoxes. L’autonomie grandissante des robots rend aujourd’hui envisageable leur utilisation pour intervenir dans des zones difficiles ou pour la réalisation de tâches nécessitant l’emploi de matières dangereuses. En outre, la nécessaire réduction du recours à des produits phytosanitaires entraîne l’accroissement des précisions de traitement, et/ou la réalisation mécanique de certaines tâches requérant des temps de travail bien plus longs. L’introduction d’opérations robotisées rend une telle mutation envisageable et entraîne la vision d’un nouveau modèle de production agricole. Cet impact important est anticipé dans les analyses économiques concernant le développement du marché de la robotique. Une analyse de 2014 ( https://www.tractica.com) prévoit ainsi une croissance considérable des revenus dans ce domaine avec un chiffre s’élevant à 74 milliards de dollars en 2024, contre moins de 3 milliards en 2015, en faisant le deuxième marché de la robotique. Cependant, pour atteindre ces niveaux, les performances des robots doivent être compatibles avec la diversité des tâches à réaliser, ainsi qu’avec la forte variation des contextes de travail. Les conditions climatiques et les différents types de sol rencontrés tout au long de l’année dans le contexte agricole entraînent en effet de fortes disparités sur le comportement des robots, aujourd’hui performants lorsque les conditions d’interaction sont bien maîtrisées.
KEYWORDS
agricultural robots | mobile robots | outdoor perception
DOI (Digital Object Identifier)
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4. Commande de robots mobiles en milieu naturel
4.1 Notions d’adaptation et de robustesse
La section précédente a permis de décrire les mouvements d’un robot mobile agricole en prenant en compte les phénomènes spécifiques à l’évolution en milieu naturel et qui ne peuvent être pratiquement négligés. Compte tenu de l’impossibilité de contrôler la posture d’un robot mobile par un retour d’état linéaire continu et étant donné les tâches à réaliser en agriculture, le contrôle robotique est ici considéré par l’intermédiaire du suivi de trajectoire. Dans ce cadre, le modèle donné par le système (1) peut être exploité en considérant que la position et l’orientation relativement à la trajectoire sont mesurées et en substituant les valeurs estimées des dérives et issues de l’observation. Avec cette adaptation réalisée en ligne, le modèle est représentatif du déplacement soumis à des perturbations, car actualisé en temps réel. À partir de cette représentation, la commande revêt nécessairement un caractère adaptatif, puisqu’elle utilise un modèle non linéaire mis à jour en continu. Le caractère non linéaire de ce modèle...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BRACONNIER (J.B.), LENAIN (R.), THUILOT (B.) - Ensuring path tracking stability of mobile robots in harsh conditions : An adaptive and predictive velocity control. - In 2014 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), pages 5268-5273. IEEE (2014).
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(3) - DEBAIN (C.), DELMAS (P.), LENAIN (R.), CHAPUIS (R.) - Integrity of an autonomous agricultural vehicle according the definition of trajectory traversability. - In Ageng 2010, international conference on agricultural engineering, 06/09/2010, clermont-ferrand (2010).
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(5) - IBAÑEZ-GUZMAN (J.), LAUGIER (C.), YODER...
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