Présentation
EnglishRÉSUMÉ
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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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.
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1. Généralités sur la robotique agricole
1.1 Des robots dans les fermes
Si la navigation autonome en milieux routiers nécessite la compréhension de scènes (signalisation, règles de circulation et interprétation de l’environnement), elle bénéficie, par ces infrastructures, d’un certain nombre d’hypothèses simplificatrices (roulement sans glissement, sols plats, références géographiques connues et facilement reconnaissables, etc.). L’évolution dans un cadre structuré apporte ainsi non seulement des repères de localisation, mais également une bonne connaissance des conditions d’interaction entre le robot et son environnement. Ainsi, les stratégies de commande utilisées peuvent bénéficier de connaissances préalables permettant de concevoir des lois de commande stables, basées sur des modèles fiables. Ces hypothèses simplificatrices, conjuguées aux enjeux économiques, rendent la commercialisation de voitures autonomes imminente . De telles avancées permettent également de satisfaire plusieurs opérations en agriculture, principalement dans le cadre strict des bâtiments d’une exploitation ou de son environnement proche. Aussi, plusieurs robots sont proposés sur le marché pour parcourir une exploitation à des fins de nourrissage automatique ou de déplacement de matériel. La figure 1 en illustre quelques exemples, qui exploitent les mêmes paradigmes que dans le cadre des milieux structurés.
L’exploitation de structures peut s’étendre à la modification de l’infrastructure pour faciliter l’automatisation de certaines tâches. Encore une fois, cela est possible à l’intérieur des bâtiments, que ce soit au sein des serres (en installant des rails de guidage, par exemple) pour la production végétale ou de la stabulation pour la production animale. Ce dernier exemple est particulièrement important pour le robot de traite, dont l’essor ces dernières années montre bien l’apport de la robotique pour le bien être de l’animal comme pour la réduction de la pénibilité de l’exploitant....
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Généralités sur la robotique agricole
BIBLIOGRAPHIE
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