SMART AGRICULTURE SYSTEM
Porteur : ETS JEAN CHESNEAU, PME CONCESSIONNAIRE JOHN DEERE
Statut :
Date de début du projet : Juillet 2014
Date de fin de projet : Juillet 2017
Durée : 3 ans
Partenaires du projet : AGROPITHIVIERS - CHAMBRE D’AGRICULTURE DU LOIRET
- CHESNEAU - CENTRALESUPELEC - CYBELETECH - TELESPAZIO
- VILMORIN ET CIE
Site web:
Mise à jour : Janvier 2017
Le projet Smart Agriculture System vise à concevoir un système original combinant télédétection, modélisation mécaniste des plantes et assimilation de données en Temps Réel pour la prévision de rendement et l’aide à la décision à destination des acteurs agricoles : agriculteurs, conseillers, semenciers, transformateurs.
L’objectif final direct est double : une meilleure efficience des intrants (eau + fertilisants) pour un objectif de rendement donné (quantité et qualité) grâce à une modulation optimisée des apports via les outils numériques de conseil; une modulation adaptable au niveau de technicité des exploitations et optimisée avec l’utilisation de cartes de préconisation embarquées sur les machines agricoles. Dans le projet, ce système est appliqué au cas du blé, grande consom- matrice d’intrants et dont l’enjeu qualitatif est une teneur en protéines élevée.
Le projet Smart Agriculture System vient de finaliser sa deuxième année d’étude avec la consolidation des algorithmes de détection d’image et de simulation à partir de données acquises sur des parcelles de test.
Notamment, l’étude a permis d’évaluer la pertinence de corréler différentes sources d’information pour détecter les hétérogénéités intra-parcellaires qui ont un impact significatif sur les rendements et leur qualité et ainsi de dimensionner les algorithmes de télédétection.
Les modèles de simulation de la croissance du blé développés ont été calibrés sur un premier lot de variétés et conditions climatiques pour permettre la prédiction des stress azotés subis et des rendements en résultant.
Un algorithme d’optimisation a été mis en place, proposant un scénario maximisant le gain agriculteur exprimé à partir des résultats de simulation (rendement et qualité simulés) d’épandage de l’azote sur les parcelles suivies. Le résultat est produit sous un format de Système d’Information Géographique, accessible via un web service par l’agriculteur ou le technicien et utilisable par les systèmes électroniques embarqués sur machines agricoles.
L’année 2016 ayant été une année avec des conditions climatiques exceptionnellement mauvaises dans les régions Françaises observées (diminution des rendements de 40 à 80 % en blé), quelques tests seront reconduits en 2017 pour affiner la simulation de la réponse des plantes à l’azote et les outils d’assimilation des données d’imagerie en temps réel pour corriger les modèles. Cette nouvelle année verra également l’intégration de l’ensemble des technologies en une suite complète de diagnostic et d’aide à la décision.
Mise à jour : Aout 2014
... face à une demande sociétale croissante pour un développement durable :
- Demande croissante de la production agricole en quantité et qualité
- Besoin d’optimiser l’utilisation des ressources naturelles (eau, sols)
- Réduction des produits phytosanitaires et amélioration de la qualité de l’eau attendues au niveau national (Plans ECOPHYTO et OBJECTIF TERRES 2020) et européen (directives sur l’utilisation durable des pesticides, nitrates et eau)
- Nécessité pour les agriculteurs d’une maîtrise accrue des coûts de production pour garantir la durabilité et la viabilité des exploitations
... un constat en conduite des cultures :
- l’électronique embarquée associée à la géolocalisation permet une modulation fine des dosages des intrants apportés
- ces technologies confirment l’existence potentielle de forte hétérogénéité parcellaire dans le développement des plantes
- mais elles sont peu développées par :
- manque de fiabilité des informations sur la culture en temps réel (acquisition d’ images aériennes)
- manque de précision des outils d’aide à la décision qui considèrent une parcelle moyenne
- absence de solutions agronomiques fiables « clés en main » pour l’informatique embarquée
Smart Agriculture System : De l’outil logiciel alimenté en temps réel à l’application terrain
Le projet Smart Agriculture System vise à concevoir un système original de modélisation, de simulation, de prévision de rendement et d’aide à la décision à destination des acteurs agricoles : agriculteurs, conseillers, semenciers, transformateurs.
Dans le projet, ce système sera appliqué au cas du blé (production et semences). L’objectif final direct est de conduire à une meilleure efficience des intrants pour un objectif de rendement donné (quantité et qualité) par une modulation optimisée des apports. Les préconisations seront réalisées :
- Via les conseillers agricoles
- Via les plateformes / outils de conseils
L’efficience d’utilisation des intrants sera croissance en fonction de la technicité des exploitations : de l’application d’une dose moyenne ajustée à la modulation optimisée avec l’utilisation de carte de préconisations via l’électronique embarquée.
Intrants concernés par cette modulation : fertilisants (surtout N), produits phytosanitaires (surtout fongicides), eau d’irrigation (stratégie affinée à l’échelle de la campagne et de l’exploitation)
Autres utilisations possibles de Smart Agriculture System :
- En sélection, à travers la simulation de la croissance d’une culture : accélération des processus de validation des variétés
- Pour la collecte des productions agricoles, via la prévision de rendement : gestion optimisée de la collecte au niveau logistique et meilleure gestion des prises de marché
- Pour la gestion territoriale de l’irrigation et la gestion des milieux
| Objectifs du projet / verrous à lever |
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Innovations |
| Déterminer le potentiel de rendement intra-parcellaire en place aux stades clés de la culture |
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Modèle de croissance parcellaire, à l’échelle du peuplement, combinant 2 approches |
| Alimenter l’outil avec des données « temps réel » |
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Système d’acquisition et de traitement d’images avec la technologie radar, non dépendante de la couverture nuageuse, dédiée aux applications agricoles / observation de la biomasse |
| Intégrer l’ensemble des informations collectées et générées pour aider à la prise de décision des acteurs agricoles |
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Offre complète de Smart Agriculture System : le système collecte les informations nécessaires pour alimenter le modèle de croissance puis les plateformes d’aide à la décision pour formuler des préconisations ajustées |
| Mettre à disposition des préconisations (cartes) compatibles avec les systèmes d’électronique embarquée |
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Méthode de transfert des données de l’outil Smart Agriculture System à l’électronique embarquée avec une résolution adaptée aux possibilités techniques des machines |
| Entreprises et assimilés |
| ETS JEAN CHESNEAU : PME concessionnaire JOHN DEERE faisant partie avec Chesneau AgriTech du groupe Chesneau. Vente et accompagnement à l’utilisation de matériel agricole, notamment d’électronique embarquée pour la modulation d’intrants. Présent sur les départements 45 – 28 – 41 – 72 – 37. Siège social et site R&D : Epieds en Beauce (41) |
| CYBELETECH : PME au statut de Jeune Entreprise Innovante. Développement de services et logiciels en agriculture numérique. Expertise en modélisation, analyse statistique et développement logiciel. Convention de partenariat avec l’Ecole Centrale Paris Siège social : Bruyères-le-Châtel (91) Site R&D : Orléans (49) |
| LIMAGRAIN : Groupe agricole international spécialiste des semences de grandes cultures, des semences potagères et des produits céréaliers. Siège social : Paris (75) Site R&D : Chappes (63) |
| TELESPAZIO : Société commune Finmeccanica (67%) et de Thales (33%) faisant partie des leaders mondiaux des services par satellite. Siège social et site R&D: Toulouse (31) |
| AGROPITHIVIERS : Coopérative agricole certifiée ISO 9001 qui regroupe 500 agriculteurs. Productions à destination des marchés de qualité dans les filières de transformation des céréales : meuneries, malteries, restauration. Siège social et site R&D: Pithiviers (45) |
| AGRICULTURES & TERRITOIRES - CHAMBRE D'AGRICULTURE DU LOIRET : Représente les intérêts généraux de la ferme Loiret auprès des pouvoirs publics et fournit du conseil technique, environnemental et économique auprès des agriculteurs du département, notamment sous forme de prestations. Siège et site R&D : Orléans (45) |
| Recherche |
| ECOLE CENTRALE PARIS : Laboratoire de Mathématiques Appliquées aux Systèmes (MAS), créé en 2004, spécialiste du développement des méthodes mathématiques et des architectures de cacul pour la conception, la modélisation, la simulation des systèmes complexes. Siège et site R&D : Châtenay-Malabry (92) |
| Vers un service d’informations B to B pour le conseil et la prévision de rendement |
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TELESPAZIO va renforcer son savoir-faire spécifiquement pour l’agriculture. L’enjeu est de développer et industrialiser la technologie RADAR, réelle innovation dans le monde agricole, qui pourra ensuite être exportée dans le monde entier, surtout pour optimiser la gestion de l’eau d’irrigation. La composition du consortium permettra à l’entreprise de monter en compétence dans le domaine de l’agriculture et d’avoir un accès direct au nouveau marché visé. |
| Vers des services de conseil (préconisations ajustées) et l’amélioration des collectes |
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CYBELETECH a pour objectif de devenir leader sur son marché en proposant l’ensemble des outils logiciels et services de modélisation et de simulation pour le secteur agricole (conseil agricole et prévision de rendement). Les coopératives et la Chambre d’Agriculture du Loiret souhaitent améliorer la compétitivité des productions céréalières et donc apporter à leurs adhérents ou clients des services performants de conseil pour optimiser la conduite des cultures. Fort du constat que les outils actuellement utilisés ne permettent pas de piloter précisément les apports d’intrants, ils s’investissent dans ce projet pour i) obtenir des productions de qualité avec un minimum d’intrants (confiance et durabilité des contrats pour les coopératives, Accroissement de l’activité de collecte et d’approvisionnement), ii) développer leur panel de prestations de service pour l’agriculture de précision. Le réseau des chambres d’Agriculture, qui soutient le projet, s’inscrit aussi dans cette logique à travers un gain de performance de la plateforme MesP@rcelles suite au projet. Plus particulièrement pour Vilmorin & Cie, le système proposé est un atout pour mieux produire les semences, afin de conserver la compétitivité par rapport aux concurrents qui délocalisent. |
| Vers des équipements et services pour l’agriculture de précision |
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Pour les ETS JEAN CHESNEAU, le projet est vital pour développer l’axe agriculture de précision et se démarquer de la concurrence qui est en train de combler son retard sur l’autre axe principal de l’entreprise, le téléguidage. JEAN CHESNEAU vise la mise en œuvre de solutions complètes liées aux matériels d’agriculture de précision, clé du développement de l’entreprise pour les années à venir : ventes de matériels et création d’un service d’accompagnement à leur utilisation. |
Au niveau des filières professionnelles partenaires :
- Modulation réduction des impacts
- Apport en fonction des besoins/Rendements et des stades de la plante
- Moins de risques de perte de fertilisants (en particulier l’azote) et de pollution des sols, des nappes
- Meilleure gestion de l’eau
- Quantitative: meilleur positionnement de l’irrigation, optimisation réduction des doses d’engrais
- Qualitative : moindre impact des phytos et de l’azote
- Adaptation des variétés et des conduites de cultures
- Meilleure image de l’agriculture :
- Apport de hautes technologies, attrait de nouvelles compétences
Smart Agriculture System est un projet interpôle dans les domaines du Végétal et de l’Eau. Il s’inscrit complètement dans la stratégie de VEGEPOLYS, sur un de ses marchés cibles qu’est l’ équipement , au cœur de sa thématique « Système de culture » pour la production de semences : un raisonnement conjoint des différents paramètres d’une parcelle pour piloter l’ensemble des apports pour une bonne articulation entre protection, fertilisation et irrigation.
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