L’agriculture de précision : situation et perspectives de développement aux Etats-Unis

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L’agriculture de précision constitue un domaine agronomique au sein duquel techniques traditionnelles côtoient technologies de pointe, au profit de l’optimisation des rendements et des investissements. Les bénéfices environnementaux et financiers semblent évidents du point de vue de la recherche. Pour autant, la diffusion de ces pratiques à grande échelle n’est pas encore d’actualité, et les acteurs du monde agricole aux Etats-Unis travaillent actuellement aux solutions pour ce faire.

L’agriculture de précision : le bon intrant, au bon endroit, en bonne quantité, et au bon moment

Chaque végétal interagis avec le milieu dans lequel il évolue. Dans le cas de plantes cultivées, il est du rôle de l’agriculteur que d’optimiser les interactions entre la plante et son milieu, afin de permettre aux cultures d’exprimer pleinement leur potentiel.

Les leviers d’intervention de l’agriculteur sont multiples : gestion de l’humidité du sol par l’irrigation, de la structure du sol par le choix des opérations culturales, de la teneur en matière organique et en nutriments par l’adjonction d’amendements, voire gestion des interactions de la plante avec les autres êtres vivants du milieu, etc.

L’agriculture de précision, notion apparue à la fin des années 1990, revient à considérer que chaque milieu impose une gestion spécifique pour optimiser les rendements et les investissements. Or, il est fréquent de constater des variabilités de milieux et de conditions, et ce au sein même de parcelles de taille moyenne. De fait, l’agriculture de précision se distingue de l’agriculture conventionnelle par la diminution de la surface à laquelle la gestion culturale est réalisée : on passe d’une gestion uniforme des parcelles pour répondre aux besoins "moyens" sur l’ensemble de la parcelle, à la gestion d’unités spécifiques beaucoup plus petites au sein des parcelles, pour répondre précisément aux besoins de l’unité de terrain considérée.

Cette nouvelle pratique culturale nécessite des technologies de pointe pour collecter l’information (drones, capteurs, imagerie satellite…) et la multiplication des décisions par unité de surface impose souvent l’implication d’outils informatiques complexes pour collecter, enregistrer et exploiter les données pertinentes, de manière à répondre en temps et en quantité aux besoins des cultures dans chaque milieu.

Une pratique financièrement rentable et durable

Outre les bénéfices environnementaux que génère une telle approche, les bénéfices économiques semblent évidents : appliquer un intrant uniquement où il est disponible et utilisable pour la plante revient à éviter le "gaspillage" d’intrants non valorisés. A l’échelle d’une exploitation américaine, dont la surface moyenne avoisine les 170 hectares [1] (contre 78ha en France en 2008 [2]), les économies peuvent être substantielles. L’agriculture de précision est donc en plein développement aux Etats-Unis.

Cette profusion de données constitue un milieu de prédilection pour la recherche agricole, et notamment de par la pluralité des domaines de recherche impliqués. Outre les domaines impliquant des capteurs "classique" (mesurer l’humidité d’un ensilage au moment de la récolte pour comprendre l’impact de l’humidité des sols, par exemple), il est parfois nécessaire d’utiliser des drones pour établir des images aériennes des parcelles étudiées, ou d’établir de nouveaux algorithmes de calcul de dose pour la distribution d’azote en fonction de la densité / couleur des feuillages. Les données étudiées imposent l’utilisation de technologies de pointe - souvent dérivées des technologies militaires [3].

Difficultés de transfert des résultats de la recherche sur le terrain

Les thèmes de recherche sont donc multiples, et fournissent la base nécessaire à tout un panel de chercheurs, qui constituent une communauté active et importante. Néanmoins, le constat des acteurs impliqués est que les avancées technologiques ne sont pour l’heure pas utilisées au sein des exploitations agricoles, et dépassent rarement l’échelle de la parcelle d’essai.

Trois éléments principaux expliquent cet état des lieux. D’une part, le manque de sensibilisation des étudiants de premier cycle en agronomie constitue un frein clair pour la mise en place des nouvelles technologies sur le terrain. En effet, l’agriculture de précision est aujourd’hui considérée comme une méthode dérivée d’application de l’agriculture conventionnelle, et, à ce titre, n’est pas enseignée comme une matière à part entière. En fait, seuls les étudiants particulièrement sensibles aux préceptes de l’agriculture de précision exportent aujourd’hui les techniques sur les exploitations agricoles parentales.

A l’opposé, les agronomes, qui continuent leur formation jusqu’au doctorat, ne sont souvent pas amenés à reprendre une exploitation familiale. Leur carrière, qu’ils continuent souvent au sein d’unités de recherche ou de grandes entreprises privées, ne les amène ainsi pas à exploiter ces techniques.

D’autre part, le manque de données à l’échelle des exploitations agricoles ne facilite pas la prise de conscience des exploitants. En effet, il est souvent nécessaire de réaliser une première évaluation de la situation à l’échelle d’une parcelle pour se rendre compte de la variabilité des milieux et des conditions qu’elle contient.

L’acquisition de ces données, si elle est réalisée, nécessite parfois plusieurs saisons pour obtenir des résultats fiables et exploitables pour orienter efficacement les décisions culturales. Ceci engendre nécessairement un coût, parfois difficile à supporter par les agriculteurs. La mise en place d’un tel système demande temps et énergie, et le retour sur investissement est parfois peu évident dans les premiers mois. Les échanges tenus en marge des conférences sur l’agriculture de précision, lors du meeting international Water, Food, Energy and Innovation for a Sustainable World [4],ont mis en évidence que le calcul des ratios coûts/bénéfices devrait être intégré aux recherches plus "fondamentales", pour fournir des arguments convaincants aux exploitants agricoles qui s’informent au sujet de l’agriculture de précision.

Enfin, les difficultés d’acquisition, d’appropriation et d’utilisation des outils liés à l’agriculture de précision par les agriculteurs constituent le dernier frein. En effet, la plupart des agriculteurs - dont la population se révèle vieillissant [5] - ne sont pas familier avec les environnements informatiques nécessaires.

De fait, en plus de l’investissement en matériel, généralement coûteux de par sa nature, il convient de considérer le temps de formation des bénéficiaires dans le calcul du ratio coût/bénéfice. La mise en place de tels équipements et leur utilisation régulière n’est donc pas nécessairement synonyme de gain pour l’agriculteur. Une certaine surface est nécessaire pour rentabiliser l’opération, et les données chiffrées manquent pour estimer le temps nécessaire au retour sur investissement.

Les pistes à explorer pour le développement de l’agriculture de précision aux USA

La formation des étudiants par l’intégration de l’agriculture de précision en tant que matière enseignée dans les cursus en agronomie représente un réel levier pour la diffusion de ces technologies de pointe. Les acteurs de la recherche impliqués en sont conscients et travaillent à l’heure actuelle à la rédaction de manuels permettant de fournir un support consistant aux enseignants impliqués.

L’optimisation des supports technologiques, et en particulier des interfaces homme/machine devrait permettre également une diffusion à plus large échelle des outils déjà à disposition des agriculteurs. Cette étape de vulgarisation est réellement nécessaire si l’on ne veut pas devoir attendre la prochaine génération d’agriculteurs et son aptitude à gérer des outils informatiques parfois complexes.

L’implication du secteur privé dans la diffusion et la vulgarisation des outils à disposition de l’agriculteur est donc un élément clef pour le développement de l’agriculture de précision aux Etats-Unis. Néanmoins, pour ce faire, il faudrait démontrer la pertinence économique de tels outils pour des entreprises dont les volumes commercialisés constituent encore souvent un baromètre des ventes. L’évolution des mentalités est en cours - et cela passe le développement et la revalorisation des services aux agriculteurs.

Sources :


- [1] Rapport - 2007 Census of Agriculture -USDA - http://www.agcensus.usda.gov/Publications/2007/Full_Report/CenV1US1.txt
- [2] Article - "Exploitation agricole" - Wikipédia - http://fr.wikipedia.org/wiki/Exploitation_agricole
- [3] Article - "UAV innovation is in the Cloud ; 3 precision Ag innovations to watch for in 2014" - robohub.org - Nov. 2013 - http://robohub.org/uav-innovation-is-in-the-cloud-3-precision-ag-innovations-to-watch-for-in-2014/
- [4] https://www.acsmeetings.org/
- [5] Article - "Is agriculture aging too quickly ?" - Agriculture.com - Oct. 2013 - http://www.agriculture.com/news/business/is-agriculture-aging-too-quickly_5-ar34746

Rédacteurs :


- Simon RITZ, deputy-agro@ambascience-usa.org ;
- Retrouvez toutes nos activités sur http://france-science.org.

Voir en ligne : http://www.bulletins-electroniques….