L'agriculture moderne est confrontée à des défis croissants, notamment la nécessité d'optimiser les rendements, de réduire l'utilisation des ressources et de minimiser l'impact environnemental. Dans ce contexte, l'agriculture de précision, alimentée par une multitude de capteurs et d'outils numériques, représente une solution prometteuse. Ces technologies permettent aux agriculteurs de prendre des décisions éclairées basées sur des données réelles, améliorant ainsi les performances de leurs cultures. Les capteurs, qu'ils soient fixes, mobiles ou embarqués, fournissent des informations cruciales pour une gestion optimisée des parcelles, notamment en ce qui concerne l'arrosage, la fertilisation, la détection des maladies et l'estimation des rendements.
L'importance des capteurs dans la prise de décision agricole
Les capteurs agricoles, tels que les dispositifs SENSORS de MAHER SENSORS, sont conçus pour surveiller les paramètres agronomiques qui influencent le développement des plantes. Ces outils intelligents ne nécessitent pas de programmateur d'irrigation pour être utilisés, ce qui simplifie leur intégration dans les pratiques agricoles. Ils transmettent des données au nuage, consultables depuis un smartphone, un PC ou une tablette. Cela permet aux agriculteurs de prendre des décisions intelligentes, comme déterminer quand et combien arroser, ou quand ouvrir et fermer les fenêtres d'une serre. Ces capacités améliorent considérablement les performances des cultures.
Chaque dispositif SENSORS est capable de surveiller jusqu'à 6 relevés de capteurs agricoles. Ces lectures sont enregistrées directement dans le nuage via un modem GPRS, nécessitant une carte SIM non incluse. Le serveur de Maher stocke ces relevés toutes les 5 minutes, offrant une visualisation graphique et intuitive depuis n'importe quel dispositif connecté à Internet. Le système d'alimentation solaire 12VDC, composé d'un panneau solaire et d'une batterie, assure une autonomie énergétique. Le client peut choisir les capteurs sur demande, en tenant compte des modèles existants du module d'extension. Par exemple, le modèle 6EA permet de connecter jusqu'à 6 capteurs analogiques, tandis que le modèle 2SDI12 permet la connexion de 2 tri-capteurs SDI12. Un autre modèle, 3EA +1SDI12, permet de connecter 3 capteurs analogiques et un tri-capteur SDI12. Les paramètres enregistrés sont ensuite surveillés via l'application web Maher App.
Maher App : Un tableau de bord intuitif pour les agriculteurs
La Maher App est une application web conçue pour visualiser les relevés des capteurs de manière graphique et intuitive, avec des mises à jour toutes les 5 minutes. Accessible depuis n'importe quel navigateur web à l'adresse www.maherapp.com, elle ne nécessite pas de téléchargement depuis l'App Store ou Google Store. Un raccourci peut être créé sur le bureau d'un mobile, d'une tablette ou d'un PC. L'accès est sécurisé et nécessite un enregistrement préalable, avec un nom d'utilisateur et un mot de passe fournis par Maher.
Questions fréquentes et spécificités des capteurs
Pour les maraîchers, la gestion de l'arrosage est un élément crucial et chronophage. Des capteurs comme ceux de Maher offrent une aide précieuse. Le nombre de capteurs à installer dépend de l'inclinaison et du type de sol de la parcelle, plutôt que de sa superficie. Pour une parcelle en pente, il est conseillé de déployer deux capteurs : un en haut et un en bas de pente. L'autonomie de ces capteurs est également une considération importante ; elle peut aller jusqu'à 3 ans avec une fréquence d'une donnée par jour, et environ un an avec une fréquence de 12 données par jour.
Ces capteurs sont également éligibles à des financements d'État, comme le plan de relance FranceAgriMer pour le matériel de précision, pour un montant minimum de 2000€ de commande (y compris les achats groupés).
La production de salade et les capteurs optiques
Dans le contexte du maraîchage, notamment pour la production de salade, l'utilisation de capteurs optiques est particulièrement pertinente. Ce type de culture, souvent vendu frais et non transformé en circuit long, accorde une place centrale à la production de salade avec deux rotations en automne-hiver. Des projets comme Prabiotel ont même influencé les pratiques culturales, allongeant le délai de retour de la solarisation à 1 sur 3 ans depuis 2012, permettant ainsi de consacrer une place plus importante aux cultures commercialisées d'été.
Les capteurs optiques peuvent fournir des informations en temps réel sur le développement foliaire des plantes et leur activité chlorophyllienne. Des expériences, telles que le projet Crocus mené en Champagne-Ardenne en 2015, ont testé des réseaux de piquets connectés à faible coût, combinant des sondes de température et d'humidité du sol à différentes profondeurs, un capteur optique évaluant l'indice foliaire (surface des feuilles par unité de surface au sol) et un autre mesurant la teneur en chlorophylle. Bosch développe également le Field Sensor, un piquet multicapteur qui mesure notamment l'indice foliaire, l'activité chlorophyllienne, l'hygrométrie et la température du sol.
Diversité des capteurs et leurs applications
L'agriculture de précision ne se limite pas aux capteurs fixes. De nombreuses données utiles ne peuvent être obtenues efficacement qu'à proximité, voire au contact des plantes.
Capteurs fixes et stations météorologiques
Le temps qu'il fait est une information essentielle en agriculture. Le marché propose aujourd'hui un large choix de stations météorologiques connectées, plus ou moins sophistiquées. Des capteurs d'humidité, installés sur chaque parcelle, ou plusieurs sur les plus grandes, permettent aux agriculteurs d'avoir à distance une visibilité sur les besoins en eau de leurs cultures. En France, en 2025, 30 000 capteurs connectés sont utilisés pour le suivi des besoins en eau, qu'ils soient installés dans le sol (sondes tensiométriques ou capacitives) ou directement sur les plantes (dendromètres, capteurs de flux de sève).
Gestion de l’irrigation dans les vergers 💦
Capteurs optiques actifs et proxi-détection
Lorsque l'on peut s'approcher des plantes à quelques mètres ou centimètres, des techniques de détection optique "actives" deviennent praticables. La fluorescence induite, provoquée par une illumination des feuilles à très courte distance (notamment en UV), permet de détecter certaines molécules produites par des pathogènes ou par la plante en réaction à une contamination. L'illumination par une source contrôlée (flash, LED) permet d'éliminer l'influence du soleil, ce qui est crucial pour une interprétation correcte des mesures.
La "proxi-détection" inclut également des dispositifs légers et portables. La maturité de certaines cultures, comme la vigne, peut être évaluée à l'aide d'appareils tenus à main levée sur un échantillon de plantes. Des outils économiques s'appuyant sur le smartphone sont également développés, comme Smartgrappe par une équipe de l'Irstea. Ce dispositif, qui consiste en un boîtier éliminant la lumière ambiante et fixant une distance entre l'objectif et la grappe, utilise un logiciel de vision artificielle pour évaluer l'hétérogénéité colorimétrique de la grappe, un indicateur de sa maturation. Cette approche peut être transposée à d'autres cultures et à la détection de défauts et maladies. Au Sénégal, le Cirad a développé une application sur smartphone pour évaluer le rendement d'une exploitation de manguiers à partir de photographies.
Capteurs mobiles : Tracteurs, robots et drones
L'agriculture numérique fait également appel à des capteurs embarqués sur des tracteurs, des machines agricoles tractées, des robots terrestres ou des drones. À Clermont-Ferrand, l'unité TSCF d'Irstea imagine un "scouting robot" dont la seule fonction serait de surveiller les cultures, prendre des clichés en gros plan, et chercher des ravageurs ou maladies sous les feuilles, voire prélever des échantillons. Ces capteurs embarqués sont également incontournables pour l'action, comme les caméras qui, grâce à un algorithme, détectent les mauvaises herbes à la volée et contrôlent un actionneur pour les éliminer.
Les différentes technologies optiques pour le maraîchage
Les technologies optiques jouent un rôle essentiel dans l'agriculture de précision, offrant des informations détaillées sur l'état des cultures.
Capteurs RGB
Ces capteurs, similaires à ceux des appareils photo numériques, sont utilisés pour cartographier la végétation et mesurer la couleur des feuilles des plantes. Cela peut fournir des informations sur leur rendement, leur santé et leur état de maturité. Ils permettent de cartographier la végétation à différentes étapes de sa croissance, aidant ainsi les agriculteurs à identifier les zones où les cultures nécessitent une attention particulière.
Capteurs multispectraux
Un capteur multispectral mesure la réflectance de la lumière à plusieurs bandes de longueurs d'onde, mais avec un nombre de bandes moins important que pour un capteur hyperspectral. Ces capteurs sont utilisés pour obtenir des informations sur la santé et la vigueur des plantes, en mesurant la radiation électromagnétique émise ou réfléchie par les cultures dans le spectre infrarouge.
Capteurs hyperspectraux
Contrairement à un capteur RGB qui mesure seulement trois bandes de couleurs, un capteur hyperspectral mesure plusieurs dizaines ou centaines de bandes étroites et adjacentes de longueurs d'onde, allant du visible à l'infrarouge proche. Ces capteurs sont utilisés pour obtenir des informations détaillées sur la composition chimique et la santé des plantes, ainsi que sur leur état de maturité.
Capteurs infrarouges
Ces capteurs mesurent la radiation électromagnétique émise ou réfléchie par les cultures dans le spectre infrarouge. Ils sont souvent utilisés pour mesurer la température des cultures, ce qui fournit des informations sur la respiration des plantes et leur croissance.
LiDAR (Light Detection and Ranging)
Un LiDAR utilise des impulsions laser pour mesurer la distance entre l'émetteur du laser et une surface réfléchissante, comme le sol ou les plantes. Monté sur un drone, un véhicule terrestre ou un avion, le LiDAR collecte des données à grande échelle sur les cultures, y compris des informations sur la topographie du terrain et la structure de la végétation.
Ces capteurs, souvent montés sur des drones ou des satellites pour des relevés à grande échelle, offrent chacun des avantages uniques dans la collecte de données sur les cultures.
L'impact des capteurs sur la santé des cultures
Au-delà de l'optimisation de l'arrosage, les capteurs sont cruciaux pour le suivi sanitaire des cultures. En France, 3 000 capteurs sont dédiés au suivi sanitaire, incluant les pièges connectés ciblant les insectes ou les limaces, ou les capteurs d'humectation foliaire permettant d'anticiper les risques de maladies fongiques.
Détection des ravageurs et maladies
Des solutions pour obtenir en temps réel et à distance des informations précises sur les invasions d'insectes consistent à placer un micro dans des pièges à phéromones et à identifier l'insecte cible en analysant les bruits caractéristiques qu'il produit. De plus, il existe des pièges à phéromone dotés d'une caméra, utilisant des algorithmes de vision artificielle. Les Trapview, par exemple, sont proposés par la société slovène Efos pour diverses cultures comme la tomate, les fruits, la vigne et les choux. Ces détecteurs d'insectes sont particulièrement intéressants lorsqu'il y a un partage d'informations entre exploitants voisins.
Les indices de nécrose racinaire (INR) moyens sont généralement faibles (2 à 3 sur une échelle de 1 à 10), sauf pour les laitues les plus éloignées de la solarisation, où ils peuvent atteindre 5. Cependant, des adventices pérennes (liseron et chardon) peuvent s'installer sur les parcelles, apparaissant souvent en bords de tunnel, zones limites de positionnement de la bâche de solarisation. Les capteurs peuvent aider à identifier ces problèmes précocement.
Farm21 : Des capteurs abordables pour des déploiements massifs
Farm21 propose des capteurs abordables capables de capturer jusqu'à 10 fois plus de données que les autres sur le marché. Leurs sondes de sol exclusives capturent des données agricoles essentielles, offrant une compréhension approfondie des cultures et des champs.
Le FS31 : Précision, simplicité et abordabilité
Développé au cours des quatre dernières années, le FS31 est l'un des outils d'agriculture intelligente les plus avancés. Ce dispositif sans entretien, abordable et facile à installer, rend possibles les déploiements massifs. Conçu, construit, calibré et assemblé aux Pays-Bas, il offre une technologie de pointe à un prix compétitif. L'installation est simple, prenant seulement 30 secondes : déballer, charger, déployer.
Ses avantages incluent la possibilité d'agir rapidement (traiter, pulvériser, irriguer) grâce aux capteurs en place, une longue durée de vie de la batterie (une année complète sur une seule charge USB-C), et la mesure du climat réel de la culture juste sous le couvert végétal. Il offre une connectivité IoT à bande étroite, LTE-M et 2G pour un déploiement facile, et est 5 à 10 fois plus abordable que la concurrence. Une intégration API est possible, et sa conception modulaire permet de prendre en charge d'autres modules ou capteurs tiers.
Le FS11 : Un pack complet pour une agriculture basée sur les données
Le FS11 est un outil d'agriculture de précision basé sur les données très compétitif, comprenant 6 capteurs et un appareil. Alimentés par une batterie remplaçable, les capteurs mesurent toute l'année et ne sont retirés que pour la récolte. Le FS11 inclut des capteurs d'humidité du sol à des profondeurs de 0-10cm, 10-20cm et 20-30cm, la température du sol de la couche supérieure à 10 cm, la température et l'humidité de l'air, ainsi qu'une batterie rechargeable et une transmission de données sans fil avec LoRa. Le FS11 n'est disponible qu'aux Pays-Bas en raison des limitations de LoRaWAN.
L'application mobile Farm21 pour Android et iOS permet d'accéder aux données en déplacement. L'installation est facile : scanner le code QR du capteur avec un smartphone et installer le capteur dans le champ à l'aide de la broche métallique fournie.
Qui bénéficie des capteurs Farm21 ?
Les capteurs abordables de Farm21 informent pleinement les agriculteurs, les conseillers agricoles, les agronomes et les chercheurs, grâce à des données cohérentes et fiables. Cela réduit le travail, le temps, les coûts et les inefficacités tout en améliorant simultanément le rendement et la productivité.
Pour les conseillers en culture et les agronomes
Ils aident leurs clients à obtenir des rendements plus élevés et à réduire les coûts de mise en place, répondent plus rapidement avec une vue d'ensemble actualisée de plusieurs domaines, et deviennent l'atout le plus précieux des producteurs sur la ferme.
Pour les chercheurs en agriculture
Ils ont accès aux données des capteurs, de la météo, des satellites et des scouts, bénéficiant d'un flux de données fiable, abordable et régulier pour identifier les tendances des données et soutenir une recherche approfondie.
Pour les cultivateurs
Ils se développent durablement en n'utilisant les ressources que là où elles sont nécessaires et quand elles le sont, augmentent les rendements en évitant le stress inutile des cultures et détectent précocement les conditions négatives des cultures.
Pour les distributeurs et les coopératives
Ils aident leurs clients à obtenir des rendements plus élevés et à réduire les coûts, répondent plus rapidement avec une vue d'ensemble actualisée de plusieurs domaines et sont l'atout le plus précieux de l'agriculteur.
Pour les développeurs
Ils ont accès aux données des capteurs, de la météo, des satellites et des scouts, disposant d'un flux de données fiable, abordable et régulier pour identifier les tendances des données et soutenir la recherche.
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