★ À maîtriser
📌 L’optimisation d’une exploitation vise à limiter les intrants, maximiser la production utile, rester rentable et respecter les réglementations environnementales portant notamment sur les sols, l’eau et les émissions.
📌 L’exploitation agricole diffère d’une usine par des paramètres difficiles à mesurer et contrôler, des interactions sol-plante-climat-microorganismes partiellement incomprises, une forte dimension biologique et chimique, une inertie importante et le rôle central des décisions humaines.
Compléments
Les co-produits agricoles peuvent être réutilisés pour améliorer les productions suivantes, notamment sous forme de compost, de couverts végétaux ou de rotations.
Les pertes d’azote par lessivage ou volatilisation peuvent contribuer à l’acidification des sols et à la pollution des eaux.
Des co-produits réintégrés au sol → de meilleures productions suivantes
★ À maîtriser
Les pratiques agricoles sont difficilement standardisables, car chaque sol est unique, le climat varie selon les territoires et l’histoire agronomique du site compte.
Les exploitations subissent des pressions liées au marché (volatilité des prix et dépendance aux acheteurs et fabricants), à la réglementation environnementale, sanitaire et sociale, aux attentes des consommateurs, à l’emploi, au climat et à l’image du métier.
Compléments
📌 Une réglementation trop uniforme peut être mal adaptée aux situations agricoles locales.
📌 Les pressions exercées sur les exploitations peuvent constituer des incitations à innover, mais aussi des freins.
★ À maîtriser
📌 L’innovation agricole peut être quotidienne, structurelle, collective, liée aux produits et technologies ou liée à la communication, et ne se limite donc pas à une invention ou à une révolution.
Compléments
Deux grandes problématiques agricoles sont la réduction de l’usage des produits phytosanitaires en raison de leurs impacts sur la santé et l’environnement, et l’adaptation au changement climatique face aux aléas et aux catastrophes.
Le machinisme agricole et l’imagerie sont deux familles d’outils mobilisées pour répondre aux problématiques agricoles; l’imagerie comprend les caméras, drones, satellites, capteurs et l’intelligence artificielle.
★ À maîtriser
Les innovations du machinisme agricole sont passées des outils économisant la force humaine à la force animale, puis à des machines transformant cette énergie en travail mécanique.
Au XIXe siècle, le moteur thermique permet le développement des premiers tracteurs.
Le tracteur répond à plusieurs besoins :
Après la motorisation, l’innovation a surtout visé à augmenter la puissance et la taille des machines pour travailler des surfaces toujours plus grandes, dans une course au gigantisme poursuivie jusque dans les années 1990.
Compléments
La moissonneuse gauloise est un précurseur des machines de récolte et comportait un peigne à dents qui arrachait les épis, et non une barre de coupe.
La machine à vapeur de James Watt, au XVIIIe siècle, ouvre l’ère de l’énergie mécanique.
Le Fordson, produit à partir de 1917, est un tracteur léger produit en série et équipé d’un moteur d’environ 20 chevaux.
Les innovations de confort comprennent :
Le coût élevé des grosses machines est devenu une limite à leur développement.
Outil manuel → force animale → mécanisation → moteur
★ À maîtriser
📌 La mécanisation a remplacé l’énergie humaine et animale renouvelable par une énergie fossile principalement constituée de gazole.
📌 Les énergies alternatives au gazole comprennent l’électricité, les huiles végétales, le biogaz et l’hydrogène, chacune présentant des intérêts et des limites propres.
Compléments
Les records modernes de labour atteignent près de 321 hectares par jour, selon le matériel, le sol et les conditions.
La méthanisation produit du biogaz utilisable comme énergie et du digestat pouvant servir d’amendement ou d’engrais organique.
L’évolution énergétique agricole est lente et dépend de facteurs réglementaires, économiques et pratiques, ainsi que parfois de fraudes ou de contournements des règles.
Énergies humaines et animales renouvelables avant, énergie fossile surtout le gazole après
★ À maîtriser
📌 L’autonomie robotique est souvent possible sur une parcelle, mais pas encore à l’échelle de toute une exploitation.
📌 En cas d’accident impliquant un robot agricole, la responsabilité peut concerner l’agriculteur, le constructeur ou le développeur du logiciel.
Compléments
Vitibot et Naïo Technologies sont des exemples de concepteurs de tracteurs autonomes ou semi-autonomes.
La suppression de la cabine permet de repenser :
La sécurité doit prendre en compte la proximité avec :
La réglementation des machines agricoles autonomes est en construction.
Les contraintes comprennent :
Une parcelle autonome, pas encore une exploitation autonome
★ À maîtriser
Les principaux types sont : les herbicides contre les adventices, les fongicides contre les champignons pathogènes, les insecticides ou antiravageurs contre les insectes et ravageurs
Le cuivre utilisé en agriculture s’accumule dans les sols, où il peut devenir toxique pour la vie du sol et freiner la croissance racinaire.
📌 Une pratique autorisée en agriculture biologique et destinée à réduire certains produits phytosanitaires peut elle-même contribuer à la pollution des sols.
Compléments
La diversité des problèmes agronomiques implique des innovations spécifiques à chaque contexte plutôt qu’une solution phytosanitaire unique.
En 1885, la formule de la bouillie bordelaise a été présentée après que son efficacité contre le mildiou a été établie par Alexis Millardet et Ulysse Gayon.
La bouillie bordelaise est utilisée notamment sur :
Les régions viticoles du Bordelais et du Languedoc sont particulièrement concernées par l’accumulation du cuivre dans les sols.
En Bretagne, le cuivre utilisé comme additif dans l’élevage porcin peut se retrouver dans les effluents et polluer les sols.
La gestion implique : les agriculteurs et coopératives, les industriels et distributeurs, les chercheurs et instituts techniques, les pouvoirs publics et autorités sanitaires, les consommateurs et associations environnementales
Cuivre répété → accumulation dans le sol → toxicité
★ À maîtriser
La création de nouveaux produits peut concerner : les produits de synthèse plus ciblés, les produits d’origine naturelle, les préparations naturelles peu préoccupantes (PNPP)
🔄 Le faux-semis se déroule en quatre étapes :
Dans les couverts végétaux, les légumineuses fixent l’azote atmosphérique, les crucifères ou brassicacées structurent le sol par leurs racines, et les graminées produisent de la biomasse et protègent le sol.
La lutte biologique cherche à rétablir un équilibre écologique dans la parcelle en favorisant les interactions naturelles, mais cet équilibre est difficile à atteindre et nécessite souvent une intervention humaine.
Compléments
Il comprend :
Le semis direct consiste à semer sans labourer profondément le sol et peut être associé à l’implantation d’un couvert végétal avant ou avec la culture.
Ces techniques demandent souvent :
Les couverts végétaux peuvent attirer les limaces, tandis que la facélia attire les carabes, prédateurs naturels qui contribuent à limiter leur prolifération.
Les solutions technologiques de désherbage peuvent utiliser l’intelligence artificielle pour distinguer les plantes à conserver des adventices à éliminer, puis des outils mécaniques interviennent entre les rangs ou autour des plants.
Le projet BipBip de Florian Rançon a été lauréat du Challenge ROSE de l’Agence nationale de la recherche (ANR) en février 2023.
★ À maîtriser
📌 Les technologies d’imagerie se distinguent principalement par leur résolution et leur champ de vision.
Les caméras se distinguent par le nombre et l’étendue de leurs canaux : la caméra classique capte trois canaux, rouge, vert et bleu (RGB), la caméra multispectrale ajoute notamment le proche infrarouge avec environ une dizaine de canaux, la caméra hyperspectrale acquiert des centaines de bandes spectrales du visible au proche infrarouge
Une plante saine réfléchit fortement le proche infrarouge, tandis qu’une plante stressée, malade ou morte le réfléchit moins.
Les données peuvent conduire à décider de :
L’apprentissage supervisé nécessite de nombreuses images annotées à la main, apprend à reconnaître des motifs à partir de ces exemples et requiert souvent des milliers d’images pour produire un modèle fiable.
L’approche zero-shot utilise des modèles d’IA générative pré-entraînés pour analyser une image sans base d’apprentissage spécifique annotée, avec un gain de temps et de flexibilité.
Compléments
Les supports d’imagerie et leurs usages vont : de la caméra sur robot ou station fixe pour suivre finement un pied et détecter des maladies, au drone pour observer une parcelle, à l’avion pour couvrir de nombreuses parcelles, au satellite pour suivre de grandes zones
L’œil humain perçoit approximativement la lumière visible entre 400 et 800 nm.
Dans les images en fausse couleur, le rouge est souvent remplacé par le proche infrarouge, de sorte que la végétation vigoureuse apparaît en rouge.
Le résultat de l’analyse d’imagerie est fréquemment une carte de préconisation, telle qu’une carte de modulation d’engrais ou de traitement.
Lorsque les données sont bien annotées, l’apprentissage supervisé reste souvent l’approche la plus performante.
L’approche zero-shot dépend des grandes entreprises qui possèdent les modèles, les données et les infrastructures de calcul, et sa qualité dépend fortement du prompt fourni.
Des algorithmes robustes nécessitent des images acquises sous des météos et des luminosités variables, à différents stades de développement et présentant des maladies, du stress hydrique ou des défauts visuels.
Un capteur de type vinealapse peut photographier chaque jour un pied de vigne en visible et en proche infrarouge pour suivre sa phénologie, l’apparition des grappes ou les maladies.
Plus de bandes spectrales, de RGB à l’hyperspectral
L’innovation agricole peut entraîner des changements de profondeur et de rapidité variables, ainsi que des changements techniques, organisationnels, économiques ou écologiques.
Les problèmes possibles comprennent :
L’évaluation doit considérer les effets sur :
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1. Une exploitation reçoit des semences, de l’eau, des engrais et du travail, puis réalise le semis, l’irrigation et la récolte. Comment décrire ce fonctionnement ?
2. Un responsable compare une exploitation agricole à une usine et constate que les effets des décisions sont retardés et difficiles à prévoir en raison des interactions entre le sol, les plantes, le climat et les microorganismes. Quelle différence cela illustre-t-il ?
Mémorisez les concepts clés de Robotique et innovations agricoles avec 10 flashcards interactives.
Quelles entrées une exploitation agricole transforme-t-elle en produits finis et co-produits ?
Des semences, de l’eau, des intrants, des animaux, du travail et du capital.
Pourquoi les pratiques agricoles sont-elles difficiles à standardiser ?
Chaque sol est unique, le climat varie selon les territoires et l’histoire agronomique du site compte.
Comment les co-produits agricoles peuvent-ils améliorer les productions suivantes ?
Ils peuvent être réutilisés sous forme de compost, de couverts végétaux ou de rotations.
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