Atraversent les fermes du Midwest, Si Girish Chowdhary parvient à ses fins, les agriculteurs lâcheront un jour des robots de la taille d’un beagle dans leurs champs, comme une meute de chiens chassant le faisan. Les robots, dit-il, se déplaceront dans l’ombre fraîche sous une grande diversité de plantes, arrachant les mauvaises herbes, plantant des cultures de couverture, diagnostiquant les infections des plantes et recueillant des données pour aider les agriculteurs à optimiser leurs exploitations.
Chowdhary, chercheur à l’université de l’Illinois, travaille entouré de maïs, l’une des monocultures les plus productives au monde. Aux États-Unis, l’industrie du maïs était évaluée à 82,6 milliards de dollars en 2021, mais elle est confrontée – comme presque tous les autres segments de l’économie agricole – à des problèmes redoutables, notamment l’évolution des conditions météorologiques, la dégradation de l’environnement, les graves pénuries de main-d’œuvre et l’augmentation du coût des fournitures clés, ou intrants : herbicides, pesticides et semences.
L’agrobusiness dans son ensemble fait le pari que le monde a atteint le point de basculement où les besoins désespérés causés par une population croissante, les réalités économiques de l’agriculture conventionnelle et les progrès technologiques convergent pour nécessiter ce que l’on appelle l’agriculture de précision, qui vise à minimiser les intrants ainsi que les coûts et les problèmes environnementaux qui les accompagnent.
Aucun segment de l’agriculture n’est dépourvu de défenseurs passionnés de la robotique et de l’intelligence artificielle comme solutions à tous les problèmes auxquels les agriculteurs sont confrontés aujourd’hui. L’étendue de leurs visions va de la technologie qui se superpose aux pratiques agricoles existantes à une refonte complète de l’agriculture qui élimine les tracteurs, le sol, la lumière du soleil, le temps et même le fait d’être à l’extérieur comme facteurs de la vie agricole.
Mais les promesses de l’agriculture de précision n’ont toujours pas été tenues : La plupart des systèmes promis n’étant pas sur le marché, peu de prix définitifs ont été fixés et il existe très peu de données réelles prouvant leur efficacité.
“Le marketing autour de l’agriculture de précision, selon lequel elle va avoir un impact énorme, nous n’avons pas encore les données pour cela”, explique Emily Duncan, chercheuse au département de géographie, environnement et géomatique de l’université de Guelph au Canada. “Pour en revenir à l’idée que nous voulons réduire l’utilisation des intrants, l’agriculture de précision ne dit pas nécessairement que nous allons en utiliser moins globalement.”
Malgré tout, M. Chowdhary, qui est cofondateur et directeur technique de Earthsense, Inc. la société qui fabrique ces robots de la taille d’un beagle, a bon espoir que l’adoption de ses robots propulse les agriculteurs bien au-delà de l’agriculture de précision, pour qu’ils envisagent l’activité agricole d’une toute nouvelle manière. À l’heure actuelle, dit-il, la plupart des agriculteurs se concentrent sur le rendement, définissant le succès comme le fait de cultiver plus sur la même quantité de terre. Résultat : des monocultures industrielles d’un horizon à l’autre, saturées de produits chimiques et entretenues par des machines massives et de plus en plus coûteuses. Avec l’aide de ses robots, Chowdhary prévoit un avenir où les petites exploitations agricoles vivront plus en harmonie avec la nature, en cultivant une diversité de cultures de plus grande valeur avec moins de produits chimiques.
“La plus grande chose que nous puissions faire est de permettre aux agriculteurs de se concentrer plus facilement sur le profit, et pas seulement sur le rendement”, a écrit Chowdhary dans un courriel adressé à Undark. “Les outils de gestion qui aident à réduire les coûts des engrais et des herbicides tout en améliorant la qualité des terres et en maintenant le rendement aideront les agriculteurs à réaliser plus de profits grâce à des techniques fondamentalement plus durables.”
Les robots de Chowdhary pourraient aider les agriculteurs à réduire leurs coûts en arrachant, entre autres, les mauvaises herbes qui concurrencent le maïs. Pendant des siècles, les agriculteurs ont maîtrisé les mauvaises herbes avec des houes et des charrues. La Seconde Guerre mondiale a donné naissance à l’industrie chimique moderne, et les herbicides qu’elle a produits ont permis aux agriculteurs de considérer les mauvaises herbes comme un problème mineur, laissant le sol sous des cultures comme le maïs artificiellement nu et augmentant considérablement le rendement à l’hectare, ce qui a révolutionné l’économie agricole.
Cependant, la nature est tenace et, inévitablement, des mauvaises herbes résistantes aux herbicides sont apparues. Pour compenser, les fournisseurs mélangent des cocktails herbicides puissants et de plus en plus coûteux et modifient génétiquement les semences pour qu’elles soient chimiquement résistantes. Cette course à l’armement agricole piège les agriculteurs dans un cycle de coûts croissants, menace les précieuses ressources en eau et ne fonctionne que jusqu’à ce que, comme le dit Earl Slinker, agriculteur de l’Iowa, “vous pulvérisez le produit une année et il ne fait rien”. Le résultat est une récolte plus faible, selon Slinker, ce qui, dans le secteur agricole à faible marge bénéficiaire, peut signifier un désastre.
La question qui sous-tend toutes les théories est à la fois économique et culturelle : Les agriculteurs vont-ils adhérer au projet ?
“Le défi consiste à démontrer les avantages pour les agriculteurs et à rendre ces choses faciles à adopter”, déclare Madhu Khanna, qui étudie l’adoption des technologies au département de l’agriculture et de la consommation de l’université de l’Illinois.L’économie. “Pour la plupart de ces technologies, les bénéfices sont incertains”.
In agriculture, la sagesse populaire veut que l’issue de la course à la ferme du futur soit déterminée par une prise de décision économique lucide. Si la robotique et l’intelligence artificielle sont rentables, le marché se développera. “Les agriculteurs et les cultivateurs sont très intelligents à ce sujet”, déclare Baskar Ganapathysubramanian, de l’Institut d’intelligence artificielle pour une agriculture résiliente de l’université d’État de l’Iowa. “Du point de vue du matériel et des logiciels, s’il y a une proposition de valeur claire, ajoute-t-il, ils vont la choisir.”
Les chiffres de la croissance suggèrent que les agriculteurs sont ouverts aux avantages potentiels des technologies avancées. Dans l’ensemble, les agriculteurs ont dépensé près de 25 milliards de dollars en tracteurs et autres équipements agricoles en 2020. Alors que Covid-19 a ralenti l’adoption de la robotique, les exploitations agricoles du monde entier devraient intégrer cette technologie dans leurs opérations plus rapidement que le marché industriel – des augmentations de 19,3 % et 12,3 %, respectivement, sur cinq ans. Le cabinet d’études international MarketsandMarkets estime que les dépenses consacrées aux robots passeront de près de 5 milliards de dollars en 2021 à près de 12 milliards de dollars en 2026. L’un des résultats de cet optimisme, selon CropLife, une publication agroalimentaire américaine, est que le troisième trimestre de 2021 a vu plus d’investissements en capital-risque dans les startups de technologie agricole que jamais : plus de 4 milliards de dollars.
“Si peu de gens ont une expérience de l’agriculture”, dit Joe Anderson, historien de l’agriculture et professeur à l’Université Mount Royal de Calgary. “Ils supposent qu’il y a plus de stase qu’il n’y en a eu. Il y a beaucoup d’innovations. Il y a eu beaucoup de changements.”
Les tracteurs qui traînent d’énormes outils à travers les champs fertiles sont dotés d’une technologie qui a dépassé même les automobiles les plus avancées. Beaucoup d’entre eux sont dirigés par GPS, suivant des trajectoires tracées au fil des années de plantation et de récolte, faisant de l’agriculteur dans la cabine climatisée et équipée d’un système vidéo un simple passager.
“Vous effectuez votre premier passage et les suivants vous suivent tout de suite”, explique Slinker, qui exploite 500 acres près de Grundy Center, dans l’Iowa. “Je mets juste un peu de Keith Jarrett et je m’assois pour voyager à travers le champ”.
À l’automne, les machines de récolte se guident le long de ces mêmes pistes, détectant et enregistrant la productivité de chaque pied carré de champ. Ces données peuvent être utilisées pour calculer la quantité de telle ou telle semence hybride à planter l’année suivante, déterminer la quantité d’engrais à appliquer pour atteindre son plein potentiel, et identifier les petites parcelles de terrain qui ne sont pas assez productives pour être plantées de manière rentable.
“Quand je m’arrête et que je pense à un tracteur autonome, cela semble être un très grand saut”, a déclaré Sarah Schinkel, qui dirige le groupe d’innovation de la pile technologique de John Deere, lors du National Farm Machinery Show en février, “mais quand je m’arrête et que je pense à la quantité d’automatisation qui fait déjà partie de notre équipement, peut-être que ce n’est pas un si grand saut.”
Deere fait une sortie limitée de son premier tracteur entièrement autonome cette année, avec une plus grande disponibilité en 2023 et au-delà. Contrairement à la vision de petits robots de chercheurs comme Chowdhary, il s’agit d’un remake du populaire tracteur Model 8R de la société, qui pèse 14 tonnes. Il s’intègre parfaitement au modèle agroalimentaire existant, mais même avec cet avantage d’adoption, personne ne s’attend à une transition rapide. Les équipements agricoles ont une durée de vie étonnamment longue, du moins par rapport aux produits de consommation comme les voitures. Les tracteurs modernes fonctionnent couramment pendant 4 000 heures, et un modèle bien entretenu peut durer 10 000 heures, soit environ 25 ans.
“Même si vous pensez être intéressé par l’acquisition d’un nouvel équipement robotique, explique Scott Swinton, professeur distingué au département de l’agriculture, de l’alimentation et de l’économie des ressources de l’université d’État du Michigan, cela dépend en grande partie de l’état d’avancement des cycles de dépréciation et d’utilisation de l’équipement dont vous disposez. L’adoption est donc beaucoup plus lente que dans le cas de la génétique ou des produits chimiques.”
Et il y a autre chose : les critiques notent que la robotique, même si elle est largement adoptée, ne résoudra pas certaines des insuffisances sous-jacentes de l’agriculture conventionnelle.
“Lorsque nous pensons à ce défi mondial de nourrir tout le monde, notre système actuel n’est pas conçu pour cela”, dit Duncan. “La solution n’est pas d’y injecter plus de technologie. Il s’agit de remettre en question le système.”
Le secteur des cultures en ligne de maïs et de soja du Midwest ne représente qu’une fraction de l’ensemble de l’agriculture, qui, aux États-Unis, était évaluée à plus de 205 milliards de dollars en 2020. Une grande partie de cette somme est constituée de ce que les agriculteurs appellent les cultures horticoles – fruits, légumes et autres produits.
“La distinction importante est entre les cultures de plein champ qui sont hautement mécanisées, comme le maïs, et les cultures horticoles qui requièrent des méthodes spéciales de production.traitement”, explique M. Swinton. “Ils ont une valeur plus élevée et peuvent tolérer des investissements plus importants en équipements. Il s’agit d’équipements pour le désherbage des cultures maraîchères, la récolte robotisée des asperges ou des brocolis, la cueillette robotisée des fruits de verger. Ce sont tous des domaines dans lesquels vous avez besoin d’une main-d’œuvre assez qualifiée, et la main-d’œuvre peut être difficile à trouver.”
Le problème, c’est que la plantation et la récolte des cultures horticoles, qui sont si facilement gérées par des personnes, laissent les robots perplexes. George Kantor, professeur de recherche à l’Institut de robotique de Carnegie Mellon, estime qu’il sera nécessaire de modifier les exploitations agricoles pour les adapter aux robots. Considérez, suggère-t-il, l’acte banal de cueillir une pomme. Ce qu’un travailleur humain peut accomplir presque sans réfléchir est presque impossible pour une machine. Repérer chaque fruit, évaluer son degré de maturité et se frayer un chemin à travers un enchevêtrement de feuilles et de branches pour le cueillir délicatement sur l’arbre – il est plus facile, dit-il, de former l’arbre que le robot. Dans le cas des pommes, cela signifie sculpter le verger en ce qu’il appelle des “murs fruitiers”.
“La canopée de leurs arbres est formée pour être essentiellement un objet bidimensionnel”, explique Kantor. “C’est un mur sur lequel est accroché un tas de pommes. Nous n’avons rien qui puisse récolter le pommier de votre grand-père, qui puisse atteindre l’intérieur de la canopée et cueillir une pomme. Mais ces murs fruitiers, c’est un problème beaucoup plus facile.”
Wici l’agriculture la pénurie de main-d’œuvre est la plus intense, la robotique gagne du terrain le plus rapidement. Robert Hagevoort, spécialiste des produits laitiers et professeur à l’université d’État du Nouveau-Mexique, estime que la nature de l’élevage laitier fait de sa crise de la main-d’œuvre l’une des pires de tous les secteurs de l’agriculture. Les vaches doivent être traites deux fois par jour, dit-il, tous les jours, ce qui crée un style de vie difficile à vendre aux jeunes qui choisissent une carrière. La pénurie de main-d’œuvre contribue à la diminution du nombre d’exploitations laitières.
“Dans certains endroits, dit-il, certains de ces producteurs dont les terres ont été achetées à l’acre pour l’agriculture finissent par les vendre au pied carré pour le développement immobilier.”
La robotique a offert une bouée de sauvetage à certains producteurs laitiers. Mais contrairement à la vision idéalisée de fermes familiales plus petites et plus locales, la robotique a poussé les producteurs laitiers vers de plus grandes exploitations.
“Si vous vous êtes lancé dans l’agriculture parce que vous vouliez faire vos propres affaires et être seul, comme mon père, dit Christopher Wolf, professeur d’économie agricole à l’université Cornell, ce n’est plus le métier. Il s’agit d’un ensemble de compétences différentes. Vous allez faire partie d’une équipe de gestion.”
Wolf a grandi dans le Wisconsin à une époque où 150 vaches étaient un grand troupeau, mais encore gérable par une seule grande famille. L’ajout de robots à l’élevage laitier crée les mêmes économies d’échelle potentielles que celles qui ont permis d’industrialiser les cultures en rangées comme le maïs et le soja. Un seul robot de traite peut s’occuper de plus de 60 vaches, et le deuxième robot de traite est moins cher que le premier, et le troisième moins cher que le deuxième. Dans les salles de traite avancées, des dizaines de trayeuses peuvent être reliées entre elles et gérées par quelques techniciens seulement, qui travaillent par quarts prévisibles de huit heures et n’ont pratiquement aucun contact avec les vaches.
“Si vous êtes installé de cette façon, vous pouvez aussi prendre des vacances”, dit Wolf. “J’ai connu des producteurs laitiers dans mon enfance qui n’avaient pas pris de vacances depuis 20 ans”.
Aux confins de l’agriculture robotisée se trouvent les développeurs qui abandonnent complètement presque tous les aspects de l’agriculture traditionnelle. Iron Ox, une start-up californienne qui vient de recevoir une injection de capitaux de 53 millions de dollars du fonds Breakthrough Energy Ventures de Bill Gates, cultive des produits frais de grande valeur dans des environnements intérieurs entièrement contrôlés.
“La plupart des approches de l’automatisation de certaines parties de l’agriculture consistent en un robot qui effectue une seule opération”, explique Brandon Alexander, PDG de l’entreprise. “La raison pour laquelle cela n’a pas réussi est qu’en fin de compte, les plantes sont des choses complexes. Si vous voulez vraiment les automatiser, vous devez concevoir l’ensemble du processus depuis le début pour l’automatisation.”
Cela se produira probablement d’abord dans un secteur agricole avec peu de traditions à changer, une très petite base technique installée à remplacer, et un taux de rendement potentiel élevé – ce qui est une description assez juste de l’industrie embryonnaire du cannabis. Le cannabis légal est déjà la cinquième culture la plus rentable des États-Unis, et les producteurs adoptent les nouvelles technologies d’une manière que les agriculteurs traditionnels ne font pas.
“Il n’y a pas un fort penchant à regarder en arrière sur la façon dont la culture est produite”, dit Kantor. “L’autre chose, bien sûr, c’est que nous parlons de cultures à haute valeur ajoutée. Les raisins sont des cultures de grande valeur, les légumes verts à feuilles sont des cultures de grande valeur, mais le cannabis est d’un tout autre niveau. Il va entraîner beaucoup de technologies intéressantes.”
A étude par le l’Université deL’Illinois estime que le coût des semences, des engrais, des herbicides et des autres intrants agricoles pour la production de maïs et de soja va augmenter de plus de 30 % entre 2020 et la saison de plantation de 2022. L’étude prévoit que le rendement à l’acre – l’équivalent du bénéfice brut – pour le maïs chutera de 378 dollars à 61 dollars par acre en 2022.
“Du point de vue des agriculteurs, ils savent qu’ils ont besoin d’aide”, dit Alexander. “Le cultivateur moyen reconnaît que quelque chose d’assez radical doit changer si nous voulons nourrir une population croissante.”
Mais selon Terry Griffin, économiste des systèmes de culture à l’Université d’État du Kansas, les économistes supposent trop souvent que les agriculteurs se comporteront comme des entreprises, alors qu’ils se comportent souvent plus comme des consommateurs. “Différentes personnes mesurent la valeur différemment”, dit Griffin. “Certains gérants d’exploitations agricoles cherchent à obtenir le meilleur rendement net. D’autres veulent les équipements les plus récents ou les meilleurs paramètres environnementaux. Pour chaque individu, c’est une proposition de valeur différente.”
Khanna cite un autre facteur souvent oublié : les perceptions des consommateurs. Si les consommateurs commencent à exiger, par exemple, davantage de récoltes produites sans l’application intensive de produits chimiques d’aujourd’hui, cela pourrait favoriser l’adoption de la robotique.
“Nous sous-estimons les consommateurs”, dit-elle, en référence au rôle qu’ils peuvent jouer dans la création de ce marché. “Au fur et à mesure que la demande de produits agricoles produits de manière durable augmentera, il y aura une plus grande tendance à documenter ce que font les agriculteurs. Les politiques y contribueront aussi, mais une grande partie du changement sera induite par les pressions des consommateurs et du marché.”
“Je ne pense pas qu’il y aura un seul modèle d’agriculture à l’avenir, mais il y a une pression pour s’éloigner du modèle industriel de l’agriculture”, déclare Hermione Dace, analyste politique au Tony Blair Institute for Global Change à Londres. “L’agriculture traditionnelle existera toujours, mais elle sera moins présente. La robotique aidera les agriculteurs traditionnels à appliquer les intrants avec plus de précision et à réduire l’impact environnemental de l’agriculture, tout en faisant des économies.”
Nidhi Kalra, informaticien principal à la Rand Corporation, un groupe de réflexion sur les politiques publiques, estime que le moment actuel de l’agriculture rappelle le cycle de la mode de Gartner, une formulation de l’adoption des nouvelles technologies “qui consiste essentiellement à dire que les nouvelles technologies arrivent, que les rêves sont largement exagérés, que ces technologies s’effondrent et que les gens disent que c’est de la merde, puis on sort de la vallée et la technologie commence à faire des choses utiles dans le monde.”
Si elle a raison, l’anticipation excitée d’aujourd’hui de l’utopie robotique de l’agriculture à venir fera inévitablement place à la désillusion, car les idées qui semblent changer le monde ne mènent à rien.
Kantor pense qu’il y a déjà eu trois ou quatre vagues robotiques. Dans les années 1950, Walt Disney a créé Tomorrowland, la première démonstration vraiment vivante de ce que des robots très humains pourraient faire un jour. L’événement a suscité beaucoup d’enthousiasme, mais ce qui est ressorti de cette période, ce sont des robots industriels, boulonnés dans des usines et accomplissant une seule tâche par cœur. Depuis lors, à peu près toutes les décennies, une nouvelle technologie a ouvert de nouvelles possibilités. Il cite l’ordinateur personnel, les guichets automatiques et les kiosques à provisions.
“Maintenant, nous sommes dans une vague de voitures à conduite autonome et d’agriculture, et cela va s’estomper”, dit-il. “J’aime penser à cela comme à des marées, des vagues qui s’échouent sur la plage, et il y a beaucoup d’excitation, puis les vagues se retirent, et une ou deux choses sont laissées derrière et sont utiles.”
En fin de compte, tout dépendra du choix des agriculteurs. Dans sa ferme de l’Iowa, M. Slinker se considère comme assez typique. Il n’est pas à la pointe de la technologie, mais il adopte ce qui est logique pour lui et ce qu’il a vu fonctionner chez les agriculteurs qu’il connaît. Mais il garde aussi certaines choses, même quand ce n’est pas complètement rationnel.
Ainsi, en plus de l’équipement moderne qu’il utilise pour exploiter sa ferme, il conserve un vieux tracteur qui appartenait à son père. Ce tracteur ne fait peut-être pas partie des calculs de milliards de dollars effectués en son nom par des personnes qui passent plus de temps dans des laboratoires de recherche et des salles de conférence qu’à la ferme, mais il devrait en faire partie. Il est pratique pour transporter de petites charges sans faire perdre des heures à ses tracteurs plus gros et plus chers. Et elle rappelle à Slinker, dit-il, pourquoi il s’est lancé dans l’agriculture, et c’est quelque chose qu’il aimerait préserver.
MISE À JOUR : Une version précédente de cette histoire indiquait par erreur que l’agriculture aux États-Unis était évaluée à plus de 205 millions de dollars en 2020. Le chiffre correct est 205 milliards de dollars.
