« Cette année, nous cultivons des oignons, les mauvaises herbes constituent un problème majeur. Tout comme avec les carottes et les pois”, explique Ard van Gaalen de la ferme biologique Biostee du Zuid-Beijerland. « Ces cultures ne sont pas ‘fermées’, le sol reste visible et la lumière du soleil tombe dessus. Même si un plant d’oignon a déjà poussé, de nouvelles plantes de mauvaises herbes continuent de germer.
Les mauvaises herbes rivalisent avec la culture pour les éléments nutritifs, la lumière du soleil et l’humidité. Pour une bonne récolte, Van Galen doit s’en débarrasser. Avant la levée des cultures, il peut facilement éliminer les mauvaises herbes dans les lits de semence à la machine, mais une fois que les plants d’oignons poussent, il n’y a guère d’autre choix dans l’agriculture biologique que de cueillir les mauvaises herbes à la main.
Van Galen emploie des saisonniers pour la cueillette en mai, juin et juillet. “Ils s’allongent sur le ventre sur ce que nous appelons des chaises longues, la tête dans un support qui leur permet de baisser les yeux et les bras libres pour attraper les mauvaises herbes.” Dix d’entre eux d’affilée sont tirés par un tracteur. «C’est un travail physique. Notre terrain fait environ 20 terrains de football, nous commençons à gauche et deux semaines plus tard nous sommes à droite.
C’est le genre de travail qu’une partie de la Chambre des représentants préférerait décourager. Le VVD proclamé que le nombre de travailleurs migrants aux Pays-Bas doit être « limité ». Les entreprises qui emploient des travailleurs migrants devraient investir dans des solutions technologiques, estime le parti.
Visite de start-up
Van Galen aimerait qu’un robot désherbe ses mauvaises herbes. Ces dernières années, il a rendu visite à un certain nombre de start-ups qui recherchaient un environnement de test réaliste pour leur robot. «Nous avons récemment eu un robot qui est venu s’entraîner sur les carottes», explique Van Galen. «C’était un appareil de la taille d’une tondeuse autoportée. Les entrepreneurs les suivaient avec leurs ordinateurs portables pour voir ce que faisait leur robot.
Le robot s’est avéré incapable de distinguer correctement les mauvaises herbes des plantes à racines. « Si une machine extrait une ou deux plantes des soixante-dix plantes-racines qui poussent sur un mètre linéaire, cela ne pose pas de problème », explique Van Galen. “Mais cinq ou dix seraient fous, quand cela arrivait, nous arrêtions l’action.”
La difficulté n’est pas d’éliminer les mauvaises herbes elles-mêmes. Un robot peut facilement couper autour de la plante de mauvaise herbe avec un couteau. Il existe également des robots qui emportent la plante au laser ou insèrent une électrode, ce qui fait chauffer et mourir la plante.
La partie difficile est l’environnement complexe sur terre. Le robot doit reconnaître différents types de mauvaises herbes à tous les stades de croissance et être capable de les distinguer de la culture souhaitée, qui se trouve également à différents stades de croissance. Il doit pouvoir le faire sous la pluie et le soleil et dans un sol tantôt humide, tantôt sec, tantôt dur et tantôt mou.
Les équipements permettant de reconnaître les plantes – caméras, scanners – sont rapidement devenus moins chers et plus performants ces dernières années. Il en va de même pour les algorithmes – les réseaux de neurones – qui permettent au robot de prendre des décisions. Mais les données d’entraînement – des photos de plantes – pour « entraîner » les algorithmes ne sont pas encore suffisantes. La diversité du pays est très difficile à saisir.
“Vous pouvez entraîner un réseau neuronal sur 24 champs, mais sur 25, le fonctionnement est très différent”, explique Gert Kootstra, professeur associé de robotique agricole à l’Université et recherche de Wageningen. « Cela a été prouvé à maintes reprises, et c’est un obstacle majeur. Car pour un agriculteur, le matériel doit être fiable, sinon il finira de côté. La robotique dans son ensemble nécessite beaucoup de formation et c’est en partie pour cette raison qu’elle ne démarre que lentement.»
Des défis similaires existent en horticulture. Les tomates, par exemple, sont une culture sur laquelle de nombreuses recherches sont en cours car de nombreux défis sont en jeu en même temps.
Toutes les tomates d’une plante ne sont pas mûres en même temps, un robot doit reconnaître lesquelles sont mûres et lesquelles ne le sont pas. C’est une tâche que les robots peuvent désormais très bien accomplir – grâce à de nombreuses données d’entraînement avec des images claires. « Même si cela s’applique également ici : si un robot fait du bon travail avec une variété de tomates, il peut toujours se tromper avec l’autre variété », explique Kootstra.
Tomates et autres fruits
Et puis il y a le reste du plant de tomate. “Une tomate peut pendre derrière une feuille”, explique Kootstra. « Ensuite, le robot ne l’enregistre pas, puis il continue à rouler. Une personne bouge continuellement la tête d’avant en arrière pour voir s’il y a quelque chose qui pend. Nous essayons maintenant d’apprendre aux robots à regarder plus loin quand il n’y a rien pour voir où quelque chose pourrait être attendu. Cela reste très compliqué.
Une fois qu’un robot a enfin localisé cette tomate rouge, il devrait pouvoir la cueillir sans la presser. Les tomates et bien d’autres fruits et légumes sont vulnérables. Une main humaine gère bien cela, elle ressent beaucoup et peut faire des mouvements nuancés. Des « pinces » souples sont en cours de fabrication avec lesquelles le robot entre en contact avec la tomate, mais il reste encore beaucoup à faire avant qu’un robot puisse rivaliser avec une main humaine, également en termes de vitesse.
Pourtant, il existe déjà toutes sortes d’entreprises qui vendent des robots pour l’agriculture et l’horticulture. Il s’agit principalement de petites entreprises. Des cueilleurs de mauvaises herbes, des cueilleurs de tomates, des cueilleurs de pommes et même des cueilleurs de fraises sont présentés dans des vidéos flashy. Ces entreprises ont-elles déjà résolu ce que la science étudie encore ?
« Les machines semblent très réussies dans ces vidéos, mais dans la pratique, elles sont souvent décevantes », explique Kootstra. “Je ne sais pas d’où ils viennent dans chaque entreprise, bien sûr, mais je vois des vidéos comme celle-ci depuis dix ans et les robots s’améliorent certainement, mais je ne connais aucun produit à succès commercial qui fonctionne sous toutes les conditions.” conditions. De nouvelles start-up apparaissent constamment, avec des ingénieurs qui en savent beaucoup sur la technologie mais ne comprennent pas encore pleinement l’ampleur des défis dans l’agriculture et l’horticulture.
Le brocoli va bien
«Les constructeurs de robots agissent souvent comme s’ils pouvaient déjà faire beaucoup de choses», explique Erik Pekkeriet. Il est responsable du programme vision et robotique à l’Université et Recherche de Wageningen et travaille en étroite collaboration avec le monde des affaires dans ses projets. « Récemment, un collègue qui travaille sur un robot tomate s’est rendu à un salon et en est revenu complètement nerveux. L’une des entreprises semblait être beaucoup plus avancée. Mais lorsque j’ai parlé plus tard avec cette entreprise, il s’est avéré qu’elle n’avait pas déjà vendu cinq robots comme elle l’avait annoncé, mais seulement deux. Et cette personne doit encore marcher à côté de son robot.
“Ne vous y trompez pas, de nombreuses tâches agricoles sont déjà effectuées mécaniquement et de nombreux robots se déplacent dans les serres et s’occupent de presque toute la logistique”, explique Pekkeriet. « Beaucoup de travaux lourds sont déjà effectués grâce à l’automatisation. Et il y a des cultures où la cueillette se passe également bien. Le brocoli, par exemple, est une culture que l’on aime beaucoup.
Si une machine ne fonctionne pas de manière optimale, un producteur peut la restituer immédiatement
Une solution pour récolter automatiquement des cultures plus complexes pourrait résider dans une approche complètement différente, pense Pekkeriet. « Vous pouvez améliorer les robots ou ajuster l’environnement, mais vous pouvez également modifier le système de culture. Nous récoltons actuellement les tomates en les cueillant individuellement. Vous pouvez également cultiver les plantes en pot et récolter la plante entière à un moment bien choisi. Vous retirerez ensuite les tomates ailleurs. Ensuite, il faut accepter que certaines tomates soient encore trop vertes, alors on les jette. Une question importante est de savoir quel est le rendement par mètre carré. De nombreux processus dans l’agriculture et l’horticulture sont conçus aussi efficacement que possible, et une nouvelle approche doit être capable d’y faire face.
La promesse de la robotique ne devrait peut-être pas être qu’un robot prenne en charge la totalité de la récolte, mais seulement une partie de celle-ci, pensent Kootstra et Pekkeriet. «Après un projet de récolte de poivrons, les collègues impliqués ont été assez déçus», explique Kootstra. « Il s’est avéré que le robot n’avait récolté avec succès que 35 pour cent des poivrons. Plus tard, nous avons regardé plus loin : 35 % ne pourraient-ils pas également constituer une analyse de rentabilisation ? Cela permet déjà d’économiser un certain nombre de salariés. Je pense que nous devons penser par petites étapes.
Ne bouge pas
«Le secteur le voit également de cette façon», déclare Pekkeriet. « Mais ils n’agiront pas tant qu’ils n’auront pas trouvé une analyse de rentabilisation solide. C’est dommage, car je ne pense pas que cela puisse démarrer tant qu’un grand horticulteur ne s’engagera pas dans cette tâche. Aujourd’hui, nous constatons constamment que les choses tournent mal lors de la phase d’adoption de nouveaux équipements. Si une machine ne fonctionne pas de manière optimale, le producteur peut la restituer immédiatement. Ils pourraient également prendre sur eux et améliorer l’appareil en collaboration avec le constructeur de machines en investissant dans la formation. Je pense que cela aiderait si la main-d’œuvre migrante était moins facilement disponible.
Pourtant, les deux chercheurs sont optimistes. “Avec la croissance actuelle de l’IA, je ne pense pas que la perception restera un goulot d’étranglement encore longtemps”, déclare Kootstra. “Dans quatre ans, vous verrez réellement des robots parcourir le pays”, déclare Pekkeriet. « Pour le désherbage, pour la lutte antiparasitaire… et vous verrez des outils tirés sans surveillance. »
L’agriculteur Van Galen l’espère. «Je voudrais une solution pour les mauvaises herbes. Les coûts que nous supportons actuellement sont trop élevés. Nous ne pouvons pas y jeter de produits chimiques, c’est pourquoi la robotisation est particulièrement importante pour faire décoller le secteur biologique.