Dans l'agriculture biologique, le recours aux produits chimiques est mal vu. Les mauvaises herbes ne sont donc pas éliminées à l'aide de pesticides, mais à la main. Etant donné que l'arrachage coûte cher et que de moins en moins de personnes veulent faire ce travail pénible, la spin-off de l'EPF,Caterra, a développé un robot-désherbeur. La nouvelle borne de la série 221 avec leviers verts est également à bord.
Peu de personnes se préoccupent des défis que pose la production de denrées alimentaires issues de l'agriculture biologique. Par exemple, si des ravageurs envahissent le champ de pommes de terre, l'agriculteur ne doit pas simplement pulvériser des insecticides. Il en va de même lorsque des mauvaises herbes poussent entre les betteraves et privent ainsi les amaranthacées d'éléments nutritifs si importants. Dans ce cas, l'agronome n'a d'autre choix que d'arracher à la main l'atriplex, le liseron ou le chardon. Selon la culture, il y a 300 heures de travail par hectare et plus qui se répercutent sur le prix de vente. Pour les carottes précitées, l'effort de désherbage représente environ un cinquième des coûts totaux.
Bien que ce travail de minutie soit bien rémunéré avec plus de 20 francs suisses, il y a de moins en moins de personnes disposées à arracher des herbes. Pour la plupart des Européens de l'Ouest et du Centre, il est inconcevable de travailler dix heures ou plus par jour dans une position d'humilité, sous un ciel bas ou sous la pluie. C'est pourquoi ce sont surtout des moissonneurs, ou plutôt des sarcleurs, originaires de Moldavie, de Roumanie ou de Bulgarie qui se chargent de ce travail. Mais même ces derniers sont de moins en moins disponibles pour ce travail pénible, ce qui pose un problème majeur à l'Union Européenne. En effet, dans le cadre de sa stratégie Farm-to-Fork, celle-ci souhaite tripler la part des terres agricoles biologiques d'ici 2030 et dépend donc de personnes qui sarclent le panic pied-de-coq, l'anthémis des teinturiers ou la renouée faux liseron - sans quoi les récoltes risquent de subir des pertes massives.
Le robot-désherbeur brûle les mauvaises herbes
C’est précisément cette situation qui a conduit à la création de la spin-off de l’EPF Caterra en février 2023. Aurel Neff, cofondateur et directeur général, décrit précisément comment cela s'est produit : « Au début de notre master, nous avons réfléchi à ce que nous pourrions faire de plus intelligent avec la robotique. Nous ne voulions pas développer un produit quelconque et chercher ensuite l'application adéquate, mais créer une utilité immédiate avec notre projet. C'est ce qui arrive par exemple, lorsque vous remplacez du travail pénible avec la robotique. » Cette idée a guidé les étudiants de master dans leur cours d'agronomie à l'EPF, où ils ont beaucoup entendu parler de l'agriculture biologique et de ses problèmes. De là est née l'idée de développer un robot de sarclage capable de venir à bout des mauvaises herbes. Pour que celui-ci puisse travailler le plus longtemps possible, les jeunes entrepreneurs ont choisi une nouvelle approche. Au lieu de couper les mauvaises herbes et de déplacer la masse de manière complexe comme d'autres systèmes, ils les irradient avec un laser. Une brève impulsion d'une fraction de seconde suffit littéralement à brûler le problème à la racine. Cela permet d'économiser de l'énergie et d'augmenter les performances des packs d'accumulateurs utilisés. De nombreuses séries d’essais réalisées à l’Agroscope à Changins ont confirmé l’efficacité de cette méthode innovante.
L'algorithme fait la différence entre les plantes cultivées et les mauvaises herbes
Le laser permet non seulement d'économiser de l'énergie, mais aussi du poids. Alors qu'un robot de hachage pèse entre 300 et 4000 kilos selon la version, le robot de sarclage arrive à peine à un poids de 150 kilos. Cette facilité garantit une plus grande efficacité, ce qui fait que la version actuelle fonctionne de manière autonome pendant dix heures. « Avec des panneaux photovoltaïques, nous pourrions augmenter le temps d'utilisation de trois à quatre heures supplémentaires », explique Aurel Neff. De plus, il est possible d'installer des batteries supplémentaires car il n'y a pas de limitation du poids. Mais même avec la puissance actuelle de l'accumulateur, le robot-désherbeur fait nettement mieux que l'homme. Il n'a besoin d'aucune pause pour se reposer, s'alimenter ou s'hydrater, ce qui lui permet de s'attaquer aux mauvaises herbes 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Mais comment apprend-on à un robot à identifier des milliers de mauvaises herbes et à les différencier des betteraves, des pommes de terre ou du blé ? La réponse est incroyablement simple et indique en fait déjà le chemin vers la solution. « En principe, pour les agriculteurs, toute plante qui n'est pas une plante utile est une mauvaise herbe », explique Aurel Neff. Cette considération facilite grandement le développement de l'algorithme car il ne faut apprendre que des images de plantes que le laser doit épargner. Actuellement, les données de trois plantes utiles sont enregistrées dans le programme de l'infatigable désherbeur. L'objectif est que celui-ci puisse reconnaître, dans un avenir proche, les 38 plantes en rangées cultivées en Suisse. Pour une utilisation dans d'autres pays, la bibliothèque peut être ultérieurement complétée sans problème par d'autres plantes utiles.
Aurel Neff, CEO Caterra AG
La clôture GPS indique les limites
Avec un maximum de 0,01 mètre par seconde à travers les fanes et les betteraves, cela ne semble pas très rapide à première vue. Mais la fréquence, et surtout l'infatigabilité, compense largement ce rythme. "Une personne ne peut pas arracher une mauvaise herbe toutes les secondes", Aurel Neff en est sûr. Extrapolé sur 24 heures, dix millimètres par seconde représentent, dans le cas idéal, une distance de 864 mètres que le robot de désherbage débarrasse des plantes indésirables sur une largeur de 150 ou 180 centimètres. Ces 150 et 180 centimètres sont les largeurs de voie standard avec lesquelles les agriculteurs suisses réalisent des buttes et des plates-bandes pour les cultures maraîchères et que Caterra utilise pour l'orientation. Pour que le compétiteur permanent ne travaille pas par inadvertance sur le terrain voisin, une clôture GPS lui indique les limites à ne pas dépasser. S'il atteint cette limitation, il se retourne automatiquement et s'aligne dans la piste adjacente, qu'il travaille ensuite dans le sens opposé. Avec la connexion à distance intégrée, il est possible d'accéder au système à tout moment et de n'importe où, de le commander ou de lire ses données.
Aurel Neff, CEO Caterra AG
La borne avec leviers verts soutient le concept de durabilité
Jusqu'à présent, il n'y avait que des prototypes de robot-désherbeur. Durant cette phase de développement, il est cependant important de pouvoir déconnecter les connexions électriques rapidement et facilement. « Au début, nous travaillions avec des bornes à vis. Cependant, ces dernières étaient compliquées à manipuler et se desserraient toujours », raconte Manuel Strahm. C'est pourquoi l'ingénieur de développement a contacté WAGO pour obtenir des échantillons de bornes 221. Jusqu'à présent, ces dernières ont absolument répondu aux attentes qui leur étaient placées. Même s'il y a des secousses, les connexions tiennent bien. Comme cette qualité a convaincu, les jeunes entrepreneurs misent également sur WAGO pour les bornes sur rail. Entre-temps, les bornes de raccordement avec leviers verts sont installées dans les prototypes. Ceux-ci n'ont rien à envier à la qualité de la borne classique 221 et disposent des mêmes certifications que celle-ci. Toutefois, les nouvelles bornes sont en partie composées de bouteilles en PET recyclées et de résidus biosourcés issus de l'industrie et des ménages, ce qui réduit la consommation de ressources fossiles. Cela se complète parfaitement avec la mission du spin-off, qui s'engage pour un monde plus durable.
Entre-temps, les bornes de raccordement avec leviers verts sont installées dans les prototypes. Ceux-ci n'ont rien à envier à la qualité de la borne classique 221 et disposent des mêmes certifications que celle-ci. Toutefois, les nouvelles bornes sont en partie composées de bouteilles en PET recyclées et de résidus biosourcés issus de l'industrie et des ménages, ce qui réduit la consommation de ressources fossiles. Cela se complète parfaitement avec la mission du spin-off, qui s'engage pour un monde plus durable.
221 Borne avec leviers verts
Caterra AG
L'objectif de la spin-off de l'EPF est de réduire les coûts de production de légumes sans herbicide en automatisant le désherbage manuel à l'aide de robots. Par rapport aux solutions disponibles sur le marché, Caterra ne déterre pas les mauvaises herbes, mais les brûle au moyen d'un rayon laser ciblé. Le système est alors extrêmement efficace et fonctionne actuellement de manière autonome pendant jusqu'à douze heures. Cette approche permet de réduire les coûts de la production biologique, car elle compense plusieurs travailleurs saisonniers et donc la charge administrative liée à leur recrutement.
Markus Jost
Area Sales Manager Industry
Région Nord-Ouest de la Suisse
Tél:. +41 (0)26 676 73 76
Mail: markus.jost@wago.com
