Les capteurs intelligents dans l'agriculture verticale: augmenter les rendements et réduire le gaspillage

Parmi les facteurs clés qui déterminent le bon développement des plantes figurent le choix du substrat, la qualité des semences et les soins prodigués tout au long de leur croissance, tels que l’arrosage, l’exposition à la lumière, la fertilisation et le contrôle de la température. Malgré les efforts des agriculteurs, il est devenu de plus en plus difficile de maintenir des rendements constants dans l’agriculture traditionnelle, car les conditions météorologiques imprévisibles ont souvent un impact négatif sur les cultures. Face à l’aggravation du changement climatique, on s’interroge de plus en plus sur la pérennité de la production alimentaire en plein air. L’agriculture verticale constitue une solution prometteuse, car elle permet aux agriculteurs de produire des denrées alimentaires dans des environnements intérieurs contrôlés. Non seulement l’agriculture verticale rend les rendements plus fiables, mais elle utilise également des capteurs intelligents, des systèmes IoT et l’intelligence artificielle pour déterminer avec précision les besoins des plantes en vue d’une croissance optimale. Voici plus d’informations sur le rôle que jouent les capteurs intelligents dans la culture des plantes.

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Que sont les capteurs intelligents?

Les capteurs intelligents sont des appareils connectés à l’Internet des objets (IoT) qui surveillent les paramètres environnementaux pendant la culture des plantes et collectent des données en temps réel sur l’état et les besoins des plantes. Ils sont programmés pour suivre les nutriments, l’humidité, l’éclairage et les conditions climatiques.

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Capteur de nutriments - il analyse le substrat de culture et sa concentration en azote, phosphore et potassium afin de déterminer si une fertilisation est nécessaire, ainsi que la quantité et le moment où elle doit être appliquée.

Capteur d’eau - il évalue si la plante a besoin de plus ou moins d’eau avant qu’elle ne soit trop arrosée ou qu’elle ne se dessèche.

Capteur d’imagerie infrarouge - il détecte la chaleur, la réflexion de la lumière et les indicateurs de stress, ce qui permet une détection précoce des maladies, avant même qu’elles ne soient visibles à l’œil nu. Il peut également estimer les niveaux d’activité photosynthétique.

D’autres capteurs mesurent le pH, le CO₂ et le taux d’humidité.

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Pourquoi cette approche est-elle préférable à l’agriculture traditionnelle?

La principale raison pour laquelle les capteurs intelligents, associés à l’agriculture verticale, constituent une option nettement plus avantageuse que les méthodes traditionnelles réside dans le niveau de prévisibilité qu’ils offrent. Contrairement à l’agriculture traditionnelle, qui dépend presque entièrement de la nature, les capteurs intelligents utilisés dans les fermes verticales transforment la culture des plantes en un processus entièrement guidé par les données. Ce niveau de précision permet de créer des conditions optimales pour chaque plante individuellement, ce qui permet aux agriculteurs de prévoir les rendements tout en obtenant une production plus importante, plus régulière et de meilleure qualité. Ils permettent également de contrôler le système à distance via des appareils connectés.

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Les capteurs intelligents favorisent une utilisation plus efficace des ressources, ce qui réduit le gaspillage et protège l’environnement en empêchant le ruissellement de produits chimiques. Cela permet également de réaliser d’importantes économies, notamment grâce à la réduction des besoins en main-d’œuvre.

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Cette approche de la culture intelligente favorise le développement durable, une meilleure relation avec la nature et répond à la demande croissante d’aliments plus sains et cultivés de manière plus responsable, vers lesquels les consommateurs se tournent de plus en plus.

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Comment fonctionnent les capteurs intelligents?

Les capteurs collectent des données biologiques et environnementales en convertissant les conditions du monde réel en signaux électriques, puis en les transmettant à un réseau IoT. Le réseau achemine ensuite ces données vers le cloud, où elles sont analysées à l’aide de l’intelligence artificielle. Grâce à cette analyse, l’IA anticipe les problèmes potentiels et propose des mesures adaptées. Ces informations sont ensuite transformées en décisions, qui déclenchent des systèmes automatisés chargés d’ajuster des paramètres tels que les niveaux d’eau et de nutriments.

Dans quels systèmes verticaux les capteurs intelligents sont-ils les plus efficaces?

Les fermes verticales pratiquent trois types de culture: la culture hydroponique, l’aquaponie et l’aéroponie. Chacune de ces méthodes utilise un milieu différent par lequel les nutriments sont acheminés vers les racines des plantes. Les capteurs intelligents sont particulièrement efficaces dans les systèmes hydroponiques et aéroponiques, car ils permettent de surveiller et de contrôler avec précision la qualité de l’eau, les niveaux de nutriments et la diffusion de la brume. Plus le nombre de variables à surveiller et à contrôler est élevé, plus les systèmes de capteurs intelligents s’avèrent précieux.

Défis

L’un des principaux défis réside dans le fait que toutes les fermes verticales n’utilisent pas cette technologie. Elle est principalement employée par les exploitations les plus développées, tandis que les petites fermes verticales ne peuvent souvent pas l’adopter en raison de coûts initiaux élevés. De plus, il faut consacrer des ressources financières et du temps à la formation des agriculteurs afin qu’ils puissent interpréter les informations fournies par le système. Enfin, le système peut commettre des erreurs ou collecter des données de mauvaise qualité, ce qui peut conduire à des conclusions erronées et à des décisions sous-optimales en matière d’entretien des plantes. Malgré cela, ce système est encore en cours de développement et pourrait donc, à terme, gagner la pleine confiance des agriculteurs.

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L'avenir de l'agriculture grâce aux capteurs intelligents

Dans les systèmes de capteurs intelligents, les estimations approximatives de rendement sont remplacées par la collecte de données en temps réel et l'automatisation. La production agricole devient ainsi plus prévisible, et ses pratiques gagnent en précision et en efficacité. Bien qu'aucun système ne soit sans limites, cette approche apporte déjà des avantages significatifs aux agriculteurs, et ce n'est qu'une question de temps avant que d'autres avantages ne se concrétisent. La seule question est de savoir dans quelle mesure les fermes verticales sont disposées à investir dans ce système et à le tester au sein de leurs propres exploitations, ce que seul le temps nous dira.