Robot de désherbage

De Triple Performance
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Présentation du robot Trektor au FIRA 2023.jpg Gestion des adventices à l'aide de robots (robots de désherbage, pulvérisation ciblée...)

Gestion des adventices à l'aide de robots (robots de désherbage, pulvérisation ciblée...)Présentation du robot Trektor au FIRA 2023.jpg
Présentation du robot Trektor au FIRA 2023
Matériel

Un robot de désherbage permet l'entretien d'une parcelle en utilisant des techniques diverses de protection contre les adventices (travail du sol, mais aussi laser, etc...). Ils existent dans une variété de taille, motorisation, autonomie, etc...


Certains modèles, 100% électriques, ont en outre un bénéfice sur les émissions CO2, ainsi que sur le tassement du sol pour les modèles les plus légers[1][2].

Cependant, les robots restent des machines coûteuses, complexes à prendre en main, et qui peuvent ne pas être adaptés dans tous les contextes [3][4][5].

Quels outils de désherbage possibles?

Désherbage mécanique

Une majorité de robots de désherbage sont munis d'outils mécaniques adaptés à leur taille et à leur vitesse, on y retrouve des outils comme la bineuse, des dents rotatives, la décavaillonneuse et l'intercep pour la viticulture, ou encore des tondeuses pour les inter-rangs et les tournières enherbés.

L'utilisateur pourra régler des paramètres comme l'inclinaison de l'outil, la profondeur du sillon ou encore la hauteur de la coupe, via une application sur son smartphone ou son ordinateur.

Un des inconvénients des robots à outils intégrés est que l'agriculteur ne peut pas le réparer seul et qu'il est, par conséquent, dépendant du constructeur. C'est pourquoi quelques start-ups indépendantes ont conçu leurs propres robots avec des attelages trois-points, pour donner aux agriculteurs plus d'autonomie [6][7][8][9].

Désherbage chimique

Pour plus d'efficacité, il est possible d'acheter des robots pouvant pulvériser avec une grande précision sur les adventices [10][11].

Pour certaines cultures, on trouve aussi des robots auxquels on peut atteler des pulvérisateurs [6][12].

Selon les constructeurs, les robots avec pulvérisateurs intégrés permettent des économies de plus de 95 % d'intrants chimiques, cependant aucun institut technique n'a confirmé cette promesse[10].

Désherbage laser

Afin de réduire au maximum l’usage d’herbicides et le travail du sol, des entreprises comme Pixel Farming commercialisent des robots brûlant les jeunes pousses d’adventice à l’aide d’un laser[13].

Autres types de désherbage

D’autres types de désherbage sont en phase de test chez les principaux constructeurs, on retrouvera par exemple :

  • le désherbage électrique
  • le désherbage thermique
  • le désherbage par flash de lumière UV

Robots électriques, rechargeables et diesel

À ce jour, les robots sont commercialisés et catégorisés en trois modes d'alimentations différents :

Énergie solaire

Plusieurs robots sont équipés de panneaux solaires. Ces robots, équipés de batteries, ont le mérite d'avoir une autonomie quasiment illimité[10] [14][15].

Les modèles Avo et Stecomat par exemple s'éteignent la nuit tombée une fois leurs batteries déchargées, et reprennent leur travail une à l'aube[14] [10].

Robots électriques rechargeables

Certains robots fonctionent sur batteries de lithium autonomie entre 8 et 12 h d'autonomie. Cependant, le principal inconvénient est la nécessité de recharger ces batteries, parfois complexe. Le robot Toutilo de Touti terre est construit de telle sorte qu'on puisse retirer et remplacer la batterie[16].

Moteur diesel et hybride

De plus en plus de modèles sont équipés de moteur hybride pour pouvoir s'adapter à des parcelles au topographie irrégulières ou pentues. Les intérêts des deux alimentations se retrouvent combinés : le silence et la propreté du moteur électrique (intéressant surtout pour les parcelles à proximité de riverains et de cours d'eau) et la puissance du moteur diesel.

Sécurité

Que se passe-t-il quand un robot rencontre un obstacle ?

Tous les robots de désherbage autonomes sont programmés de telle sorte qu’ils s’arrêtent au moindre obstacle qu’il détecte, que ce soit un obstacle fixe (un mur, un cep…) ou mouvant (un humain, un animal…).

Cet arrêt est rendu possible par plusieurs équipements :

  • Un système de radar “LIDAR” : un système qui peut visionner à 360° l’environnement, c’est le cas du Softirover de Softiver, du chenillard Ceol et bientôt de la nouvelle génération de robots de Farmdroïd[17][18].
  • Un câble de sécurité : c’est le cas du modèle FD-20 de Farmdroïd, le robot s’arrête immédiatement après une simple pression sur le câble entourant le robot[14].
  • Des bumpers : Ce sont des capteurs mécaniques protégés par une couche de mousse qui arrêtent le robot à la moindre pression. Les robots de Naïo technologies sont tous équipés de bumpers.

Comment le robot se repère sur la parcelle ?

Sur le marché, tous les robots de désherbage autonomes sont équipés d'un système de guidage GPS RTK qui leur assure une grande précision de tracé (entre 1 et 2 cm).

La navigation via GPS RTK est souvent couplée avec un système de “geofencing”, permettant l’enregistrement des limites virtuelles de la parcelle, ce qui va empêcher le robot de sortir et de tomber dans un fossé par exemple.

Le geofencing peut être également remplacé par un fil d'ariane physique connecté aux capteurs du robot et qui peut être déplacé, c’est le cas notamment du robot Softirover de Softiver.

L’exécution des outils sur le rang est rendue possible par un calcul de la distance inter-rangs et entre les plants cultivés qui doit être réalisé en amont ou bien fait par le robot lors de son premier passage.

Doit-on surveiller le robot ?

Une fois que le robot est programmé, il n’est plus nécessaire de le surveiller. 

Certains modèles sont tout de même soumis à une réglementation obligeant l'utilisateur à rester dans un périmètre de 200 m autour du robot[5].

La plupart des robots ne peuvent pas non plus changer de parcelle seuls, et nécessitent une manipulation de transport entre chaque parcelle. La difficulté de transport dépendra alors de la taille du robot (et de la possibilité de le remorquer).

Formations

Une prise en main de la machine (surtout de son interface utilisateur) est nécessaire pour mener à bien l’intégration du robot dans la conduite des cultures.

Deux cas de figure sont possibles :

  • Une formation d’une durée d’une heure à une demi-journée peut être proposée par les constructeurs.  Les robots sont alors relativement simples d’utilisation et sont souvent accompagnés d’une application à télécharger sur son smartphone ou son ordinateur pour accéder à toutes les fonctionnalités facilement.
  • Les constructeurs proposent des prestations de service et supervisent eux-mêmes la programmation et le passage des robots. Cela assure à l’agriculteur un travail efficace et un gain de temps dans ses journées, mais en contrepartie le contraint à payer un abonnement.

Pour quels types de productions ?

La protection des cultures étant l’un des piliers de l’agronomie, toutes les productions agricoles sont visées par les constructeurs de robot. Cependant, au vu de la demande du marché, la diversité des modèles et les fonctionnalités varient d'une filière à l'autre.

Viticulture

La filière viticole est la filière avec le plus de choix en robotique. Les constructeurs priorisent cette filière afin de répondre à la pénurie de saisonniers.

Les modèles proposés sont pour la majorité des robots enjambeurs monotâche ou multifonction avec des outils pour travailler l'intercep et l'inter-rang [19]. ou des pulvérisateurs de haute précision[4]. Vitibot et Naïo technologies sont les principaux fournisseurs de robots enjambeurs et tous leurs robots ont été testés chez des agriculteurs[20].


Il est nécessaire de bien raisonner le choix de son robot enjambeur en fonction de la hauteur des vignes et des distances entre les rangs[4]. Cependant, des robots plus petits et plus polyvalents existent également pour travailler l’inter-rang[6].On peut retrouver par exemple à la location des Vitirover pour tondre avec précision les inter-rangs sans risque de tassement [15].

Maraîchage et horticulture

Les contextes maraîchers et horticoles sont peu propices à l’utilisation de machines agricoles, mais les robots maraîchers sont nombreux. Les robots de désherbage maraîchers sont caractérisés par leur faible tassement du sol, leur diversité de modes de désherbage (mécanique, chimique ou laser) et leur multifonctionnalité.

Un robot maraîcher moyen peut à la fois désherber, surveiller la pression adventice, transporter du matériel et semer.


Les principaux robots maraîchers à la vente permettent de :

  • Palier la difficulté de trouver des travailleurs saisonniers
  • Prévenir la propagation des adventices en faisant plusieurs passages [3]
  • Prévenir les douleurs chroniques liées au travail manuel des maraîchers [16][21]


Ils ont aussi leurs propres limites :

  • La fonctionnalité désherbage nécessite que le robot connaisse la position exacte de chaque graine/plant. Il faut donc que le semis soit raisonné en fonction des dimensions du robot, voire effectué par ce même robot[3][14].
  • Les petits robots comme Oz de Naïo technologies peuvent être sensibles aux intempéries [3].

Grandes cultures

Globalement, on retrouvera des portes-outils et des tracteurs autonomes avec ou sans cabine de pilotage pour les productions céréalières[22][8][23].

Le niveau d’adaptation du robot à un contexte de grandes cultures dépend de la puissance de son moteur, de sa capacité de traction et de l’outil à tracter.

Arboriculture

La filière arboricole, relativement similaire à la viticulture, est abordée par les mêmes constructeurs. Cependant, la diversité des formes et des hauteurs de rangs rendent cette adaptation complexe.

Pour le désherbage de l'inter-rang, les robots munis d'un attelage trois-points sont à privilégier, comme le robot hybride Trektor de Sitia ou encore les robots chenillards Jo et Romax viti[8][24][2].


Avantages et limites

Positif Travaille de jour comme de nuit 

Les robots électriques à énergie solaire peuvent travailler plusieurs jours de suite, de jour comme de nuit, grâce aux batteries lithium qui ont une grande autonomie. Si un robot tombe en panne par manque de luminosité, il reprends là où il en était quelques heures après que le jour (ou que le beau temps) soit revenu[14][10].


Positif Précision

Le guidage GPS RTK permet une correction en temps réel de la trajectoire, ce qui garantit la précision du désherbage[3][7][15].


Positif Efficace dans une stratégie de prévention

Les robots de désherbage sont efficaces sur des stades juvéniles d’adventices. Les robots qui font du désherbage mécanique peuvent passer plusieurs fois de suite sur les inter-rangs[3].

Positif Diminution des émissions de carbone

Les émissions à l'hectare des robots du marché sont inférieures de moitié aux tracteurs classiques (robots hybrides) à nulle (robots à énergie solaire) [15][14].

Attention cependant, les émissions pour la fabrication des batteries sont importantes. Un calcul complet est donc nécessaire pour constater la pertinence d’une utilisation de ces robots en alternative à d’autres options quand il s’agit d’évaluer l’impact environnemental.


Neutre Peu de choix en grandes cultures et en arboriculture

C’est dû à la grande diversité des contextes pédoclimatiques et des particularités de chaque espèce cultivée.

Toutefois, des prototypes sont en cours de développement.


Négatif Conçu pour un contexte précis

Un des enjeux de l'industrie robotique est de pouvoir adapter un robot aux situations inédites, ce qui est difficile à programmer.

Il est nécessaire de se renseigner auprès des constructeurs et d’un conseiller technique afin de savoir quels sont les contextes limitants (climat, type de sol, longueur inter-rangs, cultures, stade adventice).

Négatif La réglementation

La réglementation de certains modèles exigent la présence permanente d'un opérateur dans les alentours. Il est important de vérifier avec son concessionnaire la réglementation en vigueur avant d'acheter un robot de désherbage[5].


Négatif Un engagement important avec le système constructeur

Le niveau de dépendance de l’agriculteur vis-à-vis du constructeur dépend du niveau d’intégration du robot :

  • Formations payantes pour l’utilisation du robot
  • Achat des pièces et outils compatibles avec le robot
  • Réparation possible que par les constructeurs
  • Services de geofencing payant
  • Programmation du robot complexe nécessitant l’expertise d’un technicien
  • Suivi du bon fonctionnement du robot par un technicien
  • Collectes des données de la parcelle par le constructeur pour améliorer le programme du robot

Aides financières

Depuis avril 2022, France AgriMer a lancé une aide nationale ouverte à toutes les exploitations afin de les encourager à investir dans l'agriculture numérique. Le plafond des dépenses éligibles est fixé à 40 000 € HT par demande.

Pour les CUMA, le plafond des dépenses éligibles est fixé à 150 000€ HT par demande.

Le taux de l’aide est fixé 40 % du coût HT pour les robots. Les Jeunes Agriculteurs et les exploitations agricoles des DOM bénéficient d’aides supplémentaires[25].

Logo Agrilismat.png

Ce matériel peut être financé dans le cadre du programme Agrilismat avec un avantage spécifique


Sources

L'ensemble des analyses de cet article peuvent être retrouvé sur le blog "Aspexit" de Corentin Leroux :

  1. Naïo technologies.2022.Caractéristiques techniques. (07/02/2023) https://www.naio-technologies.com/oz/
  2. 2,0 et 2,1 Vitisphere.2021.Le robot viticole Romax Viti travaille le sol. (07/02/2023) https://www.youtube.com/watch?v=8H0QLni7I9A
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 et 3,5 Poudevigne Elise - Entraid'.2021.Oz: le robot de désherbage maraîcher en test. (27/01/2023) https://www.entraid.com/articles/demonstration-robot-desherbage-oz-sud-ouest
  4. 4,0 4,1 et 4,2 Abellan Alexandre - Vitisphere.2019.Le robot Bakus fait la démonstration des attentes du vignoble. (31/02/2023) https://www.vitisphere.com/actualite-90067-le-robot-bakus-fait-la-demonstration-des-attentes-du-vignoble.html
  5. 5,0 5,1 et 5,2 Chambrin Anthony - Fédération des CUMA Centre Val de Loir.2021.Robot Bakus : plus intéressant économiquement qu'un enjambeur avec chauffeur ? (31/01/2023) https://www.entraid.com/articles/rentabilite-robot-bakus-vitibot-comparatif-enjambeur
  6. 6,0 6,1 et 6,2 Favre Séverine - Mon Viti.2021.Le robot Romax Viti trace son chemin. (25/01/2023) https://romaxviti.com/wp-content/uploads/2021/02/romax-article-viti-fevrier-2021.pdf
  7. 7,0 et 7,1 Vitisphere.2021.Le robot viticole Romax Viti travaille le sol. (25/01/2023) https://www.youtube.com/watch?v=8H0QLni7I9A
  8. 8,0 8,1 et 8,2 Tiers Nathalie - Ouest-France.2022.Trektor, le robot agricole fabriqué à Nantes. (29/01/2023) https://www.ouest-france.fr/economie/agriculture/essais-agricoles/trektor-le-robot-agricole-fabrique-a-nantes-65d4b832-b753-11ec-91b4-4cb12076d3f2
  9. Le Sillon belge.2020.Dino, Oz, Anatis et Toutilo: vos nouveaux ouvriers agricoles sous la loupe. (03/02/2023) https://www.sillonbelge.be/6539/article/2020-09-23/dino-oz-anatis-et-toutilo-vos-nouveaux-ouvriers-agricoles-sous-la-loupe
  10. 10,0 10,1 10,2 10,3 et 10,4 Ecorobotix. SA2020.AVO · Robot de désherbage autonome · film de présentation · Court FR. (29/01/2023) https://www.youtube.com/watch?v=uNTLt-XQNEk
  11. Groult Aurélien - Matériel Agricole. 2022. Ecorobotix : le robot de désherbage ARA s'adapte à l'arrière du tracteur. (27/01/2023) https://www.materielagricole.info/robot-de-desherbage/article/729635/ecorobotix-le-robot-de-desherbage-ara-sadapte-a-larriere-du-tracteur
  12. Bordeaux Pascal.2021.Pulvérisation de demain : le pulvé voit les adventices et un robot le tracte. (23/01/2023) https://www.entraid.com/articles/desherbage-autonome-goldacres-robot-swarm-pulve-bilberry
  13. Pixelfarmingrobotics.2023.Robot One. (17/02/2023) https://pixelfarmingrobotics.com/robot-one/
  14. 14,0 14,1 14,2 14,3 14,4 et 14,5 Stecomat.2020.FarmDroid FD20 : premier robot autonome pour le semis et le désherbage mécanique intégral. (23/01/2023) https://www.youtube.com/watch?v=9DMlGP6WHAI
  15. 15,0 15,1 15,2 et 15,3 Rolin Faustine.2022.Vitirover, des robots qui préservent l’enherbement des cultures. (23/01/2023) https://leshorizons.net/vitirover-robots-perserver-enherbement-cultures/
  16. 16,0 et 16,1 Touti terre.2022.Cobot Toutilo. (26/01/2023) https://www.toutilo.com/
  17. Portier Michel - Réussir Grandes cultures.2023.Les 10 robots agricoles qu’il ne fallait pas manquer sur le World Fira. (17/02/2023) https://scontent-cdg2-1.xx.fbcdn.net/v/t39.30808-6/330802631_1617007642046239_4532546166957931973_n.jpg?_nc_cat=100&ccb=1-7&_nc_sid=730e14&_nc_ohc=5gXTgbI6Wz4AX_fnu-H&_nc_ht=scontent-cdg2-1.xx&oh=00_AfDPRZcWFgq-gzZmw94EQwJZ8mYiyxZJSHwY3EU9rEWXxg&oe=63F40679
  18. Agreenculture.2023.Ceol, robot agricole autonome. (17/02/2023) https://www.agreenculture.net/ceol
  19. FMV Defrance et Naïo technologies.2017.Robot de désherbage vignes BOB. (20/01/2023) https://www.youtube.com/watch?v=MjdJM8ADZIc
  20. Site officiel Vitibot. (26/01/2023) https://vitibot.fr/robots-viticoles-bakus/
  21. Chambre d’Agriculture Hauts-de-France.2022.La robotique au service du maraîchage. (26/01/2023) https://hautsdefrance.chambre-agriculture.fr/articles/detail-de-lactualite/actualites/la-robotique-au-service-du-maraichage/
  22. Chambre d'Agriculture de Normandie.2020.Les robots en grandes cultures. (29/01/2023) https://normandie.chambres-agriculture.fr/fileadmin/user_upload/Normandie/506_Fichiers-communs/PDF/PEP/pep-gc-robots.pdf
  23. Naïo technologies.2023.Orio, porte-outil pour cultures légumières et grandes cultures. (17/02/2023) https://www.naio-technologies.com/orio/
  24. Naïo technologies.2023.Jo chenillard autonome vignes étroites et pépinières. (17/02/2023) https://www.naio-technologies.com/jo/
  25. FranceAgrimer.2022.France 2030 – Vague 1 – Réduction des intrants phytopharmaceutiques et des engrais de synthèse. (01/02/2023) https://www.franceagrimer.fr/Accompagner/France-2030-Souverainete-alimentaire-et-transition-agroecologique/France-2030-Agriculteurs/France-2030-Vague-1-Reduction-des-intrants-phytopharmaceutiques-et-des-engrais-de-synthese

Annexes

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