Cultiver l'intelligence : la révolution technologique silencieuse dans l'agriculture

L'agriculture est l'une des plus anciennes activités de l'humanité, à tel point qu'il semble qu'il ne reste plus grand-chose à changer radicalement. Pourtant, aujourd'hui, le secteur agricole se trouve en première ligne face à certains des défis les plus urgents de la planète, du changement climatique aux vulnérabilités des chaînes d'approvisionnement.

Nous entendons souvent parler de l’IA qui transforme la médecine ou l’automobile, mais c’est peut-être sur le terrain, littéralement, que l’intelligence artificielle est appelée à jouer l’un de ses rôles les plus essentiels.

Explorons les défis auxquels l’agriculture est confrontée aujourd’hui et comment les technologies innovantes, en particulier l’IA, aident à découvrir des solutions inattendues mais vitales.

Défi n°1 — Faim et logistique

La population mondiale ne cesse de croître, tout comme le nombre de personnes à nourrir. Pourtant, le problème de la faim dont on entend souvent parler n'est pas toujours dû à un manque de nourriture. Selon le Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), Le monde produit chaque année suffisamment de nourriture pour nourrir plus de 10 milliards de personnes, alors que la population mondiale est d'environ 8 milliards. Pourtant, une personne sur neuf, soit plus de 735 millions, souffre de sous-alimentation chronique.

La cause profonde ? La logistique. Nous savons cultiver les aliments, mais leur distribution efficace reste un défi majeur. Dans certaines régions, les coûts de livraison sont prohibitifs ; dans d'autres, ils sont quasiment impossibles. Les conflits armés, l'instabilité politique et l'absence d'infrastructures fiables, de routes, d'entrepôts et de chaînes du froid rendent l'approvisionnement alimentaire complexe et coûteux.

Le problème principal n’est donc pas la production alimentaire elle-même, mais plutôt la manière dont cette nourriture passe de la ferme à la table.

Les technologies d'IA offrent désormais des outils pratiques pour surmonter ces obstacles logistiques. En analysant de vastes quantités de données – des conditions météorologiques à l'état des infrastructures, en passant par les marchés régionaux et les besoins humanitaires –, l'IA optimise les itinéraires de livraison, anticipe les risques et minimise les pertes tout au long de la chaîne d'approvisionnement. Des innovations telles que les emballages antimicrobiens, les conteneurs intelligents qui surveillent la température et l'humidité, et les chambres froides alimentées par l'énergie solaire prolongent également la durée de conservation des denrées périssables.

Défi n° 2 — Sécurité alimentaire

La sécurité alimentaire est la capacité d'un pays à fournir à ses citoyens les denrées alimentaires nécessaires, indépendamment des facteurs naturels, politiques ou économiques. Cette question est étroitement liée à la logistique. Aujourd'hui, selon diverses sources, des dizaines de pays dans le monde dépendent des importations pour leurs denrées de base.

Un exemple simple mais révélateur est celui de l'avocat, une plante qui aime la chaleur et qui est traditionnellement cultivée en Amérique latine, notamment au Mexique, et qui représente plus de 30 % des exportations mondiales. Des pays aux climats très différents, comme le Canada ou la Finlande, pourraient-ils réussir à cultiver l'avocat à l'échelle commerciale ? La réponse réside sans conteste dans la technologie, et surtout dans l'intelligence artificielle.

L'IA en elle-même ne changera pas le climat ni n'annulera l'hiver, mais c'est un outil puissant entre les mains des agriculteurs, des ingénieurs et des biotechnologues. Elle aide à trouver des solutions optimales, de la conception de serres performantes à l'adaptation des plantes aux climats locaux.

Voici quelques exemples:

• Adaptation génétique : Les systèmes d'IA comme AlphaFold accélèrent l'analyse des structures protéiques et des génomes végétaux. Cela permet aux scientifiques d'identifier et de modifier les gènes responsables de la tolérance au froid, de la résistance à la sécheresse ou de l'immunité aux parasites. Ce qui prenait autrefois des années se fait désormais en quelques mois, voire quelques semaines.
• Systèmes de serres intelligentes : L'IA modélise le microclimat nécessaire à des cultures spécifiques, en sélectionnant les matériaux les mieux isolés et en calculant l'éclairage, le chauffage, l'irrigation et la ventilation optimaux. Ces technologies favorisent une culture sous serre productive dans les régions extrêmement froides, même jusqu'en Arctique.

L'horizon le plus ambitieux ouvert par l'IA est peut-être la création de cultures alternatives capables de remplacer des aliments populaires comme l'avocat, si populaire. L'histoire de l'avocat illustre comment des tendances culturelles, comme l'essor des sushis dans les années 1990, où ce fruit vert est devenu un ingrédient de base, peuvent transformer un produit de niche en phénomène mondial. Une transformation similaire pourrait se produire avec un nouveau fruit ou légume, conçu par l'IA et parfaitement adapté à la culture dans un pays donné. En analysant les tendances de consommation, les préférences gustatives, les profils nutritionnels et la logistique, les innovations peuvent contribuer au développement de « superaliments » entièrement nouveaux, tant sur le plan biologique que commercial.

Défi n° 3 — Production de masse

Contrairement à l'industrie manufacturière, où la production peut être prévue avec une précision relative, qu'il s'agisse de voitures ou de jouets en plastique, l'agriculture reste vulnérable à une multitude de facteurs imprévisibles. Un simple virus, un parasite inattendu ou des engrais de mauvaise qualité peuvent anéantir une récolte en quelques jours seulement. Une maladie peut apparaître dans une serre et se propager rapidement aux serres voisines ; un agriculteur peut transmettre accidentellement l'infection simplement en se déplaçant d'une parcelle à l'autre. Ces risques se multiplient dans les environnements de production de masse, où l'ampleur même de la production rend la surveillance humaine quasiment impossible.

Plus l'exploitation est grande, plus les risques sont élevés et plus le contrôle est strict. Les engrais, les sols, les pesticides et les fournitures vétérinaires proviennent souvent de multiples fournisseurs, parfois étrangers, ce qui nécessite une coordination logistique complexe et comporte des risques de contamination ou d'infection. Parallèlement, les agriculteurs sont soumis à des réglementations environnementales et juridiques strictes : l'utilisation de produits chimiques est strictement réglementée afin de prévenir la pollution de l'air, de l'eau et des sols. Par exemple, l'Union européenne a renforcé la réglementation sur les pesticideset les pays de l'OCDE sont à la mode vers une réduction de l’utilisation de produits agrochimiques d’au moins 30 % d’ici 2030.

Dans l'agriculture à grande échelle, le travail manuel et la prise de décision intuitive deviennent inefficaces. Les volumes sont tout simplement trop importants pour être gérés manuellement, et le coût des erreurs est trop élevé. Une allocation précise des ressources – engrais, eau, produits chimiques – au bon endroit et au bon moment est essentielle.

Comment l’innovation peut-elle aider dans ce domaine ?

• Agriculture de précision et prise de décision : Les technologies avancées permettent d'analyser les sols à l'aide de radars et de systèmes de télédétection. Des algorithmes d'apprentissage automatique analysent les données relatives aux sols, à la météo, au microclimat et au pH afin d'optimiser la répartition des ressources. Cela permet de réduire l'utilisation d'engrais et d'eau de 20 à 40 %. Les modèles météorologiques améliorent encore cette analyse en prédisant les conditions météorologiques en fonction des mouvements atmosphériques. Par exemple, une tempête de poussière provenant d'Afrique peut altérer la teneur en minéraux du sol, tandis que des masses d'air en provenance d'Europe peuvent en modifier l'acidité. Ces données permettent de générer des prévisions précises et des recommandations agronomiques pour éclairer la prise de décision.
• Diagnostic précoce et prévention : L'IA identifie les tendances des problèmes émergents et les prédit bien avant qu'ils ne deviennent critiques. En s'appuyant sur les données relatives aux approvisionnements, aux traitements et aux rendements, l'IA peut recommander des interventions avant même qu'un agriculteur ne perçoive une menace. Par exemple : Marqueur de clés Nous avons fourni des services d'annotation à des entreprises de science des données développant des solutions de vision par ordinateur pour la détection des ravageurs et des maladies. Nous avons contribué à la préparation d'ensembles de données étiquetés avec expertise afin d'améliorer les systèmes d'alerte précoce et de permettre des interventions plus précises et plus rapides pour protéger les cultures à grande échelle.

L'avenir de la technologie : là où coule le fleuve de l'innovation

Si l'on imagine le progrès technologique comme un fleuve coulant des montagnes vers l'océan, une chose devient claire : l'innovation ne se produit pas en vase clos. Elle se dirige vers des domaines où elle peut percer plus facilement, là où il existe une demande réelle, des modèles économiques clairs et un rendement économique. Aujourd'hui, l'agriculture offre plusieurs de ces perspectives prometteuses.

Analyses prédictives

La capacité à prévoir les rendements, les épidémies, les changements climatiques et les besoins des plantes grâce au big data est indispensable. L'IA aide déjà les agriculteurs à déterminer quand et où planter, quelle quantité d'eau arroser et quand fertiliser, grâce à des modèles météorologiques, des images satellite et des données de capteurs. Cette technologie connaît l'une des croissances les plus rapides dans le secteur des technologies agricoles.

Agriculture verticale

Autrefois considérée comme futuriste, l'agriculture verticale, ou « tours babyloniennes », est désormais une réalité. À Singapour, au Japon, aux Émirats arabes unis et aux Pays-Bas, des dizaines de fermes verticales produisent de la laitue, des légumes verts, des fraises et même des aliments pour le bétail grâce à des systèmes à plusieurs niveaux. La demande pour de telles solutions est particulièrement forte dans les mégapoles où les terres sont limitées. Les porcheries de grande hauteur, les systèmes de biogaz et les serres autonomes permettent une production alimentaire jusqu'à dix fois supérieure au rendement au mètre carré, tout en économisant l'eau et l'énergie. Par exemple, en 10, la Chine a inauguré la première porcherie automatisée de 2023 étages au monde, où tout, de l'alimentation à la gestion des déchets, est entièrement mécanisé.

Élevage de bétail de nouvelle génération

Deux tendances majeures transforment l'élevage. La première est l'automatisation de l'agriculture traditionnelle grâce à des systèmes d'alimentation intelligents, à la surveillance de la santé animale par l'IA et à des systèmes de climatisation. La seconde est l'essor des protéines alternatives. L'intérêt pour la viande cultivée en laboratoire, les mycoprotéines (issues de champignons) et les protéines d'insectes est croissant. Ces innovations sont non seulement plus durables, mais peuvent également répondre à diverses préoccupations éthiques.

Enfin, j'aimerais mentionner… les abeilles, ces pollinisateurs uniques et irremplaçables. Les populations mondiales d'abeilles diminuent d'environ 35 % chaque année. Compte tenu du rôle vital des abeilles dans la pollinisation, ce déclin constitue une grave menace pour l'approvisionnement et la sécurité alimentaires mondiaux. Selon le Projet mondial des abeilles, environ 75 pour cent des cultures mondiales dépendent, au moins en partie, des abeilles.

J'ai été surpris d'apprendre que nous n'avons toujours pas développé de méthode artificielle de pollinisation aussi efficace que les abeilles. Les robots maniant des brosses, comme ceux utilisés en Chine, par exemple, ne peuvent reproduire qu'une infime partie de ce que les abeilles accomplissent naturellement. La complexité et l'efficacité de la pollinisation naturelle représentent une demande et un défi majeurs pour les technologies modernes.

Si je devais me lancer dans une nouvelle aventure aujourd'hui, j'investirais dans l'apiculture. Mais c'est un domaine difficile : les abeilles sont des créatures fragiles qui nécessitent des soins spécifiques. Elles résistent souvent à la reproduction en captivité et sont vulnérables à de nombreuses menaces environnementales. C'est pourquoi les technologies visant à préserver et à élever les populations d'abeilles pourraient passer d'une activité de niche à un pilier de la sécurité alimentaire mondiale.