L’intérêt que manifestaient les start-up du « new space » pour l’agriculture est désormais concret. Le jeune opérateur spatial canadien UrtheCast a racheté, en août, une société française de services agricole, Geosys, et annonce pour fin 2019 le lancement d’une constellation de 20 mini-satellites tournés vers l’agriculture. Une opération qui fait écho au partenariat d’exclusivité noué, il y a un an, entre la start-up spatiale Planet Labs, déjà à la tête d’une flotte de dizaine de nano-satellites, et une société de services agricoles canadienne, FarmersEdge. Après le lancement en 2015 et 2017 des satellites européens Sentinel-2, au format plus classique mais très utiles pour l’agriculture, ces opérations promettent l’émergence à court terme d’un suivi des cultures par satellite.
Le marché du spatial est en pleine ébullition depuis l’émergence dans les années 2010 des micro- et nano-satellites, qui ont réduit drastiquement les coûts de fabrication et de mise en orbite. Les start-up, associées à ce nouveau domaine intitulé « new space », sont méconnues du secteur agricole. Injustement car deux d’entre elles, UrtheCast et Planet, se revendiquent déjà comme des leaders mondiaux de la fourniture d’images satellites au secteur agricole, y compris en France, concurrençant – ou complétant – l’offre de grands noms comme Airbus ou la Nasa.
La spécialité de ces start-up : le lancement de constellations de petits satellites (entre 1 et 10 kg pour les plus petits), c’est-à-dire d’une dizaine – voire plusieurs dizaines – de capteurs volants se suivant sur une même trajectoire. Là où les programmes spatiaux classiques (Sentinel, Landsat ou Spot) assurent un survol tous les 5, 10 voire 20 jours, ces flottes d’un nouveau genre assurent un survol a minima quotidien d’une région donnée – la start-up SpaceFlight annonce même un survol toutes les 18 minutes de l’Europe et des États-Unis. Avec une telle accélération de l’information, le "new space" promet un changement de modèle économique à l’agriculture : passer de la fourniture d’images à la demande, au suivi en continu des cultures.
Si nombre de ces start-up ont affiché un intérêt pour l’agriculture ces dernières années, il était resté jusqu’ici très nébuleux. Depuis août, cet intérêt est devenu très concret. Le canadien UrtheCast a annoncé le 15 août le rachat, pour 20 millions de dollars, de la société française de service à l’agriculture Geosys qui se revendique comme le principal acheteur mondial de données satellites pour l’agriculture. Une opération qui suivait de quelques mois le partenariat signé entre une autre start-up nord-américaine, Planet Labs, et la société de service agricole FarmersEdge, fin 2017.
Avec ces opérations, les deux start-up suivent le chemin de leur aîné Airbus qui a noué, depuis plusieurs années, des partenariats avec le secteur agricole pour développer des services dédiés : avec Arvalis en 2002 pour le pilotage de la fertilisation azotée (Farmstar), ou avec l’assureur Pacifica en 2015 pour le suivi des fourrages. « Il y a un mouvement général de rapprochement entre les fournisseurs d’images et le service qui en est issu, analyse David Hello, le patron de la société française de services agricole Terranis. Dans notre activité, la matière première c’est le pixel. Quand on achète 500 km2, il y a beaucoup de chances que 10 % seulement soient utiles. Il y a donc un intérêt pour le service d’accéder directement à la source. »
Une constellation conçue pour l’agriculture
En mettant la main sur Geosys, ex-filiale de la coopérative américaine Land O’Lakes, UrtheCast vient de racheter un concurrent direct du service français Farmstar (Airbus/Arvalis) ; Geosys propose un service de pilotage de la fertilisation, intitulé Cerelia en France et Farmsat en Angleterre. Une autre partie de son activité consiste à fournir à de grands opérateurs (coopératives, assureurs, pouvoirs publics…), des outils de visualisation en ligne des cultures sur de grandes régions : « Nous rendons des péta-octets de données accessibles en temps réel, explique Damien Lepoutre, patron de Geosys. Et nous n’avons pas de concurrents sur cette activité, avec ce niveau de réactivité et de qualité. »
D’ici fin 2019, Urthecast devrait lancer une constellation de 20 satellites. Une première, selon Damien Lepoutre, car elle sera pour la première fois construite en étroite relation avec une entreprise agricole, et donc conçue sur mesure pour les besoins du secteur : « Lorsque Geosys a rejoint Land O’Lakes en 2014, nous avons pensé un temps lancer notre propre système satellite, raconte Damien Lepoutre. Finalement, nous avons plutôt choisi d’accompagner un opérateur existant, UrtheCast. Nous avons été les premiers à signer avec eux un contrat long terme, qui leur a permis d’engager le financement de leur programme UrtheDaily. La condition, c’était que leur programme corresponde à nos besoins en matière de qualité scientifique des données quotidiennes sur le monde entier. »
Vers un suivi des cultures par satellite
Pour Damien Lepoutre, ce lancement constitue une avancée décisive pour son domaine d’activité, car il pourrait autoriser un suivi que ne permettrait que d’approcher l’offre des satellites Sentinel-2 lancée en 2017 par l’Agence spatiale européenne. « Actuellement, aucun opérateur ne garantit une régularité de fourniture de l’image, alors que c’est primordial pour la télédétection en agriculture ; les constellations Planet ne sont pas contrôlées – elles fournissent en moyenne une image par jour, mais cela peut être 2 à 3 certains jours, ou zéro, et la très petite taille des satellites ne permet pas d’atteindre la même qualité scientifique des images. Quant aux programmes Landsat (Nasa) et Sentinel (Esa), ils fournissent des images de haute qualité, mais pas assez fréquentes pour faire réellement du suivi, et la livraison de leurs images peut avoir quelques jours de retard ce qui diminue d’autant l’intérêt. »
Le lancement en 2017 du dernier satellite du programme Sentinel-2 va permettre d’atteindre une revisite tous les 5 jours. Mais il ne rend pas encore le suivi des cultures opérationnel, principalement à cause des nuages, confirme Gérard Dedieu, chercheur au Cesbio, laboratoire leader en France dans l’analyse des données satellites pour l’agriculture : « Ce qui importe en agriculture, c’est d’avoir une image tous les 5 à 10 jours. Car cela permet d’avoir une idée précise des stades de développement, et de piloter les modèles agronomiques. On s’en approche avec Sentinel-2 (dont le délai de revisite est de 5 jours, NDLR). Mais notre ennemi ce sont les nuages. En Belgique nous arrivons à avoir une image par mois avec Sentinel 2, à cause de la couverture nuageuse. C’est là qu’intervient Sentinel-1, un satellite à imagerie radar, dont l’image traverse les nuages, avec une revisite tous les six jours. Nous travaillons à croiser les deux informations, c’est encore au stade de la R & D, mais bientôt opérationnel. »
Les prix chutent, les données sont pléthore
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Pour autant, le lancement de Sentinel-2 est une formidable avancée, s’accordent à dire tous les experts du secteur. C’est notamment grâce à cette offre, que la société française Terranis est parvenue à lancer, cet été, un nouveau service de pilotage de la fertilisation, concurrent de Farmstar et Cerelia. Car l’autre avancée apportée par Sentinel-2 et les opérateurs du "new space", c’est de faire chuter les prix et d’apporter une masse considérable d’informations sur le marché. « Il y a quelques années, une image Spot (satellites Airbus, ndlr) de 65 km de large coûtait plusieurs milliers d’euros, aujourd’hui l’image Sentinel-2 fournit quasiment les mêmes données gratuitement, sous un délai de quelques jours », commente Philippe Stoop, directeur recherche et innovation chez ITK.
Un survol à minima quotidien d’une région donnée
Cette abondance est en passe de changer le fonctionnement du secteur. « Il y a un changement de paradigme, estime David Hello. Il y a une montagne de données à disposition. Aujourd’hui, on ne se pose plus la question de quelle image et quel pixel je vais acheter mais qu’est-ce que je vais en faire ». Une analyse que confirme Damien Lepoutre : « Nous sommes aujourd’hui sur un marché de la demande pour obtenir des images d’une région précise, à un jour ou une période donnée ; nous commandons des images aux opérateurs spatiaux, qu’il faut programmer à l’avance. Demain, l’offre sera “sur étagère “. Nos clients sauront qu’une image quotidienne de toutes les parcelles et régions du monde est disponible chez nous. Il ne sera plus question du prix d’une image, mais d’accès à un service de suivi de régions ou parcelles. »
Pour David Hello, cette abondance d’information promet de nouveaux types de services : « On part vers le développement d’alertes automatiques ; nous serons moins dans le “il faut faire ça” que dans le “il se passe quelque chose”. Ces modèles d’alerte n’étaient pas viables auparavant car la matière première était payante. Aujourd’hui, des entreprises du “new space” qui peuvent vous envoyer des satellites clé en main, vous proposent de devenir partenaires. »
Geosys est donc la première des entreprises du secteur agricole à prendre les commandes d’une aventure satellite. Mais probablement pas la dernière.
Les images NDVI sont devenues une « commodité »
Dans le secteur de l’imagerie satellite à destination de l’agriculture, le NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) est devenu l’un des indices de suivi des cultures les plus courants. La raison de ce succès : il peut être calculé à partir d’images issues de plusieurs opérateurs. « Une des difficultés du satellite, c’est que l’image est prise à travers toute l’épaisseur de l’atmosphère, elle nécessite donc une correction complexe, et qui n’est pas faite de la même façon par tous les opérateurs, explique Philippe Stoop. Le NDVI a l’avantage d’être peu sensible à la qualité de cette correction, c’est ce qui explique qu’il reste très utilisé malgré l’information limitée qu’il apporte. » Pour la plupart des experts interrogés, l’image en NDVI est devenue une « commodité », car constituée d’images issues indifféremment de tous les opérateurs. À côté de ce marché des indices « basiques », Philippe Stoop observe une autre tendance : « Le développement du marché à destination des entreprises de R & D comme ITK, qui ont besoin d’indices de végétation ou d’indicateurs biophysiques plus élaborés comme ceux que propose Airbus, qui seront intégrés dans des offres à haute valeur ajoutée. »
Cap sur la prévision de la qualité et le soutien à la transition écologique
Tous les opérateurs s’accordent à dire que la donnée satellite ne fournira jamais à elle seule une information suffisante au pilotage de l’agriculture. C’est le croisement avec des données récoltées au sol qui fait toute la valeur des satellites. « L’image satellite, quand elle est utilisée seule, se prête bien à des classifications qualitatives, mais pas à une quantification fine de variables agronomiques comme l’indice foliaire ou la biomasse », explique Philippe Stoop, responsable recherche et innovation chez ITK. « Ce qui rend cette quantification possible, c’est le croisement de ces images avec des modèles agronomiques. Cette approche marche déjà bien pour la prévision des rendements sur plusieurs cultures comme les céréales ». Pour Philippe Stoop, « le grand défi maintenant est de l’utiliser aussi pour la prévision de la qualité des récoltes. »
Pour Gérard Dedieu, chercheur au Cesbio, les pistes les plus intéressantes de développement résident dans le soutien à la transition écologique : « Evaluation de la teneur en carbone des sols, présence de cultures intermédiaires, détection du non-labour. Autant de sujets en cours de développement. Nous allons aussi pouvoir développer des modèles de facteurs de risque pour l’émergence des maladies : l’arrangement spatial des parcelles est-il un facteur du développement de la pyrale du maïs ? »