Quand ciel et terre se rapprochent

S’il fallait faire le compte de tout ce que l’industrie spatiale a apporté à l’agriculture, le calcul serait long, assure Damien Lepoutre, pionnier français de l’imagerie spatiale pour l’agriculture. De manière indirecte, le spatial a par exemple contribué à la miniaturisation des processeurs, qui profite aujourd’hui à l’ensemble de l’économie, et donc à l’agriculture. Il en est de même du photovoltaïque, boosté dans l’espace, qui conquiert aujourd’hui les hangars agricoles et lorgne les serres, les champs, les friches des agriculteurs.

Des liens plus directs, il en existe bien sûr. Le plus ancien et le plus connu est celui de la science météorologique, dont tous les agriculteurs sont familiers. « La météo, c’est de la modélisation, rappelle Thierry Chapuis, référent agricole du programme Connect du Cnes (centre d’études spatiales). La météo a besoin d’observations à l’échelle du globe, que seul le satellite peut lui fournir, notamment concernant les océans, qui sont un élément fondamental de ces prévisions. Donc sans satellite, pas de prédiction météo. » Et la météo n’est qu’une des multiples formes de télédétection, c’est-à-dire de fourniture d’images satellitaires sous forme de « photos ».

La seconde télédétection la plus courante est la carte d’estimation de la biomasse (ou indice de végétation). Devenue une « commodité » dans les années 2010, elle est fournie gratuitement par les satellites Sentinel, avec une résolution de 10 mètres. Ses usages sont multiples : déterminer une culture (contrôle des aides, négoce), estimer l’état d’une culture (assurances publiques et privées, estimations de récolte), modulation des intrants en fonction de la variabilité dans une parcelle.

Télédétection, NDVI, constellations

« Les images satellites sont utilisées par les gouvernements et les traders depuis les années quatre-vingt, retrace Damien Lepoutre. À cette époque, nous n’avions aucun accès aux productions de l’URSS et de la Chine, si ce n’était par l’intermédiaire des Américains. » Du côté des agriculteurs, la télédétection a été rendue disponible depuis les années 2000, mais elle s’est généralisée sur les outils de gestion dans les années 2014-2015.

Contrairement aux idées reçues, l’imagerie est moins un marché de la prévision de récolte que de l’observation en temps réel ou du passé. « La prévision est un marché difficile, car il s’agit de simulation d’un futur incertain par nature », analyse Damien Lepoutre. Pour les traders par exemple, la détection rapide d’une sécheresse permet de repositionner éventuellement des bateaux. Pour un industriel agroalimentaire, ce même type d’observation permettra de s’approvisionner suffisamment tôt sur d’autres marchés.

Si le secteur public a boosté la télédétection, le secteur privé veut trouver sa place. Deux sociétés concurrentes, la start-up belgo-allemande ConstellR et l’américain EarthDaily Analytics (ex-UrtheCast) projettent de lancer chacune une constellation de satellites dédiée uniquement à l’agriculture à partir de 2024. Le marché de l’imagerie satellitaire en agriculture est actuellement dominé par des constellations « généralistes », fournies par des opérateurs privés, comme l’américain Planet, ou publics avec les missions Sentinel de l’agence spatiale européenne (Esa).

Évapotranspiration, carbone, biodiversité

Bien sûr, le satellite ne voit pas tout. Par exemple, les chercheurs du laboratoire Cesbio (CNRS) travaillent au calcul de stockage de carbone par les agriculteurs à partir des données de biomasse. « Mais nous ne pouvons pas deviner si les pailles sont exportées, si l’agriculture a utilisé de l’engrais minéral ou organique, s’il a recours à de l’irrigation », explique Thierry Chapuis. Pour ce faire, un projet est en construction avec la société française MyEasyFarm, pour établir une connectivité avec les machines agricoles et les données renseignées dans les fermes.

En matière d’eau aussi, il y a du progrès à faire. « Le satellite peut estimer l’évapotranspiration, notamment grâce à la mesure de la température de surface des plantes, liste Thierry Chapuis. Mais nous n’avons pas encore une résolution et une revisite suffisantes. » Le Cnes porte actuellement le projet de lancement du satellite Trishna, avec l’Inde pour mesurer la température de surface tous les deux jours à 60 mètres, d’ici 2025.

Pour la biodiversité, des avancées sont également attendues. Pour l’heure, les haies ne sont pas détectées par les images Sentinel. « C’est encore compliqué de les détecter, et encore plus de leur donner des paramètres biologiques, sans recourir à des données de haute résolution beaucoup plus coûteuses », constate Thierry Chapuis.

Du GPS à l’autoguidage

De tout là-haut, le satellite capture beaucoup d’images, mais il peut aussi permettre de détecter des positions : c’est la géolocalisation, l’autre grand usage des satellites par l’agriculture. « Le GPS a été utilisé au milieu des années quatre-vingt-dix, avec les capteurs de rendement de la société Rockwell, que l’on disposait sur des moissonneuses-batteuses, relate Damien Lepoutre. Les agriculteurs qui l’achetaient avaient accès à leur carte de rendement. »

Le marché ne s’est pas développé comme espéré, en raison du prix encore prohibitif des récepteurs (60 000 dollars), de la complexité d’utilisation des cartes, et du faible service apporté à cette époque. Mais l’expérience a donné naissance à un autre outil, beaucoup plus connu : la barre de guidage. « Un agriculteur français et un espagnol ont acheté le récepteur et dans la pratique s’en sont surtout servi pour se repérer et arrêter le travail pénible de jalonage (placement de piquets dans leur champ pour aligner leur travail), retrace Damien Lepoutre.

« L’invention de la barre de guidage s’en est suivi, et cet usage beaucoup plus simple a permis de faire exploser le marché : en à peine plus de deux ans, tous les agriculteurs Australiens en étaient équipés ».

Demain les « clôtures virtuelles »

La barre de guidage s’est rapidement améliorée pour devenir l’autoguidage (Autosteer). « Aujourd’hui, tous les agriculteurs australiens en sont équipés. Cela leur permet de travailler plus longtemps, la nuit, de faire autre chose pendant qu’ils sont au volant, notamment de régler leurs machines tractées ou de passer des appels », rapporte Damien Lepoutre.

L’outil reste encore onéreux. « Un récepteur RTK c’est entre 10 000 et 15 000 euros », rappelle Thierry Chapuis. Les leaders du marché sont américains, Trimble ou John Deere. Ce dernier a lancé un tracteur entièrement autonome en début d’année aux États-Unis, suivant de quelques années l’exemple de Kubota au Japon. Qu’ils soient petits, comme ceux de Naïo ou de la taille de tracteurs et de moissonneuses, les robots agricoles seront très dépendants des satellites.

En matière de géolocalisation, les prochains usages attendus sont le « geofencing », les « clôtures virtuelles ». Des colliers munis de GPS qui envoient des stimulis (sonores ou électriques) lorsque les animaux s’approchent des limites des pâturages qui leur ont été affectés. « Cet usage simplifiera grandement le travail des agriculteurs comme cela a été le cas des barres de guidage », prédit Damien Lepoutre. Des investisseurs viennent de placer 13 millions d’euros dans une start-up norvégienne (NoFence) leader dans ce domaine, pour accélérer son développement international.

Telecoms, la fin des zones blanches

Une autre solution devrait se développer à l’avenir : la fourniture de connexion Internet par satellite. « Le satellite va résoudre le problème des zones blanches », assure Damien Lepoutre. Et de citer le réseau Starlink opéré par Elon Musk, qui a permis aux Ukrainiens et à leur armée de rester connectés à Internet malgré la destruction des réseaux. Il ouvre la possibilité aux agriculteurs qui n’ont pas accès à la 4G ou 5G au milieu des champs de disposer de connections temps réel pour leur équipement agricole et faire fonctionner leurs outils d’aide à la décision.

En France, des agriculteurs de l’ouest et du nord ont déjà réalisé des expérimentations avec Orange et Nordnet. Plusieurs réseaux internationaux devraient être rapidement disponibles, prédit Damien Lepoutre. C’est notamment la cas de la société anglo-indienne OneWeb qui prévoit, à terme, de déployer 650 nano-satellites.