L’industrie 4.0 s’invite dans le monde de l’agriculture

La récolte en champs repensée

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À l’aide de cette technologie, un seul opérateur de tracteur peut réaliser le travail de dizaines de cueilleurs.

La récolte automatisée des légumes en champs pourrait bientôt devenir pratique courante. C’est du moins ce que propose le SAMI 4.0 (système agricole multifonctionnel intelligent), un robot capable d’effectuer le travail des cueilleurs à l’aide d’un système de vision et de bras robotisés liés à l’intelligence artificielle. Une simple application mobile permettrait aux agriculteurs de gérer la récolte de leur culture à partir de leur téléphone intelligent.

« L’idée c’est de prendre la technologie 4.0 et de l’amener dans l’agriculture », explique Éric Lapalme, président de Lapalme Conception Mécanique. L’ingénieur natif de Saint-Liguori a baigné dans l’univers de l’agriculture durant toute sa jeunesse. Il a lui-même fait la récolte des légumes à la Ferme liguorienne LMR durant plusieurs années. Après s’être éloigné du travail sur les terres pour démarrer sa firme d’ingénierie, le concepteur du SAMI 4.0 renoue avec son passé lorsque durant une visite à sa famille au cours de l’été 2018, il commence à observer les cueilleurs de brocoli et s’étonne de constater que la méthodologie est restée inchangée dans les vingt dernières années.

« Je me suis mis à regarder les cueilleurs avec mes yeux d’ingénieur et à décortiquer le processus « yeux, intelligence, bras » nécessaire pour réaliser l’action de cueillir. À ce moment-là, je travaillais sur l’automatisation d’une usine et il m’est venu l’idée d’amener des robots dans les champs. » De retour au bureau, M. Lapalme était convaincu qu’il n’était pas le premier à penser un tel concept. Une vérification auprès du bureau de brevets lui a toutefois confirmé le contraire.

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Le concepteur du SAMI 4.0, Éric Lapalme.

Contrer la pénurie de main-d’œuvre

Rapidement, l’appareil a commencé à être développé et un prototype fixe a été testé en champs avec le brocoli en 2020. « L’essai a très bien fonctionné et les résultats sont concluants. Depuis le mois d’avril, notre équipe d’ingénieurs travaille à mettre en place un projet démonstrateur incluant quatre robots », poursuit M. Lapalme. Le système intelligent sera présenté lors d’un essai sur le terrain à la fin de l’été 2021. Déjà, de nombreux agriculteurs démontrent de l’intérêt pour l’appareil qui présente un potentiel intéressant, notamment pour venir contrer la pénurie de main-d’œuvre. En effet, les bras robotisés pourront être fixés en quantité variable sur la machinerie agricole. Ainsi, un seul opérateur de tracteur pourra par exemple réaliser la tâche d’une dizaine de cueilleurs.

Depuis le début du projet, Lapalme travaille en collaboration avec le Living Lab et la Zone Agtech afin de promouvoir son produit auprès des agriculteurs locaux. Dans la région, les fermes Vegkiss à Joliette et Mailhot à Saint-Alexis ont déjà signalé leur intérêt pour prendre part aux essais cet été. Si tout se déroule comme prévu, les premières unités du SAMI 4.0 seront vendues cet automne dans le but d’être livrées à temps pour les récoltes de l’été prochain. Devant l’engouement, Lapalme Conception Mécanique prévoit une commercialisation à grande échelle de son outil révolutionnaire. Le concept est donc breveté au Canada, aux États-Unis et en Europe.

Un prototype du SAMI 4.0 a été testé en champs au courant de l’été 2020.

Des possibilités infinies

Avec des tests concluants sur le brocoli, le système agricole multifonctionnel intelligent a fait ses preuves pour la cueillette de légumes apparents. Ultimement, le système sera toutefois adapté aux légumes sous feuillage, puis aux arbres fruitiers avec la conception de bras verticaux. « Comme la technologie du SAMI repose sur un principe d’application, les possibilités sont infinies. La production sera personnalisée pour les besoins de chaque agriculteur », assure le concepteur. En changeant la main du robot pour un outil différent, il devient possible de lui faire accomplir d’autres actions telles que le cerclage ou le désherbage.

En plus d’éliminer les tracas liés à la main-d’œuvre, le SAMI 4.0 offrira de nombreux avantages aux agriculteurs en termes de gestion des récoltes. « Sur l’application, les producteurs maraîchers devront sélectionner la grosseur des légumes qu’ils souhaitent récolter aujourd’hui. Au fil de la cueillette, les robots vont dénombrer la quantité de légumes cueillis, mais aussi ce qui a été laissé en champs, par diamètre. » Ces données enregistrées dans l’application mobile permettront aux agriculteurs de mieux planifier les récoltes à venir, estime M. Lapalme.

À la commercialisation, la firme d’ingénierie prévoit que le cœur de la machine pourrait se détailler entre 300 000 et 400 000$. Montant auquel s’ajoute 100 000$ supplémentaires pour chaque station (bras robotisé) souhaitée. Selon les analyses faites auprès de plusieurs producteurs maraîchers, un retour sur investissement serait réalisé en moins de deux ans.

Documenter le légume

Reposant sur le principe d’intelligence artificielle, les ingénieurs qui assurent la conception du SAMI doivent apprendre à l’appareil à reconnaître le légume et à effectuer le bon mouvement pour le récolter. Pour ce faire, plus de 500 000 photos du légume sont prises dans son environnement et dans toutes les conditions météorologiques possibles. Au terme du processus de prises d’images, environ 50 000 images sont sélectionnées et étiquetées manuellement. Ce travail laborieux doit être répété pour chacune des variétés qui seront cueillies par le SAMI 4.0. « Cet été, nous focaliserons sur la récolte d’images selon les demandes qui nous viendront des producteurs », conclut Éric Lapalme.

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