Un aperçu global présenté par la Chaire Agro-Machinisme et Nouvelles Technologies au 1er séminaire de la plate-forme régionale "agricultures du futur", organisé à Amiens le 05.02.2019 par la DRAAF Hauts-de-France. De l'internet-of-things (IoT) : pour quoi faire ? Une nouvelle frontière cyber-physique du capteur au cloud. L'exemple du bootcamp 2017, l'atelier intensif coordonné par AgriLab.

1. L’internet des objets
connectés en agriculture
D avide R IZZO
Enseignant-chercheur en agronomie, data scientist
1
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés

2. Une présentation en 5 moments
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
2
UniLaSalle : Chaire AMNT
Aperçu global : de l’IoT pour quoi faire ?
Du capteur au cloud : une nouvelle frontière
cyber-physique
Boocamp : l’atelier intensif coordonné par
AgriLab®
Conclusion : IoT vs agriculteurs ?

3. Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
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Chaire Agro-Machinisme et Nouvelles
Technologies
UniLaSalle
3

4. Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
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Rizzo D, Dubois M, Combaud A (2018) Innovation des agroéquipements : au carrefour entre agriculteurs, industriels et formation. Beauvais, FRA, http://bit.ly/2G5dPu9
Portée par UniLaSalle avec
le soutien financier de
• AGCO – Massey
Ferguson
• Fondation d’Entreprise
Michelin
• Région Hauts-de-France
et Union Européenne via
le Fonds Européen de
Développement Régional
(FEDER)
Equipe de recherche &
formation pour favoriser la
durabilité des agrosystèmes
Mission : anticiper les mutations de
l’agriculture pour définir les besoins en :
• agroéquipements et nouvelles
technologies des agriculteurs
• données pour améliorer la prise de
décision des opérations techniques

5. Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
5
De l’Internet des objets (IoT)…
… pour quoi faire ?
– Aperçu
global

6. Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
6Un Agriculteur très occupé Jean-Marc Côté, 1900
1900’s postcard from a series of futuristic pictures by Jean-Marc Côté came to light after Isaac Asimov (1986) in “Futuredays: A Nineteenth Century
Vision of the Year 2000”. https://publicdomainreview.org/collections/france-in-the-year-2000-1899-1910/

7. Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
©NestaCCBY-NC-SAhttps://www.nesta.org.uk/sites/default/files/future_farms_infographic_precision_agriculture.jpg
A
B
7
C
E
D

8. Les questions fondamentales
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
8
Quel retour sur investissement le
producteur peut-il espérer ?
Ces équipements sont-ils bien
adaptés à l’environnement
exigeant des exploitations ?
Sont-ils simples à installer et à
entretenir ?
Les données qu’ils produisent
sont-elles fables et facilement
exploitables ?
Quelle maîtrise l’agriculteur
conserve-t-il sur ses propres
données ? etc.

9. Outils, mais pour quoi faire ?
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
9
détecter informer déciderproduire
Sourceicones:https://icons8.com

10. Outils, mais pour quoi faire ?
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
10
détecter informer déciderproduire
Suivi en continu (temps réel) via terminal connecté
(smartphone ou autre console) de l’état des cultures ou
du troupeau, aussi bien que du matériel (usure,
réglage, …) et des infrastructures de l’exploitation.
Premiers développements de l’utilisation de drones et
de vidéo surveillance « intelligente » (i.e. avec
reconnaissance d’image).
Sourceicones:https://icons8.com
Arteria 2018, 7 usages des objets connectés au service de l’agriculture. https://iot.arteria.fr/

11. Outils, mais pour quoi faire ?
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
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détecter informer déciderproduire
Gérer les pratiques à une échelle intra-parcellaire et
de l’individu (plante ou animal) en affinant les unités
de gestion actuelles (parcelle, troupeau, …).
Exploiter la combinaison de sondes connectés
(paramètres environnementaux: sol, eau, humidité, …)
avec des données complémentaires de contexte (e.g.,
images satellites, drones, etc.)
Sourceicones:https://icons8.com
Arteria 2018, 7 usages des objets connectés au service de l’agriculture. https://iot.arteria.fr/

12. Outils, mais pour quoi faire ?
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
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détecter informer déciderproduire
Utiliser collecte et traitement de données pour une plus
grande proximité entre producteurs et consommateurs,
notamment par la mise en place et le développement
de systèmes de traçabilité créatrice de valeur.
Une meilleur maîtrise documentée du bien-être
animal et de la gestion des ressources naturelles
Sourceicones:https://icons8.com
Arteria 2018, 7 usages des objets connectés au service de l’agriculture. https://iot.arteria.fr/

13. Outils, mais pour quoi faire ?
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
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détecter informer déciderproduire
Anticiper de plusieurs jours les problèmes de santé
des plantes et des animaux ou de panne du matériel
en combinant les capteurs de suivi avec des modèles
d’analyse probabiliste (machine learning, IA).
Automatisation des tâches (pénibles) et du guidage
de précision, pour libérer l’intelligence des exploitants
pour le suivi agronomique et zootechnique.
Sourceicones:https://icons8.com
Arteria 2018, 7 usages des objets connectés au service de l’agriculture. https://iot.arteria.fr/

14. Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
14
– Du capteur
au cloud
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15. Evolution
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
15

16. De la saisie à la ligne aux
données massives
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
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http://www.agmanager.info/how-insurance-will-use-technology-and-big-data

17. Télématique
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
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… c’est-à-dire la transmission
de données informatiques à
distance avance vite sur les
engins agricoles
Par exemple, la chambre d’agriculture
et la FDCUMA de Corèze ont proposé
d’équiper le tracteur de la CUMA de
Bassadet d’un système de télématique
dans le but de mieux connaître son
utilisation et sa consommation de
carburant.
(Entraid’ 23/11/2016)
John Deere, précurseur
de la télématique,
propose trois niveaux
d'offre pour le JDLink :
Select, Ultimate et
Harvest. (© Terre-net
Média)
https://www.terre-net.fr/materiel-agricole/tracteur-quad/article/telematique-utilisez-vous-vos-machines-a-100-de-leurs-capacites-207-74542.html
http://www.entraid.com/articles/tracteurs-optimises-telematique
http://www.action-agricole-picarde.com/actualites/dossier-tracteurs-les-interets-de-la-telematique:B9ONMH6P.html

18. Effet réseau
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
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Metcalfe’s law
L’utilité d’un réseau
est proportionnelle au
carré du nombre de
ses utilisateurs.
https://pixabay.com/photo-1297544/
http://www.agmanager.info/how-insurance-will-use-technology-and-big-data
La valeur des données est plus grande pour
les “agrégateurs” que pour les agriculteurs
Utilisations secondaires > primaires

19. Entraîner les algorithmes
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
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Images : Ged Carroll 2010, captcha. Flickr https://flic.kr/p/8mDbYT | Logo reCATPHA par Google — Google, Domaine public, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7455884
CAPTCHA. (2018, décembre 27). Wikipédia, l'encyclopédie libre. http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=CAPTCHA&oldid=155148156.
ReCAPTCHA. (2018, novembre 19). Wikipédia, l'encyclopédie libre. http://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=ReCAPTCHA&oldid=154074943.
CAPTHA : Completely Automated Public
Turing test to tell Computers and Humans
Apart, soit en français, « Test public de
Turing complètement automatique ayant
pour but de différencier les humains des
ordinateurs ».
reCAPTCHA est un système mettant à
profit les capacités de reconnaissance
des utilisateurs humains mobilisées par
les tests CAPTCHA, pour améliorer par
la même occasion le processus de
numérisation de livres, là où échouent les
systèmes de reconnaissance optique de
caractères (OCR).

20. Entrainer l’intelligence artificielle
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
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Putting Farmers in the Driver's Seat
Les développeurs d’algorithmes
d’apprentissage automatique
nécessitent d’énormes quantités de
données pour entraîner les algorithme
… Les agriculteurs doivent garder cela
à l'esprit lorsqu'ils étudient de nouveaux
outils logiciels leur demandant de
partager leurs données.

21. Vers une ‘agriculture augmentée’
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
21
VILLANI, C. Donner un sens à l’Intelligence Artificielle. Mission parlementaire du 8 septembre 2017 au 8 mars 2018.235 p.

22. Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
22
Source: livre blanc ACTA,2016
Le monde
au-delà des
capteurs

23. Composantes clés (Arteria)
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
23
https://iot.arteria.fr/

24. Composantes clés (Trimble)
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
24Source:https://agriculture.trimble.com/precision-ag/about/learn/

25. Composantes clés (Farm Beats)
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
25
http://download.microsoft.com/download/C/E/A/CEACFE2D-CF21-4581-
8F68-BDD0A6CEC4F9/FarmBeats_Infographic_091318.pdf

26. Composantes clés (Ranch Sys.)
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
26
Source:RanchSystems,LLC

27. L’agriculture dans les nuages?
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
27
Des multiples objets connectés permettent de
transformer des variables physiques en
signaux numériques et de collecter des
nouvelles données.
Quantité, vitesse de collecte et hétérogénéité
composent ce qu’on appelle « mégadonnée »
(bigdata)
Les traitements reposaient classiquement
sur l’analyse par ordinateur ou, plus
récemment, par le cloud

28. Le « edge computing »
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
28
La constante miniaturisation des
processeurs rend possible le
traitement en temps réel.
Des tâches (simples) peuvent
ainsi être traitées directement
par et entre objets connectés.
On crée ainsi un système de
traitement diffusé et une
nouvelle frontière cyber-
physique

29. Une équipe robotisée
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
29
https://www.smallrobotcompany.com/meet-the-robots/
DICK intervient localement
pour fertiliser et traiter
HARRY sème sans labour
et localise chaque plante
TOM récolte les
informations sur les cultures
WILMA
Système d’IA nourri par TOM pour
le pilotage de DICK et HARRY

30. Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
30
Un atelier intensif coordonné par AgriLab®
– Bootcamp

31. « Faire, Partager, Apprendre » ensemble
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
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Les institutions locales ont investi dans la construction de AgriLab®
pour booster l’innovation ouverte en agriculture au service du
développement durable dans la Région Hauts-de-France

32. Quelques références
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
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Do It Yourself: comportements dans
lesquels "des individus utilisent des
matières premières et semi-brutes et des
composants pour produire, transformer ou
reconstruire des biens matériels"1
FabLab: projet de sensibilisation
du CBA du MIT à l’origine d’un
réseau collaboratif mondial de 1100
laboratoires de fabrication
Open Source Ecology: projet de
développement d’un ensemble de plan pour
le Global Village Construction Set². Source
d’inspiration pour l’Atelier Paysan.
1 Wikipedia contributors, "Do it yourself," Wikipedia, The Free Encyclopedia, https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Do_it_yourself&oldid=831737917(accessed
1/4/18). ² https://www.opensourceecology.org/about-overview/
©AtelierPaysan,CCBY-NC-SA

33. Bootcamp : chiffres et objectif
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
33
Permettre aux agriculteurs et aux
étudiants en agronomie d'innover
par eux-mêmes en utilisant et en
maîtrisant les dernières
technologies ouvertes et bon
marché
Arduino, Raspberry Pi, Grove sensors,
LoraNetwork, 3D printing, etc.
4 agricutrices.teurs, 39 élèves
ingénieurs, 10 animateurs et
experts, et nombreux observateurs
2,5 jours & >1000h de co-travail

34. Organisation du bootcamp
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
34
http://agrilab.unilasalle.fr/projets/projects/open-iot-in-smartfarming
o ADonnées agricole: une
reponse pour quelle
question? (D. Rizzo)
o Farm Open-source DIY
Internet of Things
(M. Jaber)
o Déployer l'Internet-des-
objets à faible coût et avec
une approche open-source
(C.Pham)
o Examples de connectivité
IoT avec Wolfram
Mathematica, Arduino &
Raspberry (P. Fonseca)
o Data science et IHM avec
les outils Wolfram
(D. Birraux)
Step 1
Step 2
matin
Step 3
après-midi
Step 4
matin
Step 5
après-midi
Step 6
14-16:30 pm Conférénces introductive
17-18:30 pm Groupes par agri
DAY#1DAY#2DAY#3
conception: définire les variables à
suivre et attentes de retour / OAD
apprentissage: composantes
electroniques, packaging, connectivité
Arduino et IHM, premiers prototypes
assemblage the des
prototypes “concept”
conclusions et perspectives

35. Aproche innovation ouverte
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
35
Boosté par le programme de la Région
Hauts-de-France pour l’Innovation
Numérique et Sociale INS’Pir
http://www.hautsdefrance.fr/inspir/
Tout documenté dans une base de
connaissances libre et ouverte
partagée sous licence Creative
Commons:
http://agrilab.unilasalle.fr/projets/projects/open-iot-in-smartfarming

36. Le bootcamp #1
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
36
Variables physiques
Capteur(s) Arduino &
éléctronique
Réseau
(cloud)
Database
IHM, machine learning,
visualisation des données
Icons by Icons8 https://icons8.com
De l’exploitation à la parcelle en passant par
la prise de décision de l’agriculteur.trice
Activité de prototypage

37. VegData (l’un des 4 projets)
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
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Problème Spécification Implémentation
Données physiques Sorties
Détection
précoce de la
pourriture des
salades
Température et
humidité de l’air, au
niveau du sol et des
racine
Informer l'agricultrice
lorsque l'humidité atteint un
seuil critique (excès ou
déclenchement irrigation)
o Protection des capteurs
o 3 capteurs de température et
humidité (air et sol)
o IHM /data visualisation
Localisation des capteurs et prototype du boîtier connecté
http://agrilab.unilasalle.fr/projets/projects/open-iot-in-smartfarming
Salade
Sol
Capteurs

38. Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
38
Conclusions

39. Quelques pistes de débat
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
39
Défis et
enjeux:
prototypes
améliorer la
couverture
réseaux, par
exemple par de
nœuds de réseau
et de passerelles
LoRa.
o agronomie: permettre aux
agriculteurs de mieux suivre et
gérer l’agrosystème, facilitant ainsi
la mise en œuvre d'une agriculture
de précision durable
o économie : apporter une valeur
ajoutée aux agriculteurs, nouveaux
modèles commerciaux, startups, …
o technologie: développer des
analyses prédictives, ce qui
nécessite(ra) de plus grands
ensembles de données
DUBOIS, M., FOURATI-JAMOUSSI, F.,
DANTAN, J., RIZZO, D., JABER, M., ET
SAUVÉE, L. 2018. The agricultural
innovation under digitalization. In Business
Transformations in the Era of Digitalization.

40. IoT et AgTech vs agriculteurs ?
Le numérique au service de l’agroécologie ● L’internet des objets connectés
40
«Do I think todays’ farmers need a robot?
I think today’s robots need a farmer!»
Crois-je que les
agriculteurs aient
besoin d’un robot?
Je pense que les
robots d’aujourd'hui
ont besoin d’un
agriculteur!
Rod Karter
Eleveur bovins viande,
Australia Feb.2018
ABC Catalyst 2018, Farmer Needs A Robot
http://www.abc.net.au/catalyst/stories/4792106.htm
https://youtu.be/oxpZ1c7TsPI