Energie solaire renouvelable et agriculture automatisée : nouveau combo gagnant

25 mars 2024

Les défis de l'agriculture sont multiples : pénurie de ressources et de terres arables, changement climatique, pénurie de main-d'œuvre, besoin croissant de sécurité, réduction des tâches monotones et pénibles et augmentation de la population mondiale. L'utilisation des technologies dans l'agriculture pourrait être la clé d'une production alimentaire plus efficace. Pour garantir la sécurité alimentaire, il est nécessaire d'augmenter la productivité tout en réduisant l'utilisation de ressources telles que l'eau, les engrais et les pesticides.

Pour doubler l'utilisation des terres, des systèmes agrivoltaïques sont utilisés dans les vignobles, les plantations de fruits et légumes et les cultures, ainsi qu'au-dessus des pâturages. Ces systèmes sont utilisés pour produire de l'énergie renouvelable. Il est également possible de cultiver des plantes en même temps. Grâce à des capteurs spécifiques, les conditions météorologiques et de développement sont surveillées afin d'optimiser la croissance des plantes et de les protéger.

Le projet Viticulture 4.0 - La digitalisation du vignoble

L'automatisation et la digitalisation sont également là pour durer dans l'agriculture. C'est ce qui ressort du projet Viticulture 4.0, une collaboration entre l'Institut national de viticulture de Fribourg, la Coopération pour le développement des entreprises du district d'Emmendingen, le fabricant de systèmes photovoltaïques Intech GmbH & Co. KG, la coopérative ZG Raiffeisen Technik GmbH, la société BRAUN Maschinenbau GmbH et SICK AG en tant que fournisseur de capteurs. Les domaines explorés dans le cadre du projet étaient : l'aide à la navigation dans la viticulture, l'utilisation de drones de pulvérisation sur des pentes abruptes et les systèmes agrivoltaïques.

The Viticulture 4.0 project team.
L'équipe du projet Viticulture 4.0.
The Viticulture 4.0 project team.
L'équipe du projet Viticulture 4.0.

Le projet bénéficie également d'un soutien politique. Peter Hauck, ministre de l'alimentation, des zones rurales et de la protection des consommateurs du Bade-Wurtemberg, a alloué une subvention de recherche appliquée qui a permis à l'institut de viticulture d'entreprendre des recherches complémentaires dans le cadre d'une étude horticole approfondie sur l'effet des systèmes agrivoltaïques sur la culture de la vigne.

Les partenaires ont présenté conjointement les solutions lors d'une visite du ministre à l'été 2023. Ce sujet est également d'intérêt mondial. Les pays doivent atteindre leurs objectifs climatiques. La Commission européenne a apporté un soutien de 1,7 milliard d'euros à un projet agrivoltaïque en Italie à cette fin.

 

Détection d'objets et aide à la navigation dans l'agriculture

Un capteur LiDAR 3D MRS1000 de SICK capture l'environnement d'un tracteur viticole semi-autonome. Grâce à ses quatre plans de balayage, le capteur peut détecter les mouvements des véhicules autonomes en trois dimensions et les aider à naviguer, par exemple dans les cultures en rangs. Le nuage de points 3D permet d'identifier les troncs d'arbres ou les vignes comme repères naturels et de déterminer les distances entre les rangs.

The semi-autonomous viticultural tractor is equipped with the MRS1000 3D LiDAR sensor from SICK.
Le tracteur viticole semi-autonome est équipé du capteur LiDAR 3D MRS1000 de SICK.
The semi-autonomous viticultural tractor is equipped with the MRS1000 3D LiDAR sensor from SICK.
Le tracteur viticole semi-autonome est équipé du capteur LiDAR 3D MRS1000 de SICK.

Grâce à la perception tridimensionnelle de l'environnement du MRS1000, il est également possible de détecter de manière fiable les obstacles qui se trouvent sur la trajectoire du tracteur.

With its four layers, the MRS1000 captures the route in three dimensions and supports navigation.
Avec ses quatre couches, le MRS1000 capture l'itinéraire en trois dimensions et facilite la navigation.
With its four layers, the MRS1000 captures the route in three dimensions and supports navigation.
Avec ses quatre couches, le MRS1000 capture l'itinéraire en trois dimensions et facilite la navigation.
The TMM88 inclination sensor, which is also attached to the tractor, measures the position of the tractor.

Un inclinomètre TMM88 monté en complément mesure l'orientation du tracteur. Combiné au nuage de points 3D et à la vitesse en cours, il permet de créer un modèle virtuel du rang de vigne et d'automatiser le processus de travail.

Capteurs LiDAR
Outdoor est notre quatrième dimension
MRS1000
Capteurs inertiels
Mesure très précise de l'inclinaison adaptée aux conditions ambiantes difficiles
TMS/TMM88

Contrôle de l'inclinaison des systèmes photovoltaïques basé sur des données géo météorologiques

Dans une installation pilote du projet phare Viticulture 4.0, Markus Haas, Responsable Mondial Industrie des Energies Renouvelables chez SICK, présente des solutions de capteurs pour l'automatisation et le contrôle des systèmes agrivoltaïques. L'agrivoltaïque est une fusion des mots " agriculture " et " photovoltaïque ". Il s'agit de l'installation de panneaux solaires au-dessus des vignes, des plantations ou des pâturages.

The Global Industry Manager for Renewable Energy at SICK presents sensor solutions for agrivoltaic systems.
Le Responsable Mondial Industrie des Energies Renouvelables chez SICK présente des solutions de capteurs pour les systèmes photovoltaïques.
The Global Industry Manager for Renewable Energy at SICK presents sensor solutions for agrivoltaic systems.
Le Responsable Mondial Industrie des Energies Renouvelables chez SICK présente des solutions de capteurs pour les systèmes photovoltaïques.

Le système solaire est mobile sur un axe. Les inclinomètres TMS/TMM22 de SICK mesurent l'inclinaison des panneaux solaires. Le contrôleur ajuste les panneaux pour qu'ils suivent le soleil, ou suit une logique basée sur des données agrométéorologiques. Le rendement énergétique est ainsi optimisé. Les modules peuvent également être placés en position verticale pour permettre aux feuilles de sécher plus rapidement et éviter la formation de champignons. En cas de grêle ou de forte pluie, les modules solaires sont placés en position horizontale.

The solar system is movable on one axis and the inclination is measured by the TMS/TMM22 inclination sensors from SICK.
Le système solaire est mobile sur un axe et l'inclinaison est mesurée par les inclinomètres TMS/TMM22 de SICK.
The solar system is movable on one axis and the inclination is measured by the TMS/TMM22 inclination sensors from SICK.
Le système solaire est mobile sur un axe et l'inclinaison est mesurée par les inclinomètres TMS/TMM22 de SICK.
Farmers could use the Spotium app to view information regarding the condition of the vineyards.

Les données nécessaires sont fournies par le capteur AgriStick ainsi que d'autres composants tels que le capteur LeafWet de SICK Mobilisis.

  • Température du sol et de l'air
  • Hygrométrie du sol et de l'air
  • Hygrométrie des feuilles
  • Valeur du pH du sol
  • Teneur en sel du sol
  • Précipitations (pluie/neige)
  • Rayonnement solaire
  • Ensoleillement
  • Concentration de poussière
  • Valeur NPK du sol

Ces informations peuvent être facilement consultées via l'application Spotium App. L'agriculteur bénéficie ainsi d'une transparence totale sur l'état de son vignoble.

 

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