Smart farming : la technologie cultive l’avenir

L’agriculture hors-sol : produire plus, même en agglomération

La production agricole hors-sol représente l’ensemble des techniques de culture sans terre, où les plantes sont nourries par une solution contenant de l’eau et tous les nutriments essentiels à leur croissance. Bien qu’elle se soit fortement développée depuis les années 2000, ses origines remontent à plusieurs siècles, puisqu’elle a été pratiquée par la civilisation aztèque².  

Parmi ces techniques, l’hydroponie consiste à remplacer la terre par un substrat inerte et stérile – sable, billes d’argile... L’eau est apportée par des pompes et des gouttières. En aéroponie, les plantes sont suspendues en hauteur et les racines, à l’air libre, sont pulvérisées d’une brume enrichie de minéraux. En aquaponie, on combine le hors-sol et l’élevage d’organismes aquatiques, tels que les poissons : leurs déjections, riches en azote, en phosphore et en potassium, contribuent à nourrir les plantes. Ces dernières absorbent les nutriments et filtrent l’eau qui peut retourner aux poissons, formant ainsi un écosystème vertueux³. 

Lorsque ces technologies sont déployées dans des unités de production intensive en intérieur sur plusieurs niveaux, on parle de fermes verticales. Avec une emprise au sol réduite, elles produisent en masse, toute l’année, sous tous les climats⁴.  

Fermes urbaines et verticales se développent fortement depuis une vingtaine d’années. En 2024, on estime ce marché à environ 12 à 15 milliards de dollars dans le monde, en croissance de 10 à 12 % par an. L’Europe est considérée comme un leader dans ces technologies⁵.  

Le hors-sol présente de nombreux avantages : une productivité accrue (deux à quatre fois plus rapide qu’en sol traditionnel), notamment pour les fermes verticales, et jusqu’à 90 % d’eau en moins et peu de pesticides⁶. Un système qui permet de produire toute l’année, indépendamment des conditions météorologiques – y compris dans les zones urbaines, au plus proche des besoins des consommateurs.  

Bien sûr, le hors-sol présente des limites. L’investissement initial (infrastructure, éclairage LED, contrôle climatique, automatisation…) est important. L’utilisation de lumière artificielle, même basse consommation, induit un coût électrique toute l’année, tandis que l’agriculture au sol utilise la lumière naturelle, une ressource non seulement gratuite et surtout renouvelable. Pour rester vertueuses, les fermes verticales doivent veiller à se doter d’énergie verte. Quant à l’utilisation à grande échelle de systèmes d’éclairage LED, il représente un défi matière de recyclage⁹.  

Ce type de culture nécessite aussi des savoir-faire particuliers : gérer les besoins en nutriments des plantes, surveiller leur pH et les paramètres climatiques de la serre… sans compter les éventuelles installations techniques. Les travailleurs agricoles possédant les compétences requises sont encore peu nombreux.

Enfin, comme pour l’agriculture traditionnelle, se pose la question de la biodiversité et de la monoculture, notamment parce que certaines variétés de plantes sont privilégiées au détriment d’autres, moins adaptées à la culture hors-sol.  

Bien que prometteur et en forte progression, le hors-sol ne représente encore qu’une fraction des cultures dans le monde.  

Une agriculture de précision connectée

On parle d’agriculture de précision lorsque cette dernière mobilise des technologies telles que l’internet des objets (IoT) – un réseau d’objets et de terminaux connectés équipés de capteurs capables de transmettre et de recevoir des données entre eux et avec d’autres systèmes. L’utilisation de l’IA complète les systèmes, permettant ainsi aux gestionnaires d’exploitation de mieux gérer les données collectées et de les interpréter.  

Aujourd’hui, les agriculteurs utilisent près de 100 millions d’appareils connectés¹¹ et on s’attend à ce que le marché mondial des solutions IoT pour l’agriculture dépasse les 33 milliards de dollars d’ici à 2032.  

Ces technologies peuvent aider à détecter les mauvaises herbes, les maladies des plantes, la maturité des fruits, leur taille et leur qualité, mais aussi à réduire la consommation d’eau. Les outils disponibles sont ainsi déjà très précis.  

Du blé au vin : les multiples usages de l’agriculture connectée

Harvest Coordination App¹² est une application mobile qui aide à coordonner les récoltes. Conçue par Axians Business Applications, filiale de VINCI Energies, elle sert de tableau de bord aux conducteurs de moissonneuses-batteuses lors des récoltes. Elle permet notamment de visualiser la jauge de remplissage de la benne et d’anticiper le temps de travail restant, grâce à la géolocalisation des véhicules. L’application indique également le taux d’humidité des cultures, leur rendement par mètre carré et la qualité des grains récoltés.  

Autre exemple, l’installation de capteurs intelligents et de systèmes automatisés au Château Larose-Trintaudon par Actemium Bordeaux Process, filiale de VINCI Energies : les équipements sont reliés à un système de contrôle qui permet au domaine de vérifier la température, la pression et le niveau des cuves, de piloter les transferts de vin et les nettoyages, et de suivre en temps réel les paramètres de la fermentation. Objectif : une vinification mieux contrôlée et plus qualitative, ainsi qu’une efficacité et une rentabilité accrues.  

Cependant, pour les exploitations possédant une connexion Internet limitée, comme souvent en milieu rural, la mise en place de systèmes nécessitant une transmission en temps réel implique des coûts supplémentaires. Collecte, stockage et sécurisation d’un grand nombre de données, qui nécessite l’installation d’une infrastructure solide, parfois coûteuse¹³.   

La robotique aux côtés des travailleurs agricoles

La robotique n’est pas nouvelle en agriculture : en élevage, 25 % des exploitations laitières françaises sont équipées de robots de traite, malgré l’investissement important qu’ils représentent¹⁴. Des distributeurs automatiques de nourriture et des robots de raclage¹⁵ sont aussi largement utilisés. Ces appareils contribuent à rendre l’élevage et l’agriculture moins pénible – une chance pour des métiers qui souffrent parfois d’un déficit d’image et de stéréotypes : physiquement exigeants, peu attrayants et mal rémunérés¹⁶. Encore plus innovants, certains robots permettent d’ajuster l’alimentation des animaux selon leurs besoins¹⁷ ou de prédire les maladies en observant le comportement des vaches laitières par exemple18. Dans les cultures, des robots équipés d’un GPS et d’une caméra ont été conçus pour désherber entre les rangées de cultures, tel Dino, conçu et fabriqué en France par la société Naïo¹⁹. Celui-ci nettoie les cultures maraîchères entre les rangs et entre les plants, sur chaque rang Actemium Bordeaux Process, filiale de VINCI Energies, a conçu également conçu un robot mobile autonome, capable de convoyer le raisin du chai jusqu’aux cuves²⁰.  

Adopter un robot permet dans la majorité des cas de diminuer la contrainte physique liée à la tâche à réaliser et un gain de temps notable. Cela nécessite en revanche, de l’investissement, financier comme humain. Cela nécessite de gérer son exploitation autrement, d’acquérir d’autres compétences.  

Les nouvelles technologies appliquées à l’agriculture répondent à de nombreux besoins, à la fois en matière de rendement et de bien-être au travail pour les agriculteurs, et ne peuvent être déployées qu’à la condition de disposer d’une connaissance fine du métier. Les savoir-faire traditionnels comme la connaissance de l’exploitation, des bêtes, des cultures et terrains restent essentiels, ne serait-ce que pour bien choisir, développer et intégrer l’outil qui répond à des besoins précis identifiés ou pour faire fonctionner l’exploitation lorsqu’un problème technique survient.  

Sources :

¹ France 2030 : « La “French AgriTech” au service de l’innovation agricole » – https://www.info.gouv.fr/actualite/la-french-agritech-au-service-de-l-innovation-agricole 

² Agri France : « En quoi consiste une agriculture hors-sol ou hydroponique ? » – https://www.agri-france.com/en-quoi-consiste-une-agriculture-hors-sol-ou-hydroponique/  

³ Aquaponie, Wikipedia – https://fr.wikipedia.org/wiki/Aquaponie  

⁴ « Les fermes maraîchères verticales », analyse du Ministère de l’agriculture et de l’alimentation – https://agreste.agriculture.gouv.fr/agreste-web/download/publication/publie/Ana141/Analyse_1411907.pdf   

⁵ MarketsandMarkets : « Global Hydroponics Market Size, Growth Trends, and Future Outlook 2025-2027 » –https://www.marketsandmarkets.com/blog/FB/hydroponic-market 

⁶ Ibid. 

⁷ Métropoles du Sud : « Sky Greens » – https://metropolesdusud.com/sky-greens-1  

⁸ The Guardian : « Le pharmacien qui vend des oignons : les Palestiniens deviennent hydroponiques dans le “camp de Gaza” en Jordanie » – https://www.theguardian.com/global-development/2024/feb/05/palestinian-refugees-jerash-camp-jordan-hydroponic-horticulture  

⁹ NextWaste : « Défis à relever pour recycler les lampes et les ampoules à LED » –https://www.nextwaste.fr/defis-recycler-lampes-ampoules-led/  

¹⁰ The Agility Effect : « GoogLeaf Farms fait décoller la productivité de son agriculture verticale » – https://www.theagilityeffect.com/fr/article/goodleaf-farms-fait-decoller-la-productivite-de-son-agriculture-verticale/  

¹¹ DIGI : « L’IoT dans l’agriculture : 10 cas d’utilisation des technologies agricoles intelligentes » – https://fr.digi.com/blog/post/iot-in-agriculture  

¹² The Agility Effect : « L’IoT et l’IA au service d’une agriculture de précision » – https://www.theagilityeffect.com/fr/article/liot-et-lia-au-service-dune-agriculture-de-precision/  

¹³ DIGI : « L’IoT dans l’agriculture : 10 cas d’utilisation des technologies agricoles intelligentes » – https://fr.digi.com/blog/post/iot-in-agriculture  

¹⁴ Ouest France : « Une exploitation laitière sur quatre est aujourd’hui équipée d’un robot de traite » – https://www.ouest-france.fr/economie/agriculture/elevage/une-exploitation-laitiere-sur-quatre-est-aujourdhui-equipee-dun-robot-de-traite-0d9daf42-fe91-11ef-9b78-58334960577c  

¹⁵ Ministère de l’Agriculture : « Robots agricoles, où en est-on ? » – https://agriculture.gouv.fr/robots-agricoles-ou-en-est 

¹⁶ Capijob : « Les défis croissants du recrutement dans le secteur de l’agriculture » – https://www.capijobnew.com/les-defis-croissants-du-recrutement-dans-le-secteur-de-lagricultur-281  

¹⁷ Oxford Academic : Prediction of the daily nutrient requirements of gestating sows based on sensor data and machine-learning algorithms – http://doi.org/10.1093/jas/skad337  

¹⁸ Science Direct :  Discriminating pathological, reproductive or stress conditions in cows using machine learning on sensor-based activity data – http://doi.org/10.1016/j.compag.2022.107556  

¹⁹ Ouest France : « Avec le robot Dino, le désherbage des légumes est écolo » – https://www.ouest-france.fr/economie/agriculture/essais-agricoles/avec-le-robot-dino-le-desherbage-des-legumes-est-ecolo-6651240   

²⁰ The Agility Effect : « Des robots et des chais » – https://www.theagilityeffect.com/fr/article/des-robots-et-des-chais/