Une tondeuse légère pour plus d'efficacité dans les cultures spéciales et les zones en pente

par Amadeo Knüsel

Notre hypothèse est que la tonte dans les cultures spéciales peut être rendue plus efficace, plus précise et moins coûteuse grâce à des robots légers, autonomes et électriques. Nous souhaitons tester cette hypothèse dans le cadre de ce programme d’innovation booster.

Lors de la phase d’idéation, nous avons élaboré l’idée d’entretenir la santé des sols grâce à des machines ultra-légères. Nous nous sommes concentrés sur des solutions permettant de prévenir la compaction du sol, l’érosion et la surutilisation des engrais et pesticides.

Dans la phase d’incubation, nous avons brièvement discuté des cas d’usage avec Swiss Food Research, six agriculteurs (2 maraîchers, 2 éleveurs laitiers, 1 producteur de baies, 1 arboriculteur) et trois experts agricoles (en arboriculture fruitière et viticulture). Ces discussions ont révélé que le plus grand potentiel de marché se trouve actuellement dans les machines permettant la culture de cultures spéciales, telles que les fruits, légumes, vignes et herbes aromatiques, qui ont une forte valeur ajoutée en Suisse.

Dans la prochaine phase, nous devons approfondir les besoins spécifiques des agriculteurs en cultures spéciales, tout en analysant les technologies existantes et leurs limites.

Cas d’usage : la tonte entre les vignes et les arbres fruitiers

Dans ces cultures, l’herbe perturbe la production efficace des fruits pour trois raisons principales :

  1. L’herbe retient l’humidité, favorisant ainsi le développement des maladies fongiques, ce qui entraîne une augmentation de l’utilisation des fongicides.
  2. L’herbe absorbe les nutriments disponibles (engrais), réduisant ainsi leur disponibilité pour la production fruitière. En conséquence, davantage d’engrais doivent être appliqués pour maintenir les rendements.
  3. L’herbe favorise la prolifération des populations de rongeurs. Ces derniers endommagent les racines des arbres fruitiers, réduisant leur capacité à absorber l’eau et les nutriments.

Aujourd’hui, l’herbe est souvent éliminée avec des herbicides comme le glyphosate, ce qui laisse le sol à nu. Dans les zones pentues, cela entraîne une érosion accrue lors des fortes pluies. En revanche, l’herbe tondue stabiliserait le sol.

Les défis de la tonte entre les arbres et les vignes (Unterstockbehandlung)

  • Le manque de temps des agriculteurs pour une tonte régulière.
  • Les machines actuelles ne peuvent pas tondre directement au pied des troncs, laissant une zone humide qui favorise les maladies fongiques.
  • Le manque de précision des machines entraîne des dommages aux troncs des arbres.
  • Les terrains trop pentus empêchent l’utilisation de tondeuses classiques (ex. vignobles en pente).
  • Les sols trop humides rendent le passage des machines impossible, alors que les herbicides peuvent toujours être appliqués à l’aide d’un pulvérisateur dorsal.
  • Les tuyaux d’irrigation sont souvent endommagés lors du passage des tondeuses.

Ce cas d’usage est un exemple parmi d’autres. D’autres cas doivent être explorés avec les agriculteurs pour mieux comprendre leurs besoins et affiner notre solution.

Pourquoi votre idée/projet est-il radical ?
Tout d’abord, les machines agricoles actuelles sont lourdes, puissantes et donc coûteuses. Elles ne peuvent pas être électrifiées à bas coût en raison de leur poids élevé. En introduisant des machines légères, l’efficacité économique peut être améliorée :

  • Moins de poids permet d’utiliser des moteurs plus petits et moins chers ainsi que des batteries plus compactes, ce qui conduit à un véhicule globalement plus économique et écologique.
  • Un poids réduit implique également moins de préoccupations en matière de sécurité lors de l’utilisation autonome.

Ensuite, les grandes machines agricoles sont limitées aux terrains plats et homogènes, dépourvus d’obstacles. En revanche, des machines agricoles autonomes, petites et légères permettent de cultiver des cultures écologiques et d’optimiser l’utilisation des ressources.

Enfin, les agriculteurs ont une charge de travail importante. L’automatisation de certaines tâches par des machines autonomes permet de réduire cette charge et de rendre le métier plus attractif et tourné vers l’avenir.

Qui sont les acteurs et parties prenantes de votre idée et comment allez-vous interagir avec vos clients et utilisateurs potentiels pendant la phase du projet ?
Nos clients et utilisateurs potentiels sont les agriculteurs spécialisés dans les cultures spéciales. Nous utiliserons notre réseau existant ainsi que celui de notre partenaire scientifique pour leur présenter notre concept et un prototype existant. L’objectif est d’identifier les freins à leur efficacité dans le cadre de leur exploitation actuelle et de recueillir leurs retours sur notre idée.

Par la suite, nous aimerions approfondir ces concepts avec des agriculteurs sélectionnés lors de la première phase. Si certaines idées nécessitent des recherches scientifiques supplémentaires, nous solliciterons un institut de recherche spécialisé (par exemple, pour l’optimisation de la tonte tout en minimisant les impacts sur les insectes).

Quelles compétences l’équipe apporte-t-elle pour concrétiser l’idée proposée ?

  • Amadeo Knüsel – MSc en Génie Mécanique, ETH Zürich
    Expérience pratique en ingénierie mécanique et gestion de projet.

  • Stefan Gisler – MSc en Génie Mécanique, ETH Zürich, MAS en Ingénierie Logicielle, FH Ost
    Spécialiste des technologies de capteurs, des solutions autonomes et du développement logiciel.

  • Hélène Renaux – MSc en Sciences Agricoles, ETH Zürich
    Possède des contacts avec divers agriculteurs, facilitant l’identification d’un cas d’usage pertinent pour la pratique agricole.

  • Martin Bauer – MSc en Microtechnique, EPFL, chercheur associé à la BFH-HAFL
    A mené des recherches sur la lutte contre les mauvaises herbes sans utilisation de produits chimiques.

Décrivez l’impact de votre idée/projet sur la durabilité (économique, sociale, environnementale).

  • Économique : Les machines autonomes, électriques et légères coûtent moins cher à produire et peuvent donc être vendues à un prix inférieur par rapport aux machines lourdes aux fonctionnalités comparables.
  • Environnemental : Nos machines sont écoénergétiques grâce à leur faible poids et leur motorisation électrique. En identifiant les bons cas d’usage, elles pourraient permettre une agriculture plus respectueuse des ressources (réduction de l’érosion des sols, de l’usage des pesticides, des engrais et de l’eau) et favoriser une agriculture plus diversifiée en polyculture. De plus, leur légèreté permet des mouvements plus dynamiques et évite d’endommager les cultures.
  • Social : L’agriculture économe en ressources préserve les services écosystémiques pour les générations futures. L’automatisation réduit la charge de travail des agriculteurs et diminue les risques de blessures. Enfin, la réduction du travail manuel permettrait de maintenir des prix alimentaires plus stables.

Comment utiliserez-vous les fonds potentiellement accordés par l’Innovation Booster ?

  • Phase 1 : Recueil d’informations sur la situation actuelle à travers des visites chez les clients potentiels et démonstration du prototype fonctionnel. Recherche complémentaire sur les fournisseurs de machines existantes.
  • Phase 2 : Sur la base des informations recueillies, définition d’un cas d’usage prometteur qui exploite les avantages du faible poids du robot.
  • Phase 3 : Élaboration de concepts et validation avec des agriculteurs sélectionnés lors de la première phase.

Si votre projet se développe avec succès pendant la période de financement de l’Innovation Booster, quelles seraient vos prochaines étapes ?
Si ce projet révèle un potentiel de marché pertinent pour le cas d’usage choisi, nous souhaiterions solliciter un projet Innosuisse ou trouver des investisseurs afin de développer notre prototype en un produit commercialisable.