Fraunhofer développe des processus automatisés et des solutions numériques pour la culture de la fraise du futur

Technologies agricoles intelligentes de Rostock

Les instituts Fraunhofer de l’initiative “Création de valeur biogénique et agriculture intelligente” développent des systèmes et des technologies numériques tels que des robots de plantation, la détection automatique des ravageurs et des avertissements de gel en direct qui sont utilisés dans la culture des fraises.

La culture de fruits et de jardins est un facteur économique important dans les zones rurales. Cependant, en raison des exigences croissantes en matière de protection de l’environnement, de qualité alimentaire et de durabilité avec des superficies limitées, des ressources fossiles et surtout la pénurie de travailleurs qualifiés, les acteurs sont confrontés à des défis toujours plus grands. Fraunhofer souhaite relever ces défis en développant des technologies agricoles intelligentes. Cela signifie l’utilisation de solutions numériques et de processus automatisés dans l’agriculture, dans lesquels, par exemple, des capteurs ou des véhicules autonomes sont utilisés. Karls est l’un des plus grands producteurs de fruits du Mecklembourg-Poméranie occidentale et un important employeur de la région. L’Institut Fraunhofer pour le traitement graphique des données IGD et l’Institut Fraunhofer pour les grandes structures en ingénierie de production IGP développent diverses technologies d’agriculture intelligente en coopération avec Karls afin de sécuriser la culture de la fraise dans la région pour les prochaines années. Les prototypes des développements sont déjà utilisés pour la saison des fraises de cette année. « Chez Fraunhofer, notre recherche est orientée vers la pratique, c’est-à-dire toujours adaptée aux besoins très spécifiques de ceux qui travailleront plus tard avec nos développements. Pour nous, à la fois la contribution concrète de nos partenaires de pratique et la question de savoir comment nous pouvons transférer de manière significative les découvertes scientifiques dans la pratique jouent un rôle majeur », explique le Dr. Philipp Wree, chef de département chez Fraunhofer IGD. Les technologies développées et testées à l’aide de l’exemple de la plantation de fraises peuvent également être utilisées avec profit dans d’autres entreprises fruitières et horticoles ou dans d’autres zones agricoles.

Technologie intelligente pour les fraises : du semis Frigo aux baies des champs

Jusqu’à présent, l’épandage des semis de Frigo, c’est-à-dire les jeunes plants congelés avec des mottes de racines, était une tâche purement manuelle : creuser un trou, insérer la plante, tasser le sol. Cette saison, un premier prototype du Fraunhofer IGP a déjà permis de planter une tente en aluminium complète : des bacs à plantes remplis de substrat ont été poussés sous le poste de travail, huit spirales de forage ont creusé les trous. Bien que les semis aient dû être plantés à la main, la forme spéciale des tarières signifiait qu’il n’était pas nécessaire de tasser le sol manuellement. De cette façon, le temps de plantation pourrait déjà être réduit de moitié dans cette première étape de développement. Outre les énormes gains de temps, l’augmentation de la qualité est l’un des avantages du processus automatisé, qui est obtenu grâce à des distances identiques entre les plantes, des profondeurs uniformes et une densité de substrat uniforme. À l’avenir, le robot de plantation devrait prendre en charge toutes les étapes de travail qui sont autrement effectuées manuellement lors de la plantation de plants de fraises dans la culture en rack.

Une fois les semis arrivés dans le tunnel en aluminium, il s’agit de les contrôler en permanence pour détecter les parasites ou les maladies. La technologie de mesure de Fraunhofer IGP et l’expertise en informatique visuelle de Fraunhofer IGD sont utilisées, c’est-à-dire l’informatique basée sur l’image. Un logiciel basé sur l’IA reconnaît les premiers symptômes de maladies fongiques telles que le phytophthora et l’oïdium ou les dommages causés par les chenilles dans les images de caméras multi- et hyperspectrales spéciales avant qu’ils ne soient visibles à l’œil humain. De cette manière, les plantes infectées peuvent être traitées avant qu’elles ne se propagent.

Si le fraisier est planté en extérieur, il est exposé aux intempéries sans protection. Plus la superficie cultivée est grande, plus il est difficile pour l’exploitant de la surveiller et d’initier des mesures spécifiques au site telles que l’irrigation ou la fertilisation. Fraunhofer IGD teste actuellement un réseau de capteurs à grande échelle pour l’enregistrement des paramètres du sol et de l’air basé sur la technologie sans fil Mioty® sur la région de Karls avec la start-up Agvolution. Mioty® a été développé à l’origine par l’Institut Fraunhofer pour les circuits intégrés IIS pour une utilisation dans les infrastructures industrielles et permet la transmission de données sur plusieurs kilomètres avec très peu de consommation d’énergie. Il peut donc être utilisé en agriculture pour l’enregistrement à grande échelle du microclimat. Un scénario d’application concret basé sur cette technologie serait, par exemple, un avertissement de gel en temps réel.

“Dans notre cas, la coopération entre Karls et les instituts Fraunhofer IGD et IGP porte ses fruits dans le vrai sens du terme”, déclare Thomas Hahmann, chef de projet chez Karls Erdbeerhof. « Un esprit d’innovation, de flexibilité et la rapidité avec laquelle de nouvelles idées et solutions sont mises en œuvre sont des caractéristiques exceptionnelles qui caractérisent ce partenariat. La combinaison significative de la théorie et de la pratique mérite une mention spéciale ici.

Expertise concentrée : mise en réseau dans l’État et à l’échelle nationale

Les équipes de recherche travaillent en étroite collaboration avec les agriculteurs du Mecklembourg-Poméranie occidentale, dont les idées et les commentaires fournissent des informations précieuses pour les développements futurs. Fraunhofer fait partie d’une infrastructure très solide dans le domaine de la recherche agricole. Il s’agit notamment de la Faculté des sciences agricoles de l’Université de Rostock, de l’Université de Greifswald, qui traite beaucoup du thème des landes et de la protection des landes, de l’Institut de recherche sur la biologie de l’élevage à Dummerstorf, des fermes expérimentales à Tellow et Dummerstorf, du Julius Institut Kühn pour les plantes cultivées, les universités de Neubrandenburg et Stralsund et les instituts de recherche d’État. Fraunhofer est en réseau avec toutes les parties prenantes et essaie de traduire les découvertes scientifiques en combinaison avec les demandes et les retours d’expérience de la pratique en solutions utiles.

Les deux instituts de Rostock Fraunhofer IGP et Fraunhofer IGD font partie de l’initiative supérieure Fraunhofer pour la création de valeur biogénique et l’agriculture intelligente. En association avec trois instituts Fraunhofer de Bavière, les équipes de recherche travaillent sur des recherches orientées vers les applications dans tous les domaines de l’alimentation et de l’agriculture tels que la production végétale, l’élevage ou l’utilisation des landes. Les équipes interdisciplinaires apportent une vaste expertise dans les domaines de la robotique et de l’automatisation, des capteurs, de l’analyse et des actionneurs, de l’IA et du big data ainsi que de la conception, de la production et de l’ingénierie des processus. Leur objectif est le développement de nouvelles technologies pour la production et la transformation durables des produits agricoles : de la semence au produit fini. Avec des technologies hautement individualisées, automatisées et durables, l’initiative contribue à la sécurité et à la durabilité à long terme de l’agriculture et de la production alimentaire régionales. Le financement nécessaire à l’initiative est pris en charge par le ministère fédéral de la Recherche avec 40 millions d’euros et 20 millions d’euros chacun par les ministères des sciences des États fédéraux de Mecklembourg-Poméranie occidentale et de Bavière.

Informations Complémentaires:

En savoir plus sur la création de valeur biogénique et l’agriculture intelligente de l’initiative Fraunhofer :

En savoir plus sur les travaux de recherche dans le domaine de l’agriculture intelligente chez Fraunhofer IGD :

En savoir plus sur les travaux de recherche dans le domaine de l’agriculture intelligente au Fraunhofer IGP :

À propos de Fraunhofer IGD :

Depuis 1987, l’Institut Fraunhofer pour la recherche en infographie IGD établit des normes internationales pour la recherche appliquée en informatique visuelle, image et informatique basée sur des modèles. Nous transformons les informations en images et les images en informations et soutenons l’industrie et les entreprises dans leur développement stratégique. Les mots clés sont l’interaction homme-machine, la réalité virtuelle et augmentée, l’intelligence artificielle, la simulation interactive, la modélisation ainsi que l’impression 3D et la numérisation 3D. Environ 190 chercheurs sur les trois sites de Darmstadt, Rostock et Kiel génèrent de nouvelles solutions d’application technologique et des prototypes pour l’industrie 4.0, les soins de santé numériques et la “Smart City”. Nos produits développent une pertinence internationale grâce à la coopération avec nos instituts frères à Graz et Klagenfurt. Avec l’aide de notre organisation matricielle, nous servons nos clients d’une grande variété d’industries avec des services techniques et compétitifs pertinents. Pour cela, nous avons des équipes d’experts interfonctionnelles expérimentées dans l’industrie qui prennent également en charge la planification, la gestion et l’évaluation pour toutes les tailles de projets.

À propos du Fraunhofer IGP :

À quoi ressemblera la production innovante de grandes structures à l’avenir ? L’Institut Fraunhofer pour les grandes structures en technologie de production IGP à Rostock fait des recherches à ce sujet. Dans le cadre de projets de recherche et de développement, le Fraunhofer IGP met en œuvre des concepts d’innovations de produits et de procédés en collaboration avec des partenaires de coopération de l’industrie. La recherche se concentre sur les industries d’avenir telles que la construction navale et la construction métallique, les technologies énergétiques et environnementales, la construction de véhicules ferroviaires et utilitaires ainsi que la construction mécanique et d’installations. L’ancienne installation indépendante a été transférée à un institut Fraunhofer au début de 2020, ce qui en fait le premier institut de la Fraunhofer-Gesellschaft dont le siège est dans le Mecklembourg-Poméranie occidentale.

Contact
Institut Fraunhofer pour le traitement graphique des données IGD
Daniela Welling
Fraunhoferstraße 5
64283 Darmstadt
+49 6151 155-146