Ronger, creuser, infecter : les dommages causés à l’agriculture par des insectes nuisibles comme le scarabée japonais (photo ci-dessus) dépassent 100 milliards de dollars chaque année, selon le service de recherche agricole de l’USDA. Et avec les maladies des plantes, que les bougres de l’exosquelette peuvent également transmettre, les arthropodes représentent la perte annuelle de 40 % de la production agricole dans le monde.
Entrez FarmSense, une start-up agricole basée à Riverside, en Californie, qui tente de résoudre le problème des insectes nuisibles. L’entreprise crée des capteurs optiques et de nouveaux systèmes de classification basés sur des algorithmes d’apprentissage automatique pour identifier et suivre les insectes en temps réel. La clé ici : des informations en temps réel.
Ils prétendent que les informations en temps réel fournies par leurs capteurs permettent une détection précoce et donc le déploiement rapide d’outils de lutte antiparasitaire, tels que les insecticides ou les biocontrôles. Les pièges mécaniques actuels utilisés pour la surveillance peuvent ne fournir des informations importantes que 10 à 14 jours après l’arrivée des insectes.
« Certains de ces insectes ne vivent à l’âge adulte que cinq jours environ, donc au moment où vous savez que vous avez un problème, le problème a déjà pris racine et est maintenant un problème plus grave », a déclaré Eamonn Keogh, co-fondateur de FarmSense. « Si vous l’aviez su en temps réel, vous auriez pu localiser l’intervention à un seul endroit et obtenir un bien meilleur résultat, en économisant des pesticides, en économisant de la main-d’œuvre et en évitant d’endommager la récolte.
Comment ils peuvent fournir les informations essentielles pour obtenir ces meilleurs résultats est un peu compliqué.
Le nouveau capteur optique de FarmSense – surnommé le FlightSensor – vu sur le terrain. Le capteur promet de fournir des données en temps réel, ainsi que des stratégies de gestion pour aider les agriculteurs à atténuer les dommages causés par les insectes nuisibles. Crédits image : FarmSense
Actuellement testé et étudié dans les vergers d’amandiers du sud de la Californie grâce à une subvention de Small Business Innovation Research, leur nouveau capteur, appelé FlightSensor, est mieux compris lorsqu’on considère d’où Keogh a eu l’idée : James Bond et l’espionnage de la guerre froide.
Keogh a expliqué comment les espions russes utilisaient des lasers, posés sur des vitres, pour capter les vibrations causées par la voix des gens. Ensuite, un capteur traduirait cette information, fournissant des informations approximatives sur ce qui se passait dans la pièce.
« Avec le même genre d’astuce en tête, j’ai imaginé ce qui se passerait si un insecte survolait un laser… vous n’entendriez que l’insecte et rien d’autre. »
Cependant, au lieu de lire les vibrations, le FlightSensor utilise des rideaux lumineux et des ombres dans un petit tunnel dans lequel les insectes sont attirés par des attractifs. D’un côté du capteur se trouve une source lumineuse et de l’autre le capteur optique. Le capteur mesure la quantité de lumière occultée, ou plutôt la quantité de lumière qui la traverse, lorsqu’un insecte vole à l’intérieur. Ces données sont transformées en audio et analysées par des algorithmes d’apprentissage automatique dans le cloud.
Selon FarmSense, le capteur, conçu pour ressembler à d’anciens appareils analogiques pour une utilisation facile par les producteurs, ne capte pas les bruits ambiants, tels que le vent ou les précipitations.
« La qualité du signal est si magnifiquement claire et il est si sourd aux sons ambiants normalement entendus sur le terrain », a déclaré Keogh. « C’est essentiellement une modalité différente d’entendre l’insecte, mais lorsque vous mettez un casque et écoutez le clip audio du capteur, cela ressemble à un moustique ou à une abeille qui vole. »
Keogh, professeur d’informatique et d’ingénierie à l’UC Riverside, est spécialisé dans l’exploration de données et travaille sur les nouveaux algorithmes d’apprentissage automatique que FarmSense utilise à des fins d’identification. Des entomologistes et des spécialistes de terrain, dont la co-fondatrice Leslie Hickle, assistent au développement et au déploiement.
Shailendra Singh, le PDG de l’entreprise qui a développé des systèmes pour les réseaux sans fil et cellulaires ainsi que la sécurité, travaille du côté matériel. Il a fourni un prix de fonctionnement pour chaque capteur, qui sera facturé à la saison, à 300 $.
L’impact de cette technologie est clair. Pour les agriculteurs qui s’occupent de champs grands et petits, des informations en temps réel sur les insectes seraient non seulement importantes pour leur sécurité financière, mais leur permettraient également de conserver et de protéger potentiellement des ressources critiques, telles que la santé des sols.
Mais FarmSense prétend vouloir autonomiser les agriculteurs ruraux qui, selon eux, sont touchés de manière disproportionnée par les dommages causés par les insectes.
Pourtant, 300 $ par capteur et par saison sont élevés, ce qui pose un risque potentiel pour l’adoption et, par conséquent, pour la capacité de la technologie à même résoudre le problème des dommages causés par les insectes en premier lieu.
L’une des choses les plus difficiles pour les petits agriculteurs est la gestion des risques, a déclaré Michael Carter, directeur du laboratoire d’innovation Feed the Future financé par l’USDA pour les marchés, le risque et la résilience et professeur distingué d’économie agricole et des ressources à l’UC Davis.
« Le risque peut maintenir les gens dans la pauvreté. Cela décourage les investissements dans des technologies qui augmenteraient les revenus en moyenne, car l’avenir est inconnu », a déclaré Carter. « Les personnes peu riches n’ont évidemment pas beaucoup d’épargne, mais elles ne peuvent pas risquer l’épargne pour investir dans quelque chose qui pourrait améliorer leurs revenus et faire mourir de faim leur famille. »
Cependant, il était optimiste quant au fait qu’une technologie comme le FlightSensor pourrait atténuer la peur des investissements pour les petits agriculteurs, en particulier si la technologie était associée à une assurance pour les protéger davantage.
Shailendra Singh, à gauche, et Eamonn Keogh sont les co-fondateurs de FarmSense, une start-up agricole de Riverside, en Californie, qui cherche à révolutionner la surveillance des insectes. Crédits image : FarmSense
La technologie soulève également cette question : l’identification en temps réel est-elle vraiment la meilleure option pour la lutte antiparasitaire ? S’adressant à l’entomologiste de recherche Andrew Lieb du USDA Forest Service, ce n’est peut-être pas le cas. Il a expliqué que les principaux moteurs des insectes envahissants – généralement les plus destructeurs pour l’agriculture et les forêts – sont les voyages et le commerce.
Il a exprimé son optimisme pour la technologie comme moyen de contrôler l’établissement des insectes, mais pense finalement que la stratégie optimale consiste à attaquer le problème encore plus tôt. Nous devrions aborder les lois actuelles sur l’importation et l’exportation, la façon dont les produits sont traités pour éliminer les parasites et peut-être même passer les interdictions de voyager.
Malgré ces préoccupations, il ne fait aucun doute que la technologie de FarmSense est prête à avoir un impact. Même en pensant au-delà de la lutte contre l’insécurité financière pour les agriculteurs et les menaces qui pèsent sur nos chaînes alimentaires mondiales, cela pourrait s’avérer utile pour suivre et diffuser des informations essentielles sur les insectes vecteurs de maladies, comme les moustiques.
Et avec les perturbations continuelles causées par COVID-19, il est difficile d’imaginer un monde qui ne soit pas tout à fait conscient de la façon dont les succès – ou les échecs – de la biosécurité se répercutent sur nos innombrables systèmes.
En regardant comment les invasions d’insectes non indigènes devraient augmenter de 36% d’ici 2050 et comment la croissance de la population va exercer une plus grande pression sur la production alimentaire, une technologie innovante comme le FlightSensor qui améliore notre capacité à comprendre et à répondre de manière réfléchie aux menaces est plus que bienvenue.
Comme Carter l’a dit à propos de toutes les manières possibles dont l’agtech profite encore à l’agriculture, « nous devons être créatifs à ces marges ».