La vision décennale du projet Connected Farm se concrétise avec TagoIO

Internet des objets : un plan pour l’agro-industrie brésilienne

En 2016, le gouvernement brésilien a lancé un appel d’offres pour une étude sur l’Internet des objets (IoT) afin de soutenir le développement du Plan national IoT, dans le but d’identifier les meilleures solutions disponibles sur le marché en termes de technologie et de passage à l’échelle. Cet appel a été remporté par le groupement formé par le Centre brésilien de recherche et développement (CPqD), le cabinet de conseil McKinsey et Pereira Neto Macedo Advogados. Pendant plus d’un an, ils ont mené une étude pour identifier des propositions destinées à orienter les politiques publiques et à améliorer les dispositifs de soutien à l’innovation IoT du point de vue des besoins du gouvernement brésilien.

Cette étude a rassemblé les contributions de plusieurs secteurs du marché brésilien, ainsi que d’entités étrangères. Fin 2018, l’étude a été publiée et présentée au Futurecom, l’événement de télécommunications le plus important du Brésil. L’étude a identifié les secteurs d’activité les plus pertinents pour le gouvernement en termes d’impact et de bénéfices de l’IoT.

Les secteurs retenus peuvent être regroupés sous l’acronyme SHAI : villes intelligentes, santé, agro-industrie et industrie.

Projets pilotes IoT au Brésil

Suite au Plan IoT brésilien, en 2018, la BNDES a lancé un nouvel appel d’offres pour sélectionner des projets pilotes IoT dans les secteurs prioritaires. Ces projets devaient être financés par le gouvernement brésilien avec la participation d’entreprises privées et durer 2 ans, à compter de fin 2020. PUC-Rio a été l’une des 15 institutions technologiques publiques ou privées à but non lucratif retenues et travaille depuis lors à la mise en oeuvre de solutions IoT pour la santé et l’agro-industrie, en collaboration avec de nombreux partenaires technologiques et financiers. En 2019, la BNDES a doublé le budget de soutien aux projets pilotes IoT, avec 30 millions de R$ répartis sur des projets dans 32 villes de 11 États brésiliens.

Agro-industrie intelligente

Bien que PUC-Rio ait été sélectionnée pour des projets dans d’autres segments, tous les efforts du projet pilote IoT se sont initialement concentrés sur le secteur de l’agro-industrie. Deux régions ont été choisies pour évaluer les impacts et bénéfices de l’IoT : deux exploitations dans la campagne de l’État de São Paulo (Holambra) et une autre située dans le centre du Brésil, dans l’État du Mato Grosso (Santiago do Norte). Ces exploitations présentent des réalités très différentes.

Les exploitations situées dans l’État de São Paulo sont de grandes propriétés rurales dédiées à l’exportation de l’intégralité de leur production. Santiago do Norte, en revanche, se trouve dans une réalité bien différente. Située dans une région reculée du centre du pays, à environ 600 km de la capitale Cuiabá et à proximité de la réserve indigène du Xingu, elle ne dispose pas d’accès aux infrastructures de télécommunications, et sa production agricole est exclusivement destinée au marché national et à la consommation locale.

Production agricole brésilienne

Pour présenter le projet, contextualisons la réalité du marché agro-industriel brésilien et le rôle qu’il joue dans l’économie du pays. Le secteur de l’agro-industrie est l’un des plus importants pour l’économie brésilienne, sinon le plus important. Il représente 20 % du produit intérieur brut (PIB) et plus de 43 % des exportations.

L’année dernière, malgré la pandémie, c’est le seul secteur à avoir enregistré une croissance au dernier trimestre, dépassant même les États-Unis en termes de production de soja au niveau mondial. L’essentiel de cette production est concentré dans le centre-ouest du pays, au Mato Grosso et au Mato Grosso do Sul.

Il convient de souligner que ces résultats proviennent d’un secteur fortement mécanisé qui a pleinement adopté les technologies au fil des années. Au Brésil, il existe deux types de propriétés rurales : les grandes exploitations, qui représentent près de 80 % des surfaces cultivées du pays, et les petites propriétés, qui en représentent les 20 % restants.

Toutefois, ces mêmes petites propriétés constituent 77 % du nombre total de propriétés rurales. Autrement dit, les grandes propriétés couvrent la majorité du territoire tandis que les petites n’en couvrent que 20 %.

Autre point : une grande partie de la main-d’oeuvre rurale travaille dans les petites propriétés, principalement réparties dans le centre-ouest et le nord-est du pays.

De plus, cette main-d’oeuvre rurale a diminué ces dernières années en raison de la mécanisation intensive du secteur. En résumé, le secteur de l’agro-industrie, si essentiel à l’économie brésilienne, présente des disparités régionales et, malgré les investissements technologiques réalisés, reste considéré comme un « Agro 3.0 ». Le secteur doit passer à l’étape suivante, l’« Agro 4.0 », où, au-delà des technologies disponibles sur le terrain, les exploitations auront accès aux infrastructures de télécommunications permettant un contrôle de la production à distance via Internet.

Le défi

L’accès à Internet pour les propriétés rurales au Brésil est un problème directement lié à la taille des exploitations. Pour les grandes propriétés rurales, même éloignées des grands centres urbains, il existe des alternatives technologiques telles que les réseaux satellitaires pour assurer la connectivité des cultures. Et la plupart des grandes propriétés disposent du CAPEX nécessaire pour réaliser ces investissements.

Santiago do Norte (Mato Grosso)

La situation est différente pour les petites propriétés. Elles sont les plus nombreuses mais ne peuvent pas investir dans la technologie, ce qui limite leurs possibilités d’améliorer leurs rendements. Dans ce contexte, le plan gouvernemental vise à rendre la technologie IoT plus accessible à ces petites exploitations, réduisant l’écart en matière d’accès technologique entre petits et grands agriculteurs. L’objectif principal est d’égaliser l’accès pour tous, en améliorant les opportunités de chacun. L’accès à Internet dans les régions agricoles du Brésil n’est pas une question de technologie, mais avant tout d’investissement.

La solution

Bien que la ferme Macuco (à Santiago do Norte) puisse être considérée comme une petite propriété rurale, ses dimensions sont considérables. Pour le projet, 3 cultures ont été sélectionnées afin d’évaluer les impacts et bénéfices de la technologie : le citron, le manioc et les pâturages. Pour chacune d’entre elles, 6 cas d’usage seront évalués.

Le projet prévoit l’évaluation de la connectivité des réseaux de données LPWAN (LoRa, NB-IoT). Le réseau LoRa sera déployé selon deux modes : le réseau American Tower en tant que fournisseur public, et un usage privé de LoRa avec des passerelles de différents fournisseurs. Le réseau NB-IoT sera fourni par TIM/Arqia (opérateur de réseau mobile).

Le projet testera ces deux options de connectivité, les plateformes et les appareils IoT associés. Toutes les données collectées par les capteurs IoT/appareils seront envoyées au terminal satellite (VSAT) constituant le Backhaul, qui rassemblera les informations avant de les transmettre au téléport Hispamar (Rio de Janeiro), puis aux serveurs réseau dans le cloud. À la ferme, il est également possible de faire transiter les données collectées via un FAI local (fournisseur d’accès Internet). Les deux options sont envisagées à ce stade du projet.

Un composant clé du projet est la plateforme IoT (noyau, composants, interface graphique et tableaux de bord) qui centralisera et présentera toutes les informations. Pour cela, l’une des plateformes que nous avons choisies est TagoIO, en raison de ses fonctionnalités, de sa capacité de personnalisation rapide et de l’expertise démontrée lors de nos échanges sur le projet.

Les résultats

Comme mentionné précédemment, le projet pilote s’étend sur 2 ans. Tout au long de cette période, les résultats à atteindre, qui servent de lignes directrices, sont déjà définis. Voici les principaux :

• Construction et test d’une plateforme permettant le flux de données, l’accessibilité de l’information et l’enrichissement des connaissances en gestion agronomique des sols, de l’eau et de l’énergie, en intégrant les éléments de l’agriculture.

• Intégration d’outils technologiques d’aide à la décision dans la gestion des propriétés rurales, pour optimiser l’utilisation des ressources naturelles telles que le sol et l’eau, et favoriser l’augmentation de la productivité des cultures et la rentabilité opérationnelle des interventions sur le terrain.

• Mise en place d’une plateforme de surveillance des variations des conditions environnementales et des sols pour guider la prise de décision : préparation des sols, calendrier de plantation, fertilisation foliaire, suivi de la croissance des plantes, évaluation de la santé des cultures, correction des plantations et techniques d’irrigation, le tout grâce à l’IoT (solutions de connectivité technologique, plateformes de collecte et d’analyse de données, et services d’information utiles au producteur). Ces travaux seront menés en collaboration avec le partenaire technologique EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária).

• Mise en oeuvre d’une plateforme de gestion des actifs et de suivi des performances des machines agricoles visant à accroître la rentabilité de la production.

• Fournir des éléments d’aide à la BNDES pour réorienter les investissements technologiques vers le secteur de l’agro-industrie. Le projet pilote sera également qualifié par l’INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia).

• Constituer une solution commerciale avec l’ensemble des partenaires technologiques du projet, afin de déployer à grande échelle les technologies testées et validées pour les différents cas d’usage.

“Notre partenariat avec TagoIO nous a permis de construire une plateforme IoT dynamique et évolutive, nous permettant de progresser rapidement dans l’obtention et l’interprétation des données reçues de différents types d’appareils IoT.”

Explique Marlene Pointes, Coordinatrice du programme IoT Pilotos à l’Université pontificale de Rio de Janeiro.