L’agriculture numérique se définit comme la convergence de l’agriculture et des technologies de l’information (capteurs, réseaux intelligents, outils de la science des données, application, voire automatisme et robotique) pour, tout au long de la chaîne de valeur, améliorer la productivité et répondre aux attentes environnementales et sociétales. Ainsi, le numérique en agriculture mobilise de nombreuses technologies mises en œuvre seules ou en combinaison pour proposer des solutions à destination des agriculteurs.
L’agriculture numérique est donc le fruit d’une convergence entre une succession de révolutions technologiques et une profonde nécessité de changement face aux nouveaux enjeux de l’agriculture moderne : remise en question de l’usage des produits phytosanitaires, enjeux alimentaires locaux - avec l’alimentation de proximité - et mondiaux, sécurité alimentaire tout au long des filières, transition agroécologique, etc. vignette|Agriculture numérique : acquisition de données 3D viticoles à l'aide d'un LIDAR (Hérault, photo Irstea 2019)
Histoire L’émergence du numérique en agriculture date des années 1970-1980. Au début des années 1970, les programmes de satellites d’observation de la Terre (ERTS puis LANDSAT aux États-Unis) utilisaient des satellites conçus notamment pour répondre aux besoins du département de l’agriculture. Le début des années 1980 a été marqué par l’accès aux systèmes informatiques pour le grand public et le développement de la « télématique » (avec le Minitel et la météo en application-phare pour l’agriculture)..
En 1983, apparaissent les premiers logiciels conçus pour l’agriculture (comptabilité agricole et gestion de parcelles) qui initient la transition vers le numérique.
Les images satellites sont d’abord utilisées pour des objectifs d’étude des sols, de cartographie de l’usage des terres, grâce à la création de l’indice NDVI, élaboré en 1973. L’imagerie satellitaire est rapidement associée aux Systèmes d’information géographique (SIG) développés à la fin des années 1960 et qui permettent de superposer plusieurs couches de données sur une carte, données collectées par d’autres moyens (collecte manuelle ou par des capteurs embarqués) et géo-référencées grâce au système GPS, ouvert aux applications civiles dans les années 1980.
L’apparition de l’agriculture de précision Ces différents dispositifs, souvent combinés, donnent naissance à l’agriculture de précision (également appelée « gestion intra-parcellaire »), qui voit le jour dans les années 1985-1990, avec les premières cartes de rendement agricole (1980). À la différence de l’agriculture conventionnelle, dont l’unité de gestion est la parcelle, l’agriculture de précision consiste à répondre aux besoins des plantes à une échelle sub-parcellaire, en déterminant un zonage, chaque zone ayant des besoins spécifiques.
En production animale, l’équivalent existe (élevage de précision : la gestion des animaux s’individualise par rapport à une gestion plus uniforme faite au niveau du troupeau)..
Ainsi, l’agriculture de précision se construit sur un cycle « observation – diagnostic – préconisation – application ».
L’agriculture de précision est rendue possible grâce à l'essor des capteurs numériques, leur coût étant par ailleurs devenu plus abordable (c’est la première phase, l’observation). Le rendement est la première unité mesurée. L’une des premières applications de l’agriculture de précision en productions végétales, a été l’intégration de capteurs de quantité récoltée (pesée, volume) dans une moissonneuse-batteuse, pour en déduire un rendement géo-référencé. Côté élevage, les robots de traite apparaissent en 1995 - après la présentation en 1985 du premier robot de traite français, proposé par le Cemagref (aujourd’hui Irstea) - et enregistrent les données de production (volumes produits, puis qualité).
De l’agriculture de précision à l’agriculture numérique
Au-delà de l’agriculture de précision, l’agriculture numérique est un concept qui apparaît au milieu des années 2010 (rapport agriculture innovation 2025)https://agriculture.gouv.fr/sites/minagri/files/rapport-agriculture-innovation2025.pdf.
L’agriculture numérique dépasse l’agriculture de précision, concentrée sur la phase opérationnelle de production et la gestion intra-parcellaire ou intra-troupeau et ceci de 2 manières. D’une part, du fait de la multiplication des technologies d’acquisition et d’échange de données, d’autre part du fait des nouveaux services numériques de mise en relation, dont s’emparent les agriculteurs pour s’affranchir des intermédiaires du secteur (commercialisation, formation, échange de savoir et de matériel, locations entre pairs…).
Ainsi, en agriculture numérique, les TIC sont mises en œuvre à toutes les échelles de la production agricole et de son écosystème : au niveau de l’exploitation (optimisation des opérations culturales, de la conduite de troupeaux…) dans les services d’accompagnement (nouveaux services de conseil agricole basés sur des données collectées automatiquement), à des échelles plus larges comme dans un territoire (Gestion de l'eau) ou dans une chaîne de valeur (traçabilité, amélioration des intrants comme les semences, meilleure adéquation entre la production et le marché…)
Les enjeux
Traçabilité agricole Les technologies développées dans le cadre de l'agriculture numérique peuvent former des systèmes de traçabilité agricole numérique, qui permettent aux parties prenantes de suivre les produits agroalimentaires en temps réel. La traçabilité numérique offre un certain nombre d'avantages : Réduction du gaspillage alimentaire : en 2011 sur toutes les calories alimentaires produites en Europe, 11 % sont gaspillées entre la production à la ferme et la réception auprès des consommateurs. Les systèmes de traçabilité facilitent une meilleure identification des dysfonctionnements du côté de l'offre, où la nourriture est perdue en aval de l'exploitation et gaspillée. Les innovations numériques émergentes, telles que les cartons de lait qui suivent le lait de « la ferme au réfrigérateur »., peuvent répondre au gaspillage du côté de la demande en fournissant aux consommateurs des dates de péremption plus précises. Confiance des consommateurs : garantir la sécurité, la qualité et l'authenticité des aliments est devenu une exigence réglementaire importante dans les pays à revenu élevé. L'utilisation d'étiquettes RFID pour certifier les caractéristiques des produits agroalimentaires pourrait fournir des signaux de qualité en temps réel aux consommateurs. Amélioration du bien-être des producteurs : les producteurs qui peuvent tirer parti de la certification environnementale pourraient vendre leurs produits à un prix supérieur., car les technologies de la chaîne de production pourraient permettre une plus grande confiance dans les labels tels que « durable », « biologique » ou « commerce équitable ».
Enjeux alimentaires La FAO estime que le monde devra produire 56 % de nourriture en plus (par rapport à 2010, dans le cadre d'une croissance "business as usual") pour nourrir plus de 9 milliards de personnes en 2050. En outre, le monde est confronté à des défis tels que la malnutrition, le changement climatique, le gaspillage alimentaire et l'évolution des régimes alimentaires. Pour produire un « avenir alimentaire durable », le monde doit augmenter la production alimentaire tout en réduisant les émissions de gaz à effet de serre et en maintenant (ou en réduisant) les terres utilisées pour l'agriculture. L'agriculture numérique pourrait relever ces défis en rendant la chaîne de valeur agricole plus efficace, équitable et durable sur le plan environnemental.
Enjeux agronomiques Le numérique, au sens large, impacte le secteur de la production agricole. Au travers des différentes technologies mises en œuvre, il permet à l’agriculture de gagner en efficience et de la transformer en profondeur. Les masses de données produites par les équipements d’observation, les capteurs installés dans les parcelles agricoles, au sein des troupeaux ou dans les bâtiments permettent une meilleure caractérisation des systèmes agricoles. Leur exploitation à travers des systèmes d’aide à la décision doit permettre de mieux optimiser le pilotage des systèmes de production actuels. Ces masses de données contribuent également au développement de nouveaux systèmes de production, nécessaire à la transition agroécologique, notamment la diversification des cultures, la transformation des pratiques culturales et l’apparition de nouvelles organisations de travail, tant au niveau des agriculteurs que des décideurs.
Elles permettent d’améliorer les connaissances du fonctionnement de la plante et des animaux et par conséquent l’amélioration des modèles pour faire des prévisions, anticiper les risques, améliorer la politique de gestion agricole des décideurs ou encore de renforcer les systèmes d’alerte précoce à la sécurité alimentaire.
En particulier, une meilleure caractérisation de l’état sanitaire des cultures peut permettre de réduire l’utilisation des produits phytosanitaires, en optimisant les dates et les doses de traitement et répondre ainsi aux enjeux du plan ECOPHYTO..
À travers la caractérisation comportementale et physiologique des animaux, de caractériser de manière plus objective leur état de santé et leur bien-être et ainsi de proposer des systèmes de production pour prendre en compte ce critère. Cela permettrait aussi d’offrir une véritable transparence sur ces aspects à destination des consommateurs.. Par ailleurs, l’utilisation du potentiel de la télédétection dans la cartographie des zones de pâturages un moyen de médiation pour limiter pour les conflits entre éleveurs et agriculteurs, souvent fréquents dans les pays africains.
Enjeux économiques L’agriculture numérique offre la possibilité d’intégrer les avancées technologiques dans l’agriculture, dans le but de diminuer les coûts de production et la quantité d’intrants (eau, énergie, engrais, pesticides, etc.), participant à l’amélioration de la compétitivité de toute la chaîne de production. Les outils décisionnels construits à partir des données collectées permettent de contrôler et d’optimiser la quantité des intrants, en accord avec les récentes orientations législatives et environnementales de réduction des produits phytosanitaires.
Par exemple, des outils de suivi des opérations culturales permettent ainsi déjà de mesurer précisément la consommation de carburant et ainsi mieux prendre en compte ces éléments dans le raisonnement de cette consommation.. En mobilisant les technologies d’autoguidage basées sur le GPS RTK, l’agriculteur peut aussi nettement réduire sa consommation en optimisant son parcours au centimètre près..
Dans le domaine de l’économie collaborative, des plates-formes proposant des places de « marchés numériques » permettent aux producteurs de se rapprocher des consommateurs finaux. Des nouvelles formes de circuits courts pourraient ainsi se développer. Différents acteurs se positionnent déjà sur ce marché. Cela peut également concerner l’échange ou la location de matériel entre agriculteurs.
Enjeux environnementaux L’un des principaux enjeux de l’agriculture numérique est d’optimiser le rendement de différents processus agricoles en utilisant le moins possible d'énergie et d'intrants, réduisant ainsi leur empreinte écologique. Dans cet objectif, l’agriculture numérique rejoint l’approche de l'agriculture de précision. L’utilisation de technologies (e.g. drones, capteurs, etc.) permet d’obtenir des indicateurs précis et réguliers sur une exploitation, tels que la vitesse du vent, la pluviométrie ou la nature des sols. Cette connaissance approfondie de l’environnement vise à adapter les pratiques agricoles à la spécificité du milieu de l’exploitation, de l’échelle parcellaire à intra-parcellaire.