L’agriculture est confrontée à de nombreux défis, notamment la transition agroécologique, la réduction des émissions de gaz à effet de serre et la valorisation du stockage carbone. Pour accompagner les acteurs du monde agricole dans ces enjeux, l'IRT SystemX, l’institut de recherche technologique dédié à l’ingénierie numérique des systèmes du futur, a lancé le projet "Jumeau Numérique des Sols" (JNS).
Ce projet s’inscrit dans l’agenda French AgriTech, une initiative du gouvernement lancée en 2021 pour "une agriculture plus souveraine, plus durable et plus résiliente", dont la priorité est de "mobiliser la R&D agricole sur l’utilisation du numérique pour la transition agroécologique" de la feuille de route "Agriculture et Numérique" de France 2030.
D'une durée de trois ans et demi, il réunit, autour de SystemX, deux partenaires industriels, Atos et France Pulvé, ainsi qu’un comité d’experts composé d’ACTA, AgdataHub, INRAE et Precifield pour développer un démonstrateur d’un système d’aide à la décision consacré au suivi et à la gestion des activités sur les sols.
Collecte et hybridation de données hétérogènes multi-source
Les partenaires vont construire une base de connaissances unifiée, à partir d’un grand nombre de données open source (météorologiques, cartographie des sols, textures des sols), des relevés bio-physico-chimiques effectués sur les parcelles et d’autres mesures issues de capteurs (satellites, drones, engins agricoles avec capteurs, etc.) en les couplant avec les historiques de pratiques culturales. Grâce aux dernières techniques de modélisation et d’apprentissage de l’IA, les acteurs du projet pourront hybrider ces importantes masses de données spatio-temporelles hétérogènes. Structurées et agrégées dans un jumeau numérique prédictif, elles fourniront des indicateurs précis, fiables et régulièrement mis à jour sur le stockage carbone. Les diagnostics et prédictions fournis par les modèles d'IA seront très utiles pour de nombreux acteurs du monde agricole : agriculteurs, coopératives agricoles, négociants, utilisateurs au sens large (engins agricoles, fournisseurs d’intrants, syndicats d’eau, éditeurs de logiciels agricoles, agence de notation des sols, ...) et organismes de conseil.Le premier cas d'usage : valoriser l’évolution du stockage carbone
Le cas d’usage principal du projet JNS est l’évaluation de la séquestration du carbone dans les sols agricoles, qui est reconnue comme un levier pour contribuer à l’objectif de neutralité carbone de l’Union Européenne d’ici à 2050. Ce cas d’usage présente un intérêt à la fois environnemental et économique pour les agriculteurs, qui peuvent bénéficier d’une rémunération via la vente de crédits carbone ou d’une prime de valorisation. Pour valider les résultats du démonstrateur, des expérimentations sont prévues dans la Région Grand-Est, ce qui permettra de comparer les prédictions du jumeau numérique avec les données réelles du terrain.Développement d'une solution et résultats en open source
A l’issue du projet, les partenaires industriels ont l’ambition de développer une solution orientée business, qui pourra répondre aux besoins des différents acteurs du monde agricole : diagnostics, prévisions, informations d’usage des sols, services associés... D'autre part, des jeux de données de référence seront mis à disposition de la communauté scientifique, en open source.L'ouverture du projet à de nouveaux partenaires
SystemX lance un appel aux industriels qui souhaiteraient rejoindre le projet, porteurs de cas d’usage, notamment pour le suivi et la gestion des activités des sols, le soin des cultures et pour des propositions de recommandation à la gestion administrative et financière. Les acteurs intéressés peuvent candidater à l'adresse mail suivante : projet_JNS@irt-systemx.fr. L’ajout d’une thèse autour des thématiques hybridation/prévision est également prévue. Gwenaëlle Berthier, cheffe de projet JNS, à l’IRT SystemX, conclut :"A travers le projet JNS, nous souhaitons mettre les expertises acquises par nos équipes en matière de création de jumeaux numériques, d’analyse de données, de modèles prédiction au service de l’agriculture de précision. Notre ambition est forte : développer un outil intelligent, capable de s’actualiser en temps réel et de faire des prédictions au niveau d’une parcelle. La simulation représente un véritable intérêt pour les acteurs du monde agricole en termes de coût et le premier cas d’usage adressé par le projet – quantification et valorisation du stockage carbone dans les sols répond à un enjeu à la fois environnemental et business pour l’écosystème agricole et en particulier les agriculteurs".