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Innovations numériques pour une agriculture durable

Les technologies innovantes de l’information et de la communication offrent des possibilités de réduction de l’empreinte écologique de l’agriculture suisse sans perte de productivité. Le déploiement des potentiels de l’agriculture de précision doit faire l’objet d’un soutien, notamment politique.

Contexte

Les nouvelles technologies numériques permettent une utilisation précise des facteurs de production agricoles, tels que les produits phytosanitaires ou les engrais. Grâce à elles, l’agriculture peut devenir plus écologique, sans que sa productivité n’en souffre. Une approche globale des facteurs techniques, agronomiques et socio-économiques peut ainsi générer les conditions nécessaires à la création de valeur ajoutée pour l’agriculture et le secteur agroalimentaire suisses.

But

Le projet entendait montrer comment les nouvelles technologies de communication et d’information – notamment le recours à la télédétection (p. ex. via des satellites ou des drones) – peuvent contribuer à un développement durable de l’agriculture suisse. De nouvelles applications ont ainsi été testées pour les drones en matière d’utilisation des engrais et leurs impacts environnementaux ont été quantifiés. Le projet visait aussi à déterminer les coûts et avantages de ces technologies numériques, ce qui fournit une base de décision pour l’adoption de mesures politiques et de gestion.

Résultats

Une réduction des apports d’azote en agriculture est possible

Les résultats issus de nos essais sur le terrain ont révélé que les capteurs sont capables de mesurer avec précision l’inégalité de répartition et l’émission de composés azotés dans les champs. Les informations livrées par des satellites ou des drones peuvent donc contribuer à réduire considérablement l’utilisation d’engrais tout en maintenant le rendement. Les mesures des émissions de gaz à effet de serre effectuées confirment que l’optimisation des apports d’engrais et des rotations participent à la préservation de l’environnement.

 

Demande croissante pour les technologies de précision

Bien que l’agriculture de précision génère une valeur ajoutée financière pour les agriculteurs et agricultrices, celle-ci est souvent encore trop faible pour justifier un investissement conséquent dans des technologies numériques. Compte tenu de l’augmentation du prix des engrais, ces technologies gagnent toutefois en attractivité. Les coopérations interentreprises et le soutien de l’Etat dopent également la demande. Selon les sondages, les agriculteurs et agricultrices suisses sont tout à fait favorables à l’agriculture de précision dans la mesure où la technologie est fiable et qu’une assistance technique est disponible.

 

L’innovation numérique doit s’inscrire dans une approche globale

Sur le plan de la politique agricole, nos résultats révèlent que le soutien éventuel à l’innovation numérique nécessite une mise en perspective globale. Cinq aspects sont à prendre en considération :

1) l’infrastructure numérique doit être renforcée ;

2) il convient d’améliorer les connaissances sur les nouvelles technologies, notamment par le biais de formations/formations continues et d’échanges au sein des réseaux professionnels agricoles ;

3) une réglementation claire sur l’utilisation des données des diverses parties prenantes doit être mise en place ;

4) les investissements de grande envergure ne s’avérant pas judicieux pour toutes les exploitations, des coopérations interentreprises doivent être envisagées ;

5) les mesures politiques ne doivent pas être axées sur des technologies en particulier mais inciter explicitement à la réduction de l’empreinte écologique sans perte de production.

Implications pour la recherche

La recherche interdisciplinaire menée dans le cadre du projet InnoFarm a révélé l’importance d’une approche globale face au défi que représente le recours aux nouvelles technologies numériques. Au-delà des contributions scientifiques concernant l’utilisation des techniques d’imagerie et la mesure des échanges gazeux dans les cultures, les résultats du projet, combinés aux travaux menés en économie agraire et aux réflexions en matière de politique agricole, ont permis d’ouvrir de nouvelles perspectives de recherche pour une agriculture durable.

Implications pour la pratique

Le projet fournit aux agriculteurs et agricultrices suisses une base de connaissances utiles pour la mise en œuvre des technologies de précision, des engrais et des rotations. Les résultats montrent en outre que la politique est amenée à jouer un rôle prédominant dans l’exploitation du potentiel écologique et économique des technologies numériques. Une interaction entre les diverses parties prenantes est nécessaire pour que les nouvelles technologies de l’information et de la communication puissent contribuer à une agriculture durable.

Publications

Precision Farming at the Nexus of Agricultural Production and the Environment

Finger, R. et al. (2019) “Precision farming at the nexus of Agricultural Production and the environment,” Annual Review of Resource Economics, 11(1), pp. 313–335. 

Lire maintenant
Greenhouse gas fluxes (CO2, N2O and CH4) of pea and maize during two cropping seasons: Drivers, budgets, and emission factors for nitrous oxide

Maier, R., Hörtnagl, L. and Buchmann, N. (2022) “Greenhouse gas fluxes (CO2, N2O and CH4) of pea and maize during two cropping seasons: Drivers, budgets, and emission factors for nitrous oxide,” Science of The Total Environment, 849, p. 157541. 

Lire maintenant
Global maps of soil temperature

Lembrechts, J.J. et al. (2022) “Global maps of soil temperature,” Global Change Biology, 28(9), pp. 3110–3144. 

Lire maintenant
Benefits of Increasing Information Accuracy in Variable Rate Technologies

Späti, K., Huber, R. and Finger, R. (2021) “Benefits of increasing information accuracy in Variable Rate Technologies,” Ecological Economics, 185, p. 107047. 

Lire maintenant
Insights for the Partitioning of Ecosystem Evaporation and Transpiration in Short‐Statured Croplands

Paul‐Limoges, E. et al. (2022) “Insights for the partitioning of ecosystem evaporation and transpiration in short‐statured croplands,” Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 127(7). 

Lire maintenant
The FLUXNET2015 dataset and the ONEFlux processing pipeline for eddy covariance data

Pastorello, G. et al. (2020) “The FLUXNET2015 dataset and the ONEFlux processing pipeline for Eddy Covariance Data,” Scientific Data, 7(1). 

Lire maintenant
Incentivizing the adoption of precision agricultural technologies in small‐scaled farming systems: A choice experiment approach

Späti, K. et al. (2022) “Incentivizing the adoption of precision agricultural technologies in small‐scaled farming systems: A choice experiment approach,” Journal of the Agricultural and Applied Economics Association, 1(3), pp. 236–253. 

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Scenarios for European agricultural policymaking in the era of digitalisation

Ehlers, M.-H. et al. (2022) “Scenarios for European agricultural policymaking in the era of Digitalisation,” Agricultural Systems, 196, p. 103318. 

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The role of contractors in the uptake of precision farming—A spatial economic analysis

Wang, Y., Huber, R. and Finger, R. (2022) “The role of contractors in the uptake of precision farming—a spatial economic analysis,” Q Open, 2(1). 

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Gap-filling eddy covariance methane fluxes: Comparison of machine learning model predictions and uncertainties at FLUXNET-CH4 wetlands

Irvin, J. et al. (2021) “GAP-filling eddy covariance methane fluxes: Comparison of machine learning model predictions and uncertainties at FLUXNET-CH4 wetlands,” Agricultural and Forest Meteorology, 308-309, p. 108528. 

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SoilTemp: A global database of near‐surface temperature

Lembrechts, J.J. et al. (2020) “SoilTemp: A global database of near‐surface temperature,” Global Change Biology, 26(11), pp. 6616–6629. 

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Altered energy partitioning across terrestrial ecosystems in the European drought year 2018

Graf, A. et al. (2020) “Altered energy partitioning across terrestrial ecosystems in the European drought year 2018,” Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 375(1810), p. 20190524. 

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Data on the stated adoption decisions of Swiss farmers for variable rate nitrogen fertilization technologies

Späti, K. et al. (2022) “Data on the stated adoption decisions of Swiss farmers for variable rate nitrogen fertilization technologies,” Data in Brief, 41, p. 107979. 

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FLUXNET-CH4: a global, multi-ecosystem dataset and analysis of methane seasonality from freshwater wetlands

Delwiche, K.B. et al. (2021) “Fluxnet-ch4: A global, multi-ecosystem dataset and analysis of methane seasonality from freshwater wetlands,” Earth System Science Data, 13(7), pp. 3607–3689. 

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Opinion: Smart farming is key to developing sustainable agriculture

Walter, A. et al. (2017) “Smart farming is key to developing sustainable agriculture,” Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(24), pp. 6148–6150. 

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Direction du project

Prof. Dr. Robert Finger
Gruppe für Agrarökonomie und -politik, ETH Zürich

Dr. Robert Huber
Gruppe für Agrarökonomie und -politik, ETH Zürich

Prof. Dr. Nina Buchmann
Institut für Agrarwissenschaften, ETH Zürich

Prof. Dr. Achim Walter
Institut für Agrarwissenschaften, ETH Zürich

Partenaires du projet

DigiN Project (Agroscope)

European Association of Remote Sensing Laboratories - EARSeL

Nitrogäu Project (FiBL)

SENsing of Scalable ECOphysiological traits – Senseco (COST action)

« 

L'agriculture suisse est confrontée à de grands défis. Des projets comme celui-ci permettent une collaboration entre la recherche, la vulgarisation et les agricultrices et agriculteurs. Ils contribuent à ce que la Suisse reste à la pointe avec des technologies innovantes.

 »
Michael FeitknechtFenaco (Chef du département production végétale et membre de la direction)
« 

La collaboration avec l'équipe de recherche a été particulièrement agréable, simple et non bureaucratique pendant la difficile pandémie de Corona - et c'est certainement pour cette raison que le projet de recherche a été un grand bénéfice pour tous.

 »
Andreas Schwab Solothurner Bauernverband Dienstleistungen AG (directeur de SOBV)
« 

En soutenant les technologies les plus récentes, nous renforçons notre secteur agroalimentaire - le projet de recherche le prouve de manière exemplaire. La numérisation accroît la compétitivité, favorise la durabilité et simplifie les tâches administratives. Ce sont exactement les objectifs que nous poursuivons avec la politique agricole suisse.

 »
Christian Hoferde l'Office fédéral de l'agriculture  (directeur)

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