Ce n'est pas une surprise pour l'ancien serriste néerlandais Frank van Kleef qu'une serre alimentée par l'IA surpasse le producteur néerlandais de référence : après tout, c'est la raison pour laquelle il a lui-même arrêté son activité pour rejoindre la société anglo-néerlandaise Optimal, pionnière de l'IA appliquée à la culture sous serre avancée. Dans leur serre de démo à Westdorpe, le système d'Optimal atteint déjà des rendements plus importants et des niveaux Brix plus élevés tout en économisant de l'énergie et en réduisant les émissions de CO2. « L'ordinateur est toujours cohérent dans ses prises de décisions », explique van Kleef.
Frank van Kleef et Dave Hunter
« Il n'y a pas suffisamment de producteurs qualifiés disponibles pour faire tourner les serres qui sont construites dans le monde », déclare Dave Hunter, fondateur et PDG d'Optimal. « Ce problème doit être résolu si la filière veut se développer. Toutes les serres du monde ont besoin de connaissances opérationnelles, de résultats cohérents et d'un moyen efficace de gérer leurs installations. Si cela peut être fait à grande échelle, alors ce modèle de culture prospérera au niveau global et deviendra même essentiel à la sécurité alimentaire, face au changement climatique. »
Tirer parti de l’expertise des producteurs
Pour mieux comprendre la filière et les défis auxquels elle est confrontée, Hunter s'est associé à van Kleef. Ce dernier a été l'un des partenaires de Royal Pride, qui est devenue l'une des principales entreprises de serres au monde, exploitant 70 ha de tomates et de concombres. Il se concentre désormais à temps plein sur le développement du système Optimal et participe activement aux activités de la serre de démonstration de Westdorpe. Le rôle de van Kleef n'est pas celui d'un producteur traditionnel mais plutôt celui d'un superviseur qui évalue les processus et évalue les résultats en termes de quantité et de qualité. Il le fait méticuleusement, car les produits issus de la serre sont commercialisés par l'intermédiaire de son entreprise sociale, Boeregoed.
Système de contrôle prédictif
En combinant les connaissances de van Kleef avec l'IA, l'équipe Optimal a d'abord développé un système de contrôle prédictif. Un jumeau numérique de la serre est continuellement mis à jour avec des informations et des prévisions météorologiques en temps réel. À l'aide d'un logiciel d'optimisation avancé, les paramètres entrants sont replanifiées chaque minute (notamment la température des tuyaux de chauffage et la position des évents). Optimal applique ensuite ces données à la culture via une interface avec l'ordinateur de gestion de la serre. Hunter explique : « Nous pouvons prédire l'impact total des décisions avant qu'elles ne soient prises et anticiper les effets des changements climatiques d'une manière qu'aucun producteur humain n'est capable de faire. »
Le système de contrôle prédictif d'Optimal utilise un jumeau numérique pour optimiser les paramètres entrants de la serre chaque minute
Van Kleef explique que le plus grand avantage réside non seulement dans l'optimisation de l'environnement de culture, mais aussi dans la prévention des erreurs. « Lorsque vous présentez dix fois la même situation à un producteur, il agira sept fois de la même manière et trois fois différemment. C'est la nature humaine. Un ordinateur ne fait pas cela. Il fait toujours le meilleur choix. » Hunter ajoute que le système ne dort jamais. « Il n'irrigue jamais trop ou pas assez, et vous n'avez pas besoin d'ajuster le climat car l'ordinateur le fait par anticipation. Pas besoin non plus de réagir à une évaporation accrue par exemple, car le système en a déjà tenu compte. Ça se traduit par une meilleure santé globale des plantes, une culture plus résiliente et donc une meilleure qualité et un rendement augmenté. »
Connaissances logicielles et opérationnelles
Cependant, exploiter une serre implique bien plus qu'un simple système de contrôle, même s'il est exceptionnel. Hunter explique : « Ce que nous proposons à nos clients, c'est d'exploitation leurs serres en leur nom, en garantissant une efficacité et une fiabilité optimales saison après saison. »
Pour y parvenir, toutes les tâches autour et dans la serre sont documentées dans des procédures opérationnelles standard basées sur un logiciel. Les ouvriers et opérateurs sont formés pour suivre ces procédures, et une application pour smartphone les guide tout au long de leur journée de travail, leur fournissant des instructions sur les tâches à effectuer, comment les exécuter et que faire en cas d'irrégularités.
Sam Baker, responsable de l'excellence opérationnelle d'Optimal, avec un PC montrant un exemple de procédure opérationnelle standard
Plannings de travail
Le système génère également des plannings de travail, offrant un aperçu des besoins de main-d'œuvre et des performances des travailleurs. Des séances de feedback quotidiennes et hebdomadaires sont organisées pour évaluer les performances de l'équipe. Hunter déclare : « La main-d'œuvre est un facteur essentiel dans l'exploitation horticole, avec des implications importantes pour la culture. La normaliser nous permet d'obtenir des résultats optimaux et prévisibles. »
Dave Hunter, PDG et fondateur, utilise l'application pour smartphone pour collecter des données sur la culture
Essais et performances d'Optimal
Alors, quels sont les résultats de ce système global ? Dans leur serre de démonstration, l'équipe a obtenu des résultats impressionnants, notamment un rendement 13 % plus élevé, un niveau Brix 14 % plus élevé et des économies d'énergie de 27 %, ainsi qu'une réduction de 20 % des émissions de CO2 par rapport à une serre néerlandaise de référence.
L’équipe Optimal a également mené diverses expérimentations impliquant dix variétés différentes de tomates et de concombres. « Nous menons des essais nous-mêmes et utilisons ces données pour améliorer continuellement nos performances », explique Hunter. « Au cours des cinq derniers mois, nous avons réalisé un essai à faible consommation d'énergie pour optimiser les performances dans des environnements à coûts énergétiques élevés, tels que ceux rencontrés dans Europe au cours des deux dernières années. »
Un panier de savoureux concombres et de spécialités de tomates d'Optimal
Déploiement en pratique et future expansion
Des discussions sont actuellement en cours avec les principaux propriétaires de serres aux États-Unis, au Royaume-Uni et ailleurs. Hunter note que le système s'adapte facilement aux différentes conditions climatiques et qu'il n'y a pas d'exigences techniques minimales ni de besoins spécifiques à la serre pour démarrer. Il explique : « Nous pouvons travailler dans n'importe quelle serre : nous installons des capteurs supplémentaires et les connectons aux serveurs dans le cloud ce qui fait que nous sommes opérationnels en quelques jours. » L’équipe étudie également l’expansion à d'autres produits comme la fraise, le poivron et les légumes-feuilles.
Lorsqu'on lui demande de quoi il est le plus fier, Hunter souligne que le succès d'Optimal réside dans la synergie entre les humains et les machines, une entreprise complexe mais enrichissante. « Nos ingénieurs ont compris que l'IA et les modèles de contrôle prédictif donneraient de meilleurs résultats en horticulture protégée : ils considèrent une serre comme un système qui peut être contrôlé par des simulations et une optimisation. Cependant, il est essentiel d'aligner les esprits, le système et le matériel pour que tous puissent travailler ensemble. C'est là que van Kleef et les autres collaborateurs expérimentés de l'équipe d'Optimal ont apporté une valeur ajoutée considérable. »
Pour plus d'informations :
Optimal
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