D’ici cinq ans, on estime que plus de 15 % des emplois de travailleurs agricoles saisonniers ne pourront être comblés, en particulier dans le secteur maraîcher. Toutefois, la pénurie croissante de main-d’œuvre dans le secteur accentue la recherche de solutions de remplacement. Se tourner vers les « robots cueilleurs » est une alternative exploitée par Lapalme Conception mécanique.

En étroite collaboration avec le Centre de robotique et de vision industrielles de Québec (CRVI), l’entreprise de Varennes, en Montérégie, vient en effet de concevoir un outil robotisé intelligent nommé SAMI (Système agricole multifonctionnel intelligent) doté d’une intelligence artificielle et d’un dispositif de vision avancée très prometteur pour automatiser la récolte de brocolis et autres végétaux comestibles.

On s’inspire un peu de la technologie iPhone : l’appareil en lui-même n’est pas très utile, mais il devient fonctionnel et performant grâce aux applications qu’on y ajoute.

« On a conçu une plateforme qui deviendra une station robotisée, explique Éric Lapalme, président de l’entreprise. Le SAMI comprendra une vingtaine de stations de récolte. Chaque station sera munie d’un matériel d’éclairage, d’un système de vision, d’un robot et d’une main de préhension interchangeable selon le type de légume récolté ou encore le type d’action désiré. Chaque station robot sera en mesure d’effectuer le travail d’un salarié. »

À prendre avec des pincettes

Le prototype est pourvu d’un bras robotisé « américain » (le modèle de série sera de conception québécoise) guidé par des capteurs et des caméras 3D. Son raisonnement associe des informations qui repèrent les légumes sur les plants et identifient ceux à maturité, tandis qu’un bras dirigé muni d’une pince de préhension saisit délicatement l’aliment.

Déposés sur des convoyeurs, les légumes sont apportés vers une station de tri où d’autres robots s’occupent de l’emballage, la mise en boîte, la palettisation et le ­stockage.

« La première application développée, poursuit M. Lapalme, est la récolte de brocolis. On a conçu une image du légume et on a construit un réseau de ­neurones. On a également conçu un portrait d’intelligence artificielle et une programmation : ce brocoli-ci a deux pouces de diamètre; attends plus tard. Celui-là en a six; il est mûr. Va le chercher et mets-le sur le convoyeur. »

Des bras manipulateurs

Cet assistant de cueillette élimine pratiquement toutes les interventions manuelles au champ alors que son système d’acquisition de données anticipe avec doigté les récoltes à venir. « Des extensions munies de nombreux bras robotisés seront déployées pour permettre la récolte de plusieurs rangs simultanément, ajoute l’homme d’affaires. Chaque agriculteur pourra décider de la configuration finale du système tant pour la quantité et la position des stations de cueillette que pour la localisation de l’engin à l’avant ou à l’arrière d’un tracteur. »

Par ailleurs, le design physique sera variable selon le type de culture. Par exemple, pour les brocolis, choux et choux-fleurs, deux longs convoyeurs avec une série de robots sont prévus. Dans le cas des fruitiers, on imagine une machine à la verticale ayant des bras quelque peu arqués pouvant aller chercher le fruit (pêches, pommes, nectarines, poires, etc.).

Les cultures en serre ne sont pas en reste. On prévoit une adaptation pour les poivrons, les tomates et autres légumes ou fruits comme les fraises et framboises.

« Pour les érablières, on a en tête une configuration simple. Installé devant un véhicule tout-terrain, l’automate pourra reconnaître l’érable par les points cardinaux et les anciennes incisions et entailler à la bonne hauteur sur le tronc. À terme, SAMI sera également apte à programmer l’exécution d’autres tâches comme le désherbage, le dépistage d’insectes et de maladies, » se réjouit M. Lapalme.

Le coût de l’équipement d’environ 1,5 M$ n’est sûrement pas à dissocier du retour sur l’investissement qui se situe autour de deux à quatre ans selon le type d’exploitations.

La récolte au champ sous de nouveaux jours

Relativement peu mécanisée, la filière québécoise de la culture des légumes au champ exige une main-d’œuvre importante pour les différentes opérations manuelles (plantation, désherbage, irrigation, récolte, emballage, etc.). Elle représente le poste budgétaire le plus important (entre 30 et 60 % des coûts de production) pour les entreprises maraîchères.

De plus, c’est le secteur qui compte le plus d’emplois en agriculture dans la province. Incidemment, la culture de légumes au champ se situe au premier rang parmi les productions horticoles et se démarque par des rendements supérieurs notamment pour les légumes préférant un climat plus frais comme les crucifères (brocoli, chou, chou-fleur, rutabaga, radis).

Le 4.0 dans le champ!

Au Québec, les producteurs maraîchers adhèrent progressivement à la robotisation de certaines de leurs opérations. Les robots de récolte peuvent interagir et coexister avec l’humain. Ils sont intelligents et capables de cueillir avec soin fruits et légumes. À l’instar de l’industrie 4.0, la culture intensive de végétaux à usage alimentaire entre graduellement dans le giron de la transformation numérique.

Roger Riendeau, collaboration spéciale