Cap 2020 - AFIA – Informatique Agricole

Report
Journée «Les Capteurs en Agriculture»
18 avril 2014
Capteurs physiques et virtuels - Mise à disposition des données
Denis BOISGONTIER - Cap 2020
Cap 2020
 Jeune Entreprise Innovante spécialisée dans l’innovation
appliquée aux Conseils Agronomiques à la Parcelle.
 Créée en 2007 par Denis Boisgontier après :
o 28 années à Arvalis - Institut du végétal (…, responsable
Nouvelles Technologies de l’Information - Agriculture de Précision),
o 1 an chez Novimet : société spécialisée dans les radars météo
à bipolarisation (Responsable marché agricole).
 Nombre salariés : 3
AFIA, 18/04/14
Cap 2020
 Dans un contexte de contraintes économiques et environnementales qui
nécessite de réaliser les interventions culturales dans les conditions agropédo-climatiques optimum pour chaque parcelle, Cap 2020 s’est fixé
comme mission d’apporter aux acteurs agricoles les données agroclimatiques utiles à leurs prises de décision à la parcelle et de les
accompagner pour les valoriser.
 Activité
o Commerciale : « L'agro-climatologie pour tous »
 elle cible aujourd’hui essentiellement les organisations agricoles,
 offre spécifique agriculteurs en cours de lancement,
o Recherche & Développement : capteurs et réseaux de capteurs.
AFIA, 18/04/14
Cap 2020
 Pour développer son activité, Cap 2020 :
o s’appuie sur son expertise agronomique ainsi que sur son savoirfaire dans les technologies de l’information,
o a lié des partenariats technologiques avec des sociétés et des
organismes à la compétence reconnue dans différents domaines
(simulation atmosphérique à haute résolution, analyse spatiale des
donnée, système d’information, la modélisation agronomique, etc.).
 Afin de fournir des informations agro-climatiques les plus pertinentes
possibles pour chaque parcelle d’un territoire agricole, Cap 2020 a
développé le concept de Capteur Virtuel :
o capteur météo (Station Météo Virtuelle®),
o capteur d’humidité du sol,
o capteur de température du sol.
AFIA, 18/04/14
Capteurs physiques et virtuels - Mise à disposition des données
Pourquoi des capteurs virtuels en complément des capteurs physiques ?
 Aujourd’hui, les nouvelles technologies de l’agriculture de précision
concernent essentiellement les capteurs embarqués (engins agricoles,
drones, satellites, etc.) qui permettent pour la collecte d’information sur
les cultures à l’échelle intraparcellaire mais à des intervalles de temps
très lâches :
5299050
5299050
5299000
5299000
100
24.0
5298950
5298950
Capteurs physiques et virtuels - Mise à
disposition des données
23.5
90
23.0
80
5298900
5298900
22.5
70
22.0
5298850
21.5
5298850
60
21.0
5298800
20.5
50
5298800
40
20.0
19.5
5298750
5298700
Rendement : 1 passage
5298700
-100900
-100850
-100800
-100750
30
5298750
-100900
Indice végétation avec engin
agricole : 1 ou 2 passages
-100850
-100800
-100750
Indice végétation avec
satellite : 3-4 passages
 Contrairement aux capteurs embarqués, les capteurs fixes en réseau
permettent le suivi des parcelles en continu dans le temps mais il est
matériellement impossible aujourd’hui d’équiper toutes les parcelles
des territoires agricoles.
AFIA, 18/04/14
Capteurs physiques et virtuels - Mise à disposition des données
Station Météo Virtuelle® : comment ça marche ?
Réseaux de stations météo
locaux (clients Cap 2020,
Météo France, …)
Simulations
atmosphériques
à haute
résolution
Grilles (3x3 km)
de données
météo de prévision
et d’observation
Données issues de capteurs
météo et autres sources
(satellite, couverture du sol,
MNT, etc. )
AFIA, 18/04/14
Autres
données météo
(radar pluie, …)
Coordonnées
géographiques
des parcelles
Traitement et fusion
des données météo
(analyse géostatistique,
interpolation, etc.)
Données de prévision,
d’observation et historiques
disponibles via des
Stations Météo Virtuelles®
Capteurs physiques et virtuels - Mise à disposition des données
La Station Météo Virtuelle® fournit des données :
 d’observation, de prévision ainsi qu’un historique (sur 14 ans),
en données horaires ou journalières,
 pour l’ensemble des paramètres utilisés en agriculture : pluie,
température, vitesse du vent, direction dominante du vent, humidité
relative, rayonnement global, ETP, etc.,
 pour la France et l’Europe :
Maille 3 x 3 km
AFIA, 18/04/14
Maille 12 x 12 km
Réception et mise à disposition de données capteurs
Capteurs humidité et température du sol virtuels : comment ça marche ?
Données météo
issues de la
Station Météo
Virtuelles®
Modèle TEC*
Modèles de
Caractéristiques
de la parcelle
(texture,
profondeur, etc.)
décision
Fenêtres favorables
* (Transfert Eau et Chaleur) Développé par l’INRA et adapté au concept de SMV par Cap 2020
AFIA, 18/04/14
Capteurs physiques et virtuels - Mise à disposition des données
Les informations fournies par les capteurs virtuels Cap 2020
 Informations agro-climatiques élémentaires :
o données de prévision à 7 jours et données d’observation,
o données de température et d’humidité du sol sur plusieurs horizons
en fonction des caractéristiques de la parcelle.
 Informations agro-climatiques élaborées :
o suivi de la réserve hydrique du sol,
o indicateurs de disponibilité (= notion de jours disponibles) pour
réaliser les opération culturales (travail du sol, semis, pulvérisation,
épandage, récolte, etc.),
o prévisions sur les stades phénologiques des cultures et risques
climatiques,
o autres en cours de développement.
 Disponibles au pas de temps horaire :
o 1 fois/jour pour les données observation et 2 mises à jour/jour pour
les prévisions,
o pour chaque parcelle (coordonnées géographiques),
o pour l’année en cours,
o avec un historique de 14 ans (2000 à 2013).
AFIA, 18/04/14
Capteurs physiques et virtuels - Mise à disposition des données
Principaux clients de Cap 2020
 Organismes agricoles :
o Groupe Limagrain : LG, Advanta, Limagrain Recherche,
Limagrain Iberica,
o Maïsadour Semences (France et Europe),
o Vitivista, Dow AgroSciences, Footways, …
 Agriculteurs : offre de service en cours de lancement.
Pour la campagne 2014, Cap 2020 doit gérer :
 près de 6 000 SMV réparties sur la France et l’Europe,
 plus de 15 000 capteurs virtuels T° et humidité du sol,
 soit environ 300 millions d’enregistrements en base de
données pour une campagne.
La production de ces données et leur mise à disposition est un
challenge technique pour Cap 2020 (TPE).
AFIA, 18/04/14
Capteurs physiques et virtuels - Mise à disposition des données
Enjeux Cap 2020 pour la génération et à la mise à disposition des données
Enjeux Cap 2020
Production et gestion d’un grand volume de
données
 données climatiques issues de SMV
 données des autres capteurs virtuels
Demande très disparate et en constante
évolution chez nos clients : de la fourniture
de données brutes jusqu'à la mise en place
d'un système de supervision des parcelles sur
l'ensemble de leur zone d'activité.
Choix adoptés
- Traitements et stockages distribués sur
plusieurs serveurs dédiés hébergés
(évaluation de l’intérêt du Cloud Computing)
- Utilisation de BDD MySQL (mieux adaptée
aux structures simples avec un grand nombre
de lignes, évaluation du NoSQL)
- Utilisation d’API mises à disposition des
utilisateurs (accès unifié aux données).
- Respect des standards du Web
(principalement JSON)
- Utilisation de "méthodes agiles" pour les
développements.
Aspect crucial pour nos clients de la
fourniture de l’information au jour le jour.
- Disponibilité 7/7j 365 jours/an.
Importance de la confiance de l’utilisateur
vis-à-vis des données "virtuelles".
- Mise en œuvre de processus qualité :
validation des données, alertes de
dysfonctionnements, ...
- Implication du client dans la remontée
d’anomalies.
AFIA, 18/04/14
Réception et mise à disposition de données capteurs
Exemple de Supervision de parcelles à travers l’Europe
Besoin client :
suivi temps réel au jour le jour de l’évolution des conditions agroclimatiques (atmosphère + sol) sur près de 5 000 parcelles,
partage de tout ou partie de l’information avec autant d’utilisateurs.
Superviseur pour la prise de décision :
combinaison de différents paramètres liés aux
conditions agro-climatiques de l’année et
historiques
Bases de données
Contient les
données des
capteurs virtuels Web Services
(API maison)
« brutes ».
Bulletins météo utilisateurs
AFIA, 18/04/14
Capteurs physiques et virtuels - Mise à disposition des données
Exemple de fonctionnement d’un modèle de prévision de rendement
Données sol
Données cultures
Données climatiques
Web Services
Données de rendement prévu :
Utilisation d’une API permettant l’interopérabilité entre les données des
capteurs virtuels Cap 2020 et le modèle agronomique ITK.
Avantage : chacun a la main sur son domaine de compétence
AFIA, 18/04/14
Activité R&D Cap 2020 sur les réseaux de capteurs fixes
Projet GNSS-Agri lauréat de l’appel à projets du CNES « sur les applications
spatiales aval innovantes au service du développement économique et sociétal ».

Partenaires : Cap 2020 (porteur du projet), Laboratoire de Météorologie Physique
de Clermont Ferrand (CNRS), Isep, INRA Avignon et Numtech.

Objet du projet : évaluer l’intérêt technique et économique de l’analyse des signaux
émis par les satellites GPS pour améliorer la prédiction des paramètres agro-météo
en relation avec la teneur en humidité des couches atmosphériques : prévision des
événements pluvieux, évapotranspiration, durée d’humectation du feuillage.
AFIA, 18/04/14
Activité R&D Cap 2020 sur les réseaux de capteurs fixes
Projet MCUBE (Multimedia for Machine to Machine) projet FEDER labellisé par le
pôle de compétitivité [email protected]


Objet du projet : apporter de l'intelligence aux capteurs son et image afin de
résoudre la problématique de faible consommation et de transmission GPRS/EDGE.
Objet du projet pour Cap 2020 : pour la tomate de plein champ développer un
système de suivi en temps réel :
o de la croissance et maturation des tomates via l’analyse d’image,
o du développement de la population de noctuelles en combinant analyse du son
et analyse d’image.
AFIA, 18/04/14
Activité R&D Cap 2020 sur les réseaux de capteurs fixes
Projet CROCUS (Capteurs en Réseau, autOnomes, pour le suivi du Climat, de la
Végétation et du Sol) dans le cadre de « l’appel à projets Recherche finalisée et
innovation des instituts techniques agricoles » du Ministère de l’Agriculture pour
l’année 2012.
 Objet du projet : concevoir, mettre en œuvre et évaluer un système d’information
complet, allant de l’installation du réseau de capteurs, jusqu’au conseil à l’agriculteur.
 Objet du projet pour Cap 2020 : mettre en place le Système d'Information de
collecte et mise à disposition des données capteurs.
AFIA, 18/04/14
Merci de votre attention
[email protected]

similar documents