Agriculture de précision La lutte contre les mauvaises herbes par IA pourrait réduire l'utilisation d'herbicides, mais se heurte à des obstacles liés aux coûts

Les lasers guidés par l'IA, les cultivateurs robotisés et les pulvérisateurs de précision pourraient réduire l'utilisation d'herbicides et le travail manuel dans les exploitations agricoles. Une nouvelle étude examine leur potentiel, mais aussi leurs coûts élevés, leurs limites en matière de détection des mauvaises herbes et le risque que celles-ci s'adaptent pour échapper aux mesures de lutte.

Les progrès réalisés dans le domaine des technologies de lutte contre les mauvaises herbes pourraient permettre de réduire le recours aux herbicides et au travail manuel, mais une nouvelle étude menée par l'université du Mississippi et l'université de Cornell montre que ces outils entraînent également des coûts élevés et posent des défis potentiels.

Les lasers, les robots et les pulvérisateurs de précision pourraient marquer une « troisième révolution » dans la lutte contre les mauvaises herbes, a déclaré Stephen Duke, professeur-chercheur au Centre national de recherche sur les produits naturels de l’université du Mississippi (Ole Miss). « Au cours des 100 dernières années, la lutte contre les mauvaises herbes a connu deux révolutions : les herbicides de synthèse et les cultures résistantes aux herbicides », a-t-il déclaré. « Il me semble que la lutte de précision contre les mauvaises herbes, pilotée par l’intelligence artificielle, sera la prochaine révolution. Elle pourrait bouleverser radicalement la manière dont nous gérons nos cultures. »

Duke et Lynn Sosnoskie, professeurs associés à la School of Integrative Plant Science de l'université de Cornell, ont décrit les avantages potentiels et les défis liés à la gestion robotisée des mauvaises herbes dans une étude publiée dans la revue Engineering. Les chercheurs se sont intéressés à trois technologies émergentes : les lasers guidés par l'IA, les cultivateurs robotisés et les pulvérisateurs de précision.

Chacune des trois technologies étudiées par les chercheurs repose sur l'analyse d'images en temps réel pour détecter les mauvaises herbes dans les rangs de cultures. Lorsqu'une mauvaise herbe est détectée, la machine peut soit l'irradier avec un faisceau lumineux puissant, soit la pulvériser avec un herbicide, soit l'arracher mécaniquement du sol.

« Il existe de nombreuses raisons de s'intéresser aux technologies alternatives pour la gestion des mauvaises herbes », a déclaré M. Sosnoskie. « L'une d'entre elles est la sécurité des cultures. Je travaille dans le domaine des cultures spécialisées, et les fruits et légumes peuvent être très sensibles aux herbicides, qui peuvent retarder la levée des cultures ou causer des dégâts ou un retard de croissance. »

« Nous acceptons ce niveau de dommages causés à la culture, car la nécessité de lutter contre les mauvaises herbes est bien plus importante. Mais nous constatons qu'avec les technologies de précision, nous pouvons éviter qu'une partie, voire parfois la totalité, de l'herbicide n'atteigne la culture. »

Pour les agriculteurs biologiques, qui n'utilisent pas d'herbicides de synthèse, les lasers et le labour robotisé pourraient permettre de désherber de vastes champs sans recourir à un travail manuel intense, a déclaré M. Duke.

« Les agriculteurs bio ne disposent pas d'outils efficaces pour lutter contre les mauvaises herbes », a-t-il déclaré. « Ils comptent principalement sur la main-d'œuvre manuelle, qui devient de plus en plus coûteuse et difficile à trouver. »

La réduction de l'utilisation d'herbicides pourrait également réduire l'exposition aux produits chimiques dans les exploitations agricoles. Des études montrent que la pulvérisation de grandes quantités d'herbicides sur les cultures chaque année peut nuire à l'écosystème local.

« C'est quelque chose qui pourrait également profiter aux personnes qui travaillent dans ces exploitations agricoles », a déclaré M. Sosnoskie. « Une exposition réduite, la protection des travailleurs, potentiellement moins de résidus sur les cultures et moins de rejets dans l'environnement : l'adoption de cette technologie présente de nombreux avantages et bénéfices. »

Mais ces avantages s'accompagnent d'inconvénients potentiels, notamment en termes de coût. Certains systèmes commerciaux mécaniques et robotisés de désherbage peuvent coûter environ 75 000 dollars, voire plus, tandis que les systèmes à laser peuvent coûter plus d'un million de dollars.

« J'ai une connaissance en Allemagne qui est consultant auprès d'agriculteurs européens », a déclaré Duke. « Il connaît un agriculteur bio aux Pays-Bas qui a acheté l'un de ces désherbeurs robotisés à laser pour plus d'un million de dollars. Il m'a dit que cela lui avait épargné tellement de tracas qu'il en a acheté un deuxième, mais ce ne sera pas le cas pour tout le monde. »

« Certains de ces agriculteurs qui cultivent des produits à forte valeur ajoutée peuvent se permettre de dépenser autant, mais beaucoup n'en ont pas les moyens. »

Si les prix des machines permettant une application plus précise des herbicides devraient baisser à mesure que cette technologie se généralise, celles-ci pourraient néanmoins présenter un risque de favoriser l'évolution et la propagation de mauvaises herbes résistantes aux herbicides, ont déclaré les chercheurs. De nombreux agriculteurs sont confrontés à des mauvaises herbes résistantes aux herbicides, et le fait d'utiliser moins d'herbicides et de procéder à des pulvérisations plus précises ne devrait pas suffire à résoudre ce problème, ont-ils ajouté.

« Cela ne veut pas dire que toutes les mauvaises herbes sont résistantes à tous les herbicides, mais il existe de nombreuses mauvaises herbes résistantes aux herbicides », a déclaré Duke. « C'est devenu un très gros problème. »

De même, un travail excessif du sol – par exemple avec une motocultrice robotisée – peut nuire à la qualité du sol, et bon nombre des modèles d'IA qui sous-tendent les systèmes de détection en temps réel ne sont entraînés que sur des cultures spécifiques ou dans des environnements particuliers.

« Bon nombre de ces entreprises se sont largement concentrées sur l’ouest des États-Unis, car la production maraîchère y est très importante, notamment en Arizona, en Californie, en Oregon et dans l’État de Washington, mais le climat y est très différent de celui, par exemple, du sud-est », a déclaré M. Sosnoskie. « J’ai travaillé avec une entreprise dont l’algorithme initial ne parvenait pas à détecter une espèce de mauvaise herbe spécifique : l’ambroisie commune. Or, il s’avère qu’il n’y a pas la même espèce d’ambroisie en Californie. »

« Cela signifie que si un maraîcher du Mississippi, de l'Alabama ou de la région souhaite adopter cette technologie, nous devons nous assurer qu'elle a été entraînée pour cet environnement et ces mauvaises herbes. »

« Les mauvaises herbes elles-mêmes pourraient également évoluer en réaction à cette technologie », a déclaré M. Sosnoskie. Si des mauvaises herbes ressemblant à des cultures – un phénomène appelé « mimétisme des cultures » – survivent, elles pourraient se reproduire et donner naissance à davantage de mauvaises herbes ressemblant à des cultures.

À long terme, cela pourrait favoriser les mauvaises herbes capables d'échapper aux machines conçues pour les détruire, a déclaré M. Sosnoskie.

« Ce que j'ai toujours soutenu, c'est que le simple fait de disposer de cette technologie ne nous met pas à l'abri des mauvaises herbes », a-t-elle déclaré. « En matière de lutte contre les mauvaises herbes, nous devons toujours anticiper la manière dont celles-ci vont réagir ou tenter de "l'emporter". Nous devons adopter une approche proactive face à ces problèmes. »

Article original : Gestion des mauvaises herbes guidée par l'intelligence artificielle à l'aide d'herbicides, de lasers et de cultivateurs robotisés : opportunités, limites et conséquences imprévues ; Ingénierie ; DOI : 10.1016/j.eng.2026.08.020