Les nouvelles Techniques de l'Information et de la Communication (TIC) ont propulsé des avancées notables ces dernières années, notamment dans les domaines des capteurs, des communications et des traitements de données. On observe une croissance exponentielle des objets connectés. L'Internet des Objets (IoT) a progressivement investi un nombre croissant d'élevages. En effet, « La vache est l'animal le plus connecté au monde ». Cette revue a pour objectif d'analyser le rôle de ces nouvelles techniques dans la chaîne d'obtention d'informations et leur utilisation dans les processus de décision, afin d'identifier les risques et les avantages qui leur sont associés.
Terminologie et Définition
La terminologie pour désigner l'utilisation de ces nouvelles techniques dans le monde de l'élevage est encore en développement. Le terme le plus couramment rencontré dans la littérature est « élevage de précision », un développement du terme « agriculture de précision ». Cependant, l'objectif de ces techniques est-il uniquement d'améliorer la précision de la conduite d'élevage ? Si l'on s'en tient à la définition stricte de la précision, qui fait appel à des notions de justesse et d'exactitude, la réponse est probablement non. Le terme « élevage de précision » fait aujourd'hui plus référence au monitoring qu'à la précision.
Une alternative proposée est « élevage sur mesure », qui met l'accent sur l'ajustement du mode d'élevage aux besoins de l'animal, aux objectifs de l'éleveur et aux attentes du consommateur. Ces nouvelles techniques fournissent plus d'informations, même si certaines ne sont pas très précises au sens métrologique du terme. L'objectif est de disposer d'un système d'information enrichi et mieux analysé pour améliorer la conduite d'élevage.
Rôle des Nouvelles Techniques dans la Relation Information-Décision
Les nouvelles techniques apportent des éléments innovants dans toutes les étapes de la relation information-décision en élevage. Les capteurs augmentent les possibilités d’acquérir des informations et de les transmettre, les bases de données permettent de les organiser et de les stocker. Les nouvelles méthodes d’apprentissages informatiques ou les modèles augmentent les capacités de traitement des informations et d’aide à la décision, voire de prise de décisions pour réaliser les opérations dans des systèmes automatisés. Enfin, ces nouvelles techniques permettent une meilleure traçabilité des opérations, automatisée et sécurisée, souhaitée par le consommateur.
Cette synthèse analysera les particularités des nouvelles sources d’informations qui sont plus riches et plus diversifiées, disponibles à plus haute fréquence et sur plus d’entités. Les nouveautés liées à cet enrichissement du système d’informations seront discutées dans la première partie de cette synthèse. La deuxième partie étudiera ce que cette information peut apporter à la décision en élevage. Dans la théorie de la décision, le terme information ne concerne que ce qui est susceptible d’avoir un impact sur la décision. Est-ce toujours le cas ? La pléthore d’informations aide-t-elle réellement l’éleveur à améliorer la conduite de son élevage et son travail ? Quelles sont les valorisations existantes ou possibles de cette masse de données ? Enfin, la dernière partie abordera la question de la valorisation élargie de ces nouveaux systèmes d’informations. En effet, l’information acquise pour les éleveurs semble ne plus leur être uniquement destinée.
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Acquisition d'Informations en Élevage
L’acquisition d’informations en élevage est une des tâches les plus importantes de l’éleveur, même si elle est très souvent dispersée dans le temps. Ce travail, intégré dans la plupart des tâches d’astreinte, est essentiel pour initier les différentes actions de l’éleveur. En effet, une insémination artificielle ne peut être faite que si la femelle est détectée en chaleur, une vache ne peut être soignée que si elle est détectée malade. L’acquisition d’informations concerne aussi le matériel d’élevage (surveillance des appareils et des bâtiments, fonctionnement d’automates) et les ressources alimentaires (stocks d’aliments, croissance de l’herbe), ceci afin de réparer les dysfonctionnements et de gérer les ressources.
Assistance à l'Éleveur dans le Recueil d'Informations
Les nouvelles techniques de l’information ont été conçues pour assister l’éleveur dans le recueil d’un certain nombre d’informations dont il disposait déjà, comme les informations de production de lait ou de croissance. La mesure de la production de lait (compteurs à lait) et la pesée (balances électroniques) ont bénéficié très tôt de ces nouvelles techniques (Faverdin et Fischer, 2016). De même, pour le suivi de la reproduction (détection des chaleurs et plus récemment des vêlages), les capteurs se sont avérés très utiles pour la conduite d’élevage. Quels en sont les bénéfices associés ?
Réduction du travail d'astreinte: Les outils assurant ces mesures ou détections de façon plus ou moins automatisée permettent souvent de réduire les temps de travail. Ce gain de temps est bien entendu assujetti au bon fonctionnement des dispositifs. Cependant, beaucoup de systèmes de mesures ne génèrent aucune alerte sur des dysfonctionnements, ce qui oblige l'éleveur à surveiller les animaux, mais aussi ces dispositifs de mesure. La surveillance est généralement bien réalisée sur les compteurs à lait, mais celle des autres capteurs est souvent aléatoire.
Amélioration de la qualité de l'information: Ces nouveaux capteurs permettent parfois de recueillir une meilleure information car le suivi se fait en continu comme pour la détection des chaleurs, ce que l'éleveur ne peut pas faire, surtout la nuit. Des mesures à fréquence élevée peuvent aussi détecter des évènements ignorés autrement. Ainsi, une mesure quotidienne du lait ou du poids vif n'est pas juste une information plus fréquente de la production. La mesure fréquente de ces paramètres permettra par exemple d'observer des perturbations par rapport à la situation normale.
Types de Capteurs et Évolution Technologique
Jusqu’à très récemment les capteurs disponibles étaient dédiés majoritairement à une mesure et/ou à la fourniture d’un seul type de service. Par exemple, les capteurs physico-chimiques réalisant des mesures en continu sur les animaux ou dans les bâtiments d’élevage : production laitière, poids vif, température, pH, concentration en gaz ou en molécules, concentration en composants du lait, etc. Ces capteurs ont l’avantage de pouvoir être facilement contrôlés et vérifiés avec une approche métrologique.
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D’autres types de capteurs nécessitent souvent un traitement plus complexe pour passer du signal à une information. C’est le cas des accéléromètres (initialement pour la détection des chaleurs), de l’imagerie 3D (pour la notation d’état corporel, NEC), de l’analyse spectrale d’échantillons (proche ou moyen infra-rouge), ou de la géolocalisation (triangulation radiofréquence, GPS). Pour ces dispositifs, il n’existe pas souvent de standards, ni véritablement d’approche métrologique possible. De plus, l’algorithme de traitement des données du capteur peut évoluer sans même que l’utilisateur le sache, ce qui complique une éventuelle qualification.
Avec le progrès technologique, les avancées importantes dans les méthodes de traitement des données, mais aussi avec l'exigence des utilisateurs finaux sur la variété des informations disponibles et sur le coût d'investissement, une diversification des services et des offres proposés est apparue progressivement. Ainsi, certains capteurs comme les accéléromètres peuvent désormais être utilisés pour alerter l'éleveur sur les troubles de santé, sur le comportement alimentaire, sur le vêlage et pour donner des indications sur le niveau de bien-être animal, en plus de permettre la détection des chaleurs (Veissier et al., 2019).
Innovations et Mesures Alternatives
Certains constructeurs s'orientent aussi vers des concepts innovants pour proposer des services équivalents mais à moindre coût. Par exemple, l'utilisation du « tracking » vidéo pour suivre le comportement des animaux se développe de plus en plus (Wurtz et al., 2019). Cela permet de surveiller plusieurs animaux à partir d'un équipement unique et donc à moindre coût et de repousser les limites d'une observation ponctuelle.
Dans le même ordre d'idée, l'utilisation de dispositifs d'identification à plus longue distance (techniques de détection/identification à distance via Bluetooth Beacon ou radio RFID UHF) permet par exemple de détecter la présence (ou l'absence) d'animaux dans des endroits clés du bâtiment (auge, abreuvoir, logette…) et donc de fournir des renseignements individuels sur leur comportement sans avoir recours à des accéléromètres, plus coûteux.
Impact sur la Sélection Génétique et la Recherche
Un apport très innovant des nouveaux capteurs est de fournir des informations très fréquentes et sur beaucoup d’animaux. De plus, ils permettent d’observer des caractères moins renseignés auparavant que ceux de production et beaucoup plus difficiles à mesurer sur de grands effectifs. Cette nouvelle source d'informations représente un atout pour la sélection génétique. Aujourd'hui, le phénotypage est devenu un verrou plus important pour la sélection que le génotypage, compte tenu des coûts des mesures. Avec ces techniques, les coûts sont plus faibles et sont souvent pris en charge par l'éleveur qui valorise ces informations dans sa conduite d'élevage (détection automatisée des chaleurs, données de performances laitières, poids en continu…). L'éleveur pourra également en faire bénéficier l'ensemble de la profession s'il souhaite partager ces informations pour améliorer la sélection sur les caractères d'élevage en particulier comme c'est déjà le cas par exemple pour les risques de cétose (Barbat-Leterrier et al., 2016).
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De plus, de nouveaux caractères pourront être accessibles pour la sélection, comme l'efficience et la résilience (Phocas et al., 2014a). Pour la recherche, cela permet d'étendre la panoplie de techniques de mesures à l'ensemble des fonctions et comportements des animaux pour donner une vision de plus en plus systémique de l'élevage, « macroscopique » au sens de De Rosnay (1975), soit un formidable outil pour étudier la complexité. Les recherches en nutrition vont disposer d'une approche beaucoup plus complète de l'utilisation des aliments par les animaux pour améliorer l'efficience alimentaire et piloter l'alimentation (González et al., 2018).
L'étude des caractères ayant trait à la santé, à la reproduction, aux comportements, à l'efficience de transformation des aliments et à l'environnement va pouvoir être dotée de nouveaux outils de mesures, y compris en élevages commerciaux, là où précédemment on ne disposait principalement d'informations que sur les caractères de production. À l'heure de l'agroécologie, de l'étude de la robustesse et de l'adaptation, c'est un formidable outil pour la recherche en zootechnie (Phocas et al., 2014b) en permettant de faire des études multicaractères et de mieux comprendre les interactions entre fonctions.
Défis et Accès aux Données
Aujourd'hui la recherche est en retard sur ces nouvelles techniques qui se sont répandues dans les élevages avant même d'avoir été étudiées ou même utilisées par les chercheurs. Par ailleurs, un autre challenge est l'accès aux données produites par ces techniques (Egger-Danner et al., 2015). En effet, le stockage et l'accessibilité des données ne sont pas homogènes entre les différentes techniques de précision. Pour une solution donnée, il existe généralement autant de systèmes, de formats de données et de plateformes qu'il y a de fabricants.
Impact des TIC sur le Travail de l'Éleveur et les Performances de l'Élevage
Pour être utile à l’éleveur, les TIC doivent présenter deux avantages majeurs : réduire ou améliorer le travail d’astreinte et faire progresser les performances de l’élevage (production, santé, reproduction, environnement, bien-être animal). Est-ce toujours le cas ? Face à cette masse d’informations, d’alertes, de systèmes à gérer, comment l’éleveur va-t-il s’approprier ce nouvel ensemble d’éléments pour décider et piloter son élevage ? Ces informations sont-elles adaptées aux décisions à prendre ? L’éleveur a-t-il le sentiment ou la preuve d’un bénéfice à l’introduction de ces nouvelles techniques ? Comment cela change-t-il sa vision du métier d’éleveur ?
Adoption des Techniques en Élevage
Certaines techniques sont aujourd'hui très répandues en élevage. Ainsi, selon une enquête réalisée en France (Allain et al., 2015), près de 70 % des éleveurs sont équipés d'au moins un outil connecté. Les plus fréquents sont les capteurs embarqués comme les…
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