Système d'éclairage IA pour une agriculture verticale d'intérieur efficace
La TH Köln optimise la culture verticale de légumes et de fruits
Des solutions innovantes et de nouvelles technologies sont nécessaires pour approvisionner la population mondiale croissante en aliments durables et frais. Une approche prometteuse est le Vertical Indoor-Farming, c'est-à-dire la culture de légumes-fruits ou de fruits dans des systèmes de culture superposés à l'intérieur. Afin de l'optimiser et de la rendre plus pratique, l'université technique de Cologne travaille sur un système d'éclairage intelligent dans le cadre du projet "Smarte Pflanze". Celui-ci doit assurer une croissance plus efficace des plantes et économiser de l'énergie en se basant sur l'intelligence artificielle.
"Dans le cas de l'agriculture verticale, les plantes sont cultivées à des étages dans une structure de bâtiment fermée, c'est-à-dire dans des conteneurs, des bâtiments élevés, des entrepôts ou des serres. Cela permet de produire de grandes quantités de denrées alimentaires sur un espace réduit et dans l'environnement immédiat des consommateurs* - et ce, avec une qualité constante et indépendamment de la saison et du climat", explique le professeur Mohieddine Jelali de l'Institut de développement de produits et de technique de construction de l'Université technique de Cologne. En effet, l'agriculture verticale serait indépendante des conditions extérieures telles que le soleil, les intempéries, les mauvaises herbes ou les parasites. Elle nécessite donc moins d'engrais. De plus, l'eau peut être économisée car elle est en grande partie réutilisable dans les systèmes verticaux.
L'un des plus grands défis de l'agriculture verticale est l'éclairage des plantes, comme l'explique Jelali : "C'est un facteur essentiel qui influence le comportement de croissance des plantes. Des études récentes montrent que plus de 50 pour cent de la consommation d'énergie des fermes verticales est due à l'éclairage. Cela représente environ 40 pour cent du coût total de production". Certes, les concepts d'éclairage LED ont nettement amélioré l'efficacité énergétique au cours des dernières années, mais compte tenu de l'augmentation des prix de l'électricité et du chauffage, l'agriculture verticale est fortement menacée.
Développement de modules LED intelligents - tests sur des piments et des fraises
Afin de rendre l'éclairage plus efficace, l'équipe de l'institut développe, en collaboration avec son partenaire de projet, la société BOEKS GmbH, des modules LED avec caméras et capteurs intégrés. L'objectif est de surveiller la croissance et le développement des plantes de manière automatisée. Ainsi, des algorithmes analyseront les images enregistrées afin d'identifier les modèles de croissance, de détecter les maladies et de contrôler la santé des plantes. "Cela permet d'adapter les conditions d'éclairage en fonction du stade de croissance et de l'état. De plus, les données obtenues permettent de prendre des décisions éclairées en matière de gestion de la température et des nutriments", explique Jelali.
Les modules LED intelligents seront ensuite intégrés dans un démonstrateur hydroponique, qui devrait également voir le jour dans le cadre du projet. Dans les systèmes hydroponiques, les plantes, en l'occurrence les piments et les fraises, sont cultivées sans terre. Les nutriments et les engrais nécessaires sont apportés aux racines sous forme liquide. "Nous allons cultiver les plantes dans différentes conditions de croissance et les photographier à intervalles réguliers afin d'obtenir un ensemble de données suffisamment important pour entraîner un modèle d'apprentissage automatique. Celui-ci doit ensuite être capable de détecter et de classifier les stades de croissance des plantes sur la base des images capturées, afin de choisir un éclairage approprié", explique Jelali.
Les solutions à développer dans le cadre du projet doivent contribuer à exploiter le potentiel de l'agriculture verticale et à mettre au point une technologie commercialisable, comme l'explique Jelali : "Après le recul du marché mondial de l'agriculture verticale pendant la pandémie de Corona, les analyses actuelles attestent des taux de croissance croissants pour les années à venir. Toutefois, l'agriculture verticale est encore confrontée à certains défis et se trouve actuellement dans une phase de développement technologique. Avec les solutions qui seront élaborées dans le cadre du projet, nous voulons contribuer à surmonter ces obstacles".
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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