Cet extrait est tiré de : Qiao H, Lyu Y F, Zheng E H. Hillside agricultural machinery and agricultural intelligence driven by new technologies. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2025, 40(2): 328-337, doi: 10.16418/j.issn.1000-3045.20250119005. (in Chinese)
http://www.bulletin.cas.cn/BCAS_CH/doi/10.16418/j.issn.1000-3045.20250119005
Les zones vallonnées et montagneuses jouent un rôle crucial dans la production agricole de la Chine. Cependant, le faible niveau de mécanisation intégrée pour la préparation des terres, le semis et la récolte des cultures dans ces régions freine sévèrement la modernisation de l’agriculture. Le relief complexe et la diversité des systèmes de culture dans les zones vallonnées rendent nécessaire le développement de machines agricoles et de robots spécialisés, adaptés à ces paysages particuliers. Pour faire progresser ce processus, le gouvernement chinois a introduit ces dernières années une série de politiques visant à soutenir la recherche et le développement (R&D) de machines agricoles pour les régions vallonnées, apportant un solide appui à l’avancement des technologies agricoles dans ces zones. Dans ce contexte, cet article présente l’état actuel et les progrès des machines agricoles destinées aux régions vallonnées. Il se concentre sur l’exploration des applications des technologies intelligentes dans l’agriculture de coteaux et propose des stratégies pour l’agriculture intelligente dans ces régions. Grâce à des explorations préliminaires des technologies d’intelligence incarnée, le potentiel des nouvelles technologies intelligentes pour réduire les apports de main-d’œuvre et accroître la productivité agricole est mis en évidence. Enfin, des analyses des tendances futures de développement sont proposées afin de guider la modernisation de l’agriculture dans les régions vallonnées et montagneuses.
1. Introduction
Les zones vallonnées et montagneuses en Chine jouent un rôle pivot dans la production agricole. La Chine compte environ 46,7 millions d’hectares de terres agricoles dans les régions vallonnées et montagneuses, ce qui représente approximativement un tiers de la superficie totale des terres cultivées du pays. Ces régions constituent d’importantes bases de production pour les céréales, les oléagineux, le sucre et les produits agricoles de spécialité, et concernent près de 300 millions de personnes de la population agricole. Toutefois, le niveau de mécanisation agricole dans les régions vallonnées et montagneuses est nettement inférieur à celui des plaines. Le taux de mécanisation intégrée pour la préparation des terres, le semis et la récolte dans les provinces vallonnées et montagneuses n’est que de 53,5 %, soit environ 20 points de pourcentage en dessous de la moyenne nationale.
Le relief complexe et les parcelles dispersées, petites et abruptes dans les régions vallonnées et montagneuses posent d’énormes défis à la mécanisation agricole. La diversité des paysages agricoles de ces régions – notamment les terrasses, les vergers, les jardins de thé et les pentes raides (Figure 1) – exige des machines adaptées non seulement aux opérations à petite échelle, mais aussi à des schémas de culture complexes et à des processus agronomiques élaborés.
Figure 1 Scénarios opérationnels typiques en zone de coteaux
(a) terrasses ; (b) pentes abruptes ; (c) vergers ; (d) jardins de thé
La Chine a accordé une importance particulière au développement de machines agricoles adaptées aux régions vallonnées et montagneuses. En 2023, des politiques pertinentes ont été mises en place afin de soutenir la recherche et développement (R&D) de machines compactes et d’équipements horticoles adaptés à ce type de terrain. En 2024, le gouvernement a renforcé son engagement en faveur de l’amélioration du soutien en équipements pour la production céréalière, en faisant progresser la R&D ainsi que l’application de machines agricoles destinées aux zones vallonnées et montagneuses. Cette initiative prévoit l’intégration d’experts issus de multiples disciplines – notamment la culture, la sélection variétale, la protection des végétaux et les machines agricoles – au sein du Système national de technologies industrielles agricoles modernes ainsi que du Groupe consultatif d’experts sur la mécanisation intégrale de l’ensemble du processus de production végétale relevant du ministère de l’Agriculture et des Affaires rurales. En encourageant la collaboration interdisciplinaire en matière de R&D et de diffusion technologique, ces efforts visent à accélérer le déploiement d’équipements et de techniques avancés et adaptables.
Par ailleurs, le gouvernement a lancé une initiative spécifique visant à combler les lacunes critiques dans le développement des machines agricoles, en donnant la priorité à la R&D et à l’application de machines compactes, de composants clés et de technologies habilitantes pour les régions vallonnées et montagneuses. L’ensemble de ces mesures renforce le développement des machines agricoles de montagne et favorise l’intégration harmonieuse des nouvelles technologies de l’information tout au long de la chaîne de valeur agricole. Cette intégration accélère la transformation numérique du secteur, contribuant ainsi au renforcement de la sécurité alimentaire nationale.
2. Les défis de la mécanisation agricole dans les régions vallonnées et montagneuses
La production agricole dans les régions vallonnées et montagneuses présente des caractéristiques géographiques uniques qui posent de nombreuses difficultés à la circulation et au travail des machines agricoles. Les principaux défis actuellement rencontrés par la mécanisation agricole dans ces régions comprennent :
1. Relief complexe: Le terrain ondulé et abrupt, avec des parcelles étroites, petites, dispersées et pentues, ne se prête pas à une transformation mécanique coûteuse, limitant l’utilisation de grosses machines. Cela nécessite le développement de machines agricoles de petite taille, adaptables au terrain et adaptées aux petites parcelles.
2. Manque de machines agricoles spécialisées: En Chine, les machines adaptées aux terrains vallonnés sont insuffisantes et les machines spécialisées sont rares. La plupart des machines de coteaux existantes sont des versions modifiées de machines de plaine, contraintes par les conditions environnementales et présentant une faible efficacité opérationnelle, sans exploiter pleinement les avantages de la mécanisation.
3. Marges d’amélioration des performances techniques: Par rapport aux pays avancés, la R&D chinoise des machines agricoles de coteaux a démarré relativement tard. Le secteur manque notamment de machines légères, efficaces et très stables pour les terrains vallonnés et montagneux. Des technologies clés telles que la conception et la fabrication de moteurs à forte puissance et faibles émissions, l’optimisation de la résistance à l’usure des organes de coupe et la réduction de la consommation énergétique, ainsi que la conception allégée des châssis, doivent encore être développées.
4. Contraintes liées aux caractéristiques de la production agricole: La structure des cultures est complexe, avec une grande diversité de variétés et des processus agronomiques élaborés, entraînant des besoins diversifiés en technologies et équipements. Par exemple, dans le sud-ouest de la Chine, où la culture associée de cultures vivrières et commerciales est courante, le taux de mécanisation intégrée de la pomme de terre est inférieur à 30 %, et les taux de semis et de récolte mécanisés sont à un chiffre.
5. Manque de coordination entre la mécanisation agricole et l’agronomie: Il existe un manque de coordination efficace entre les exigences agronomiques et les opérations des machines agricoles traditionnelles, notamment en matière de montée de pentes, de franchissement d’obstacles et d’opérations intelligentisées, ce qui affecte la promotion et l’application des machines agricoles.
3. Solutions innovantes pour la mécanisation agricole dans les régions vallonnées et montagneuses
Les progrès récents de l’intelligence artificielle (IA) et des technologies d’intelligence incarnée ont apporté des solutions innovantes à la mécanisation agricole dans les régions vallonnées et montagneuses. En particulier, les technologies robotiques ont montré des avantages notables en matière d’adaptabilité aux terrains complexes, de capacité d’opération de précision et d’exécution de tâches diversifiées, ce qui en fait un moteur clé de la modernisation agricole dans ces régions. L’introduction de ces technologies émergentes peut promouvoir l’intelligence, l’automatisation et l’efficacité des machines agricoles de coteaux dans les cinq aspects suivants :
1. Renforcement des capacités opérationnelles des machines agricoles de coteau en terrain complexe: Dans les zones à fortes pentes, l’IA utilise l’apprentissage profond et la vision par ordinateur pour analyser en temps réel le terrain, les informations sur les cultures et les obstacles, planifier automatiquement des trajectoires de travail adaptatives et ajuster dynamiquement la vitesse et la profondeur de travail afin d’assurer un fonctionnement fluide et d’améliorer significativement la capacité opérationnelle en terrain complexe. Pour améliorer encore l’adaptabilité, une conception roue-patte peut être adoptée, combinant les avantages des robots à roues et à pattes pour se déplacer de façon stable sur des sols irréguliers et franchir facilement de petits obstacles tout en conservant une vitesse élevée.
2. Amélioration de l’efficacité des opérations sur les petites parcelles: Les parcelles sont petites et dispersées, rendant l’accès difficile aux grosses machines; les petites machines actuelles manquent d’intelligence, ce qui accroît les besoins en main-d’œuvre. L’intelligence incarnée améliore la flexibilité et le contrôle de précision, permettant la planification de trajectoires et le contrôle des opérations dans des parcelles étroites. Les machines peuvent se déplacer entre parcelles, détecter les obstacles et percevoir l’espace pour éviter les collisions et les erreurs, améliorant l’efficacité et réduisant le gaspillage d’énergie et de temps.
3. Promotion de l’intégration entre les machines agricoles et l’agronomie: L’IA peut apprendre en profondeur les exigences agronomiques de différentes cultures et réaliser un ajustement précis entre les modes de travail et les besoins agronomiques. Les paramètres peuvent être ajustés dynamiquement selon les stades de croissance, les variations climatiques et l’état des sols, assurant une forte concordance. Cette intégration optimise le processus et améliore l’efficacité globale.
4. Renforcement de l’adaptabilité des machines agricoles aux changements environnementaux spécifiques des régions vallonnées et montagneuses: L’intelligence incarnée intègre divers capteurs pour percevoir en temps réel les changements et ajuster dynamiquement les paramètres. Par exemple, lorsque l’humidité du sol est élevée, le système ajuste la profondeur de labour pour éviter un compactage excessif. Cette perception et cette adaptation améliorent la stabilité et l’adaptabilité des machines dans ces environnements.
5. Réalisation de la collaboration air-sol et de l’optimisation des ressources: Les champs étant dispersés, une seule machine a une efficacité faible et peut gaspiller des ressources. La coopération entre drones (UAV) et machines au sol permet une gestion efficace et des opérations de précision. Les drones collectent rapidement des informations sur le terrain et l’état des cultures, transmettent les données en temps réel aux machines au sol qui effectuent ensuite des opérations précises. Cette coopération augmente l’efficacité, réduit les risques liés au relief et offre une nouvelle solution pour la modernisation agricole dans ces régions.
4. État d’avancement actuel des machines agricoles de coteau en Chine
Ces dernières années, la Chine a progressé en R&D et en innovation de produits de machines agricoles de coteaux. Des entreprises et universités ont lancé des micro-motoculteurs, de petits tracteurs et des machines de gestion horticole adaptés aux opérations en coteaux. Par exemple :
• La moissonneuse-batteuse sur chenilles PL70 « King of Grain » de Zoomlion (Figure 2a) présente une puissance élevée, une garde au sol de 550 mm et des chenilles allongées pour s’adapter aux terrains complexes.
• Le motoculteur rotatif sur chenilles autopropulsé 1GZL-130A Xinyuan Leopard de Chongqing Xinyuan (Figure 2b) est compact, avec une forte capacité de franchissement, une bonne stabilité et une grande aptitude à grimper, adapté aux champs étroits et irréguliers.
• Le motoculteur rotatif sur chenilles WMG15 de Chongqing Weima (Figure 2c) utilise des chenilles triangulaires à hauts crampons à faible pression au sol et peut tourner sur place grâce à un freinage unilatéral, adapté aux champs étroits et irréguliers.
• Le tracteur M1002-3C de Weichai Lovol (Figure 2d) dispose de chenilles triangulaires intégrées et d’une garde au sol élevée, contribuant à réduire le risque de renversement sur terrain vallonné complexe. Son dernier tracteur F3000 a un petit rayon de braquage et peut s’adapter à des pentes jusqu’à 25° grâce à une structure articulée et torsionnelle et à une technologie de contrôle adaptatif.
• Le tracteur de coteaux MH804M de YTO (Figure 2e) a un profil bas et un système moteur puissant, adapté aux espaces étroits et aux pentes.
• La récolteuse de fruits de camélia oléifère 4CLY-100 de Jiangsu World (Figure 2f) dispose d’un centre de gravité bas, de freins à disque et d’une grande visibilité, assurant stabilité et sécurité sur pentes raides.
Figure 2 Les machines agricoles de coteaux en Chine
(a) Moissonneuse-batteuse sur chenilles PL70 « King of Grain » de Zoomlion ; (b) Fraise rotative sur chenilles autopropulsée 1GZL-130A Xinyuan Leopard de Chongqing Xinyuan ; (c) Fraise rotative sur chenilles WMG15 de Chongqing Weima ; (d) Tracteur M1002-3C de Weichai Lovol ; (e) Tracteur de coteaux MH804M de YTO ; (f) Récolteuse de fruits de camélia oléifère 4CLY-100 de Jiangsu World
5. Perspectives d’application et tendances de développement des technologies intelligentes dans l’agriculture de coteau
Dans le processus de modernisation agricole et de revitalisation rurale, les technologies intelligentes jouent un rôle crucial. Des technologies telles que les robots humanoïdes et l’intelligence incarnée offrent des solutions pratiques pour la modernisation de l’agriculture de coteaux. Elles peuvent non seulement s’adapter aux terrains complexes, mais aussi exécuter des tâches agricoles diversifiées, améliorant considérablement la flexibilité et l’efficacité de la production agricole.
L’intégration de ces technologies permettra aux machines de coteaux d’atteindre une production plus efficace et plus précise, accélérant ainsi la modernisation agricole et la revitalisation rurale. Dans le contexte du changement climatique mondial, ces technologies aideront les systèmes agricoles à mieux s’adapter aux évolutions environnementales, fournissant des bases scientifiques pour formuler des stratégies d’adaptation et renforçant la résilience de l’agriculture face aux défis climatiques. Grâce à ces avancées, l’agriculture de coteaux atteindra une efficacité et une précision accrues, apportant un soutien solide au développement agricole durable.
