Agriculture de précisionDes capteurs pour un futur en vert

Sur les huit dernières années, Edward du Val et son père Henry sont passés des grandes cultures de vente à un système tourné vers la produc­tion éner­gé­tique. Le deux premiers métha­ni­seurs ont débarqué en 2011 sur cette exploi­ta­tion anglaise de 405 ha. Fin 2012, l’installation tour­nait à 500 kW par heure avec 230 m³ de biogaz valo­risés par cogé­né­ra­tion.

Diver­si­fi­ca­tion

Un an plus tard, l’entreprise a réévalué sa stra­tégie afin d’améliorer sa renta­bi­lité, et a décidé de s’orienter, en complé­ment de la cogé­né­ra­tion, vers l’injection de biomé­thane dans le réseau, déblo­quant de nouvelles aides et viabi­li­sant la produc­tion sur le long terme.

Henry (g) et Edward (d) du Val ont lancé la construc­tion de deux premiers biodi­ges­teurs en 2011.

Deux autres métha­ni­seurs et une seconde unité de cogé­né­ra­tion ont été mis en place. La produc­tion totale d’électricité est de 1 100 kW par heure avec 505 m³ de biogaz. Paral­lè­le­ment, 2 200 m³ de biogaz sont traités. Après sépa­ra­tion du CO₂, ce sont 1 200 m³ de biomé­thane qui partent alimenter le réseau national.

L’efficacité du système est essen­tielle pour péren­niser la vente d’énergie.

Edward du Val

En 2016, dans un souci d’économie circu­laire et de dura­bi­lité, la famille a construit une unité de captage et de liqué­fac­tion du CO₂, capable de convertir le gaz carbo­nique rési­duel en un produit de qualité alimen­taire destiné à l’industrie (bois­sons gazeuses).

HARVEST LAB 3000

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Aujourd’hui, l’investissement de 25 millions de livres ster­ling (28 millions d’euros) donne un retour de 12 %, et les Du Val sont en bonne voie pour atteindre l’objectif fixé d’un bilan carbone négatif. La produc­tion d’énergie verte de l’exploitation suffit à alimenter 8 500 foyers en gaz et à couvrir ses propres besoins en énergie élec­trique.

Des données exactes

La dura­bi­lité de la produc­tion condi­tionne le tarif de rachat de l’énergie par l’État, détaille Edward du Val. « L’efficacité [du système] est essen­tielle pour péren­niser la vente d’énergie et sécu­riser la marge. Mais nous devons égale­ment fournir des données trimes­trielles pour l’évaluation de notre dura­bi­lité, et nous sommes soumis à un audit annuel sur l’ensemble de l’exploitation, y compris les 40 fermes qui cultivent pour nous sous contrat dans un rayon de 30 miles ! (48 km) »

Des données précises sont donc primor­diales, et c’est là que la tech­no­logie proche infra­rouge (NIR) du capteur HarvestLab 3000 entre en jeu. « Nous sommes très amateurs de tech­no­logie, et nous pensions que ce capteur pour­rait améliorer le travail de terrain et répondre aux exigences de dura­bi­lité et de traça­bi­lité », ajoute-t-il. Gestion des cultures, métha­ni­sa­tion, logis­tique… « C’est un outil d’aide à la déci­sion de plus en plus impor­tant pour l’exploitation. »

Pré-récolte

Les métha­ni­seurs avalent quelque 3 642 ha de cultures par an, répar­ties à parts égales entre des variétés de maïs et de seigle à haut rende­ment. Le rende­ment en biogaz visé est de 250 m³ par tonne de végétal. La teneur en matière sèche (MS) est un élément clé lors de la métha­ni­sa­tion. Edward du Val récolte maïs et seigle à respec­ti­ve­ment 32-42 % et 36-46 % de MS.

Une récolte trop tardive ou trop précoce est lourde de consé­quence pour le rende­ment en biogaz. « À partir du moment où le taux de MS dépasse les 44-46 %, la culture s’enrichit en lignine, ce qui allonge la durée de métha­ni­sa­tion. Dans ces condi­tions, la récolte ne génère pas son poten­tiel de biogaz sur les 150 jours de réten­tion. » De même, trop d’humidité affecte lour­de­ment le poten­tiel.

Lors de la récolte, le capteur HarvestLab est monté sur la goulotte de l’ensileuse.

Une mesure fine du taux de MS est donc essen­tiel en pré-récolte. « En fonc­tion de la météo, les cultures peuvent arriver rapi­de­ment à matu­ra­tion en juillet, avec une augmen­ta­tion du taux de 0,5 % par jour pour le seigle et d’environ 1 % par semaine pour le maïs. »

Nous sommes en mesure de déter­miner quelles parcelles devront être ensi­lées en prio­rité

Edward du Val

Edward du Val utilise le capteur HarvestLab direc­te­ment dans le champ, avec une batterie de 12V et un ordi­na­teur portable à l’arrière du camion. « Nous échan­tillon­nons la culture sur place et nous obte­nons un taux de MS en quelques minutes » décrit-t-il. « Nous sommes ainsi en mesure de déter­miner quelles parcelles devront être ensi­lées en prio­rité et d’ajuster la logis­tique en consé­quence. C’est un gain de temps, de carbu­rant et de main-d’œuvre. Nous avons aussi un prévi­sionnel de la dispo­ni­bi­lité des cultures pour les diges­teurs, tout en dispo­sant de registres précis pour les audits. »

Récolte

Lors de la récolte, le capteur NIR fournit un retour d’information en temps réel sur le rende­ment et livre ainsi, en plus de la docu­men­ta­tion règle­men­taire, des infor­ma­tions utiles pour le pilo­tage des cultures. « Les exploi­ta­tions font pousser les plantes, mais nous prenons en charge la récolte et nous stockons sur place en silos ag-bag. »

Le capteur est monté sur l’ensileuse, guidée avec une préci­sion RTK, et l’opérateur peut immé­dia­te­ment visua­liser les rende­ments et la compo­si­tion du flux de récolte, comme le MS et les nutri­ments. Tout est docu­menté en direct – un moyen de ratio­na­liser par la suite le processus de factu­ra­tion, de même que la gestion des cultures.

La teneur en matière sèche est analysée direc­te­ment au champ.

Lorsque la récolte arrive sur le site de métha­ni­sa­tion, Edward du Val utilise le capteur proche infra­rouge sur le pont-bascule pour mesurer à nouveau les para­mètres de MS et de nutri­ments. « Par rapport à une mesure de la matière sèche dans un four, qui dure environ 35 minutes, cela nous fournit une réfé­rence rapide lorsque beau­coup de camions arrivent en même temps. »

Épan­dage

Toujours dans un objectif d’économie circu­laire, la phase solide du digestat est épandue ou vendue comme paillage de jardin. Le digestat liquide est réuti­lisé dans l’installation afin d’économiser l’eau, ou valo­risé comme engrais liquide riche en nutri­ments pour la prochaine culture.

Edward du Val utilise le capteur sur la cuve de l’épandeur pour une lecture en continu de des éléments NPK dispo­nibles dans le digestat. Dans la cabine du trac­teur, les objec­tifs pour les trois nutri­ments et les taux limites sont para­mé­trés. Sur la base de ces réglages, le HarvestLab commu­nique avec le système de guidage et ajuste la vitesse de travail. En cas de digestat moins homo­gène dans la cuve, le système freine ou accé­lère le trac­teur, pour une répar­ti­tion précise et régu­lière des nutri­ments sur l’ensemble du champ. « Par rapport à une conduite ″à l’aveuglette″ à vitesse constante, la diffé­rence est énorme.  »