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systèmes connectés : une centrale d'acquisition avec des capteurs de pression, une application smartphone, et une interface web.

Sitevi
25 novembre 2015

exposition de PICORE avec l'IRSTEA au salon des équipements et savoir-faire pour les productions de vigne et de vin de Montpellier.

2017

mise sur le marché du kit PICORE par l'entreprise allemande SIKA.

Visualisation d’une parcelle traitée - interface sur smartphone

Interface Picore sur Smartphone

Contrôle des données pendant la pulvérisation - interface sur smartphone

Interface Picore sur Smartphone

Création d’un traitement - interface web

Interface Picore sur le web

Qu'est-ce que la "smart viticulture" ?

Investir le domaine de la viticulture n’est pas chose aisée. Bien que la technologie y soit déjà présente, grâce à la mécanisation et à la généralisation de nouveaux outils et machines, les viticulteurs demeurent des usagers de terrain, où le travail du sol et de la main perdure et y reste même privilégié. L’évocation de nouveaux outils numériques avec des services sur ordinateur et smartphone déclenche parfois des réactions perplexes, voire une certaine méfiance avant d’emporter l’adhésion.

Le plus compliqué a été d’apprendre à me servir d’un smartphone…

Lionel Delsol, viticulteur

C’est sur ce terrain, entre savoir faire du vigneron, nouvelles technologies et environnement, que l’équipe d’intactile DESIGN a accompagné Vincent de Rudnicki, ingénieur de recherche à l’IRSTEA de Montpellier, et porteur du projet pour la SATT AxLR.

Le dispositif PICORE a une ambition qui n’est pas des moindres, il vise à aider le viticulteur à diminuer les quantités de produits phytosanitaires utilisées et donc d’en limiter l’impact sur l’environnement et la santé. Aujourd’hui les viticulteurs manquent de visibilité sur l’utilisation et le dosage réel de leurs produits au moment de l’épandage. En calculant la juste dose nécessaire, et en visualisant ce qui est réellement fait sur leurs parcelles, les viticulteurs vont pouvoir à court terme, réduire les quantités utilisées de 15 à 20% et tendre vers les objectifs fixés par le plan Ecophyto 2 en 2025.

On leur donne la possibilité de calculer la juste quantité de produits, d’avoir une qualité de traitement et donc in fine, une réduction de la quantité de produits utilisés.

Vincent de Rudnicki, ingénieur de recherche à l’IRSTEA

Le dispositif peut améliorer également la traçabilité des traitements, car si leurs dangers n’est plus à prouver, l’utilisation de produits phytosanitaires est contrôlée sur la base de ce que le viticulteur déclare. PICORE, en enregistrant ce qui est réellement effectué sur les parcelles, permettra au viticulteur d’avoir toutes les informations en main pour montrer la qualité de ses applications et les justifier objectivement.

L’enjeu du projet côté design est donc de concevoir et de développer avec l’IRSTEA un système d’objets numériques cohérents, simples d’usage et robustes, qui laissent la main à l’usager tout en lui faisant gagner du temps et de la qualité dans son travail, sans pour autant lui donner le sentiment d’être surveillé ou jugé par une machine.

À chaque objet connecté, un usage dédié

Lorsque l’on conçoit un système, il est nécessaire de bien définir à quel besoin on répond pour chacun des objets concernés. Les interactions qui les unissent doivent être fluides, les redondances sont à éviter. Un usager ne fait pas la même chose sur son ordinateur assis en journée, que sur son smartphone la nuit en conduisant un tracteur.

Trois éléments constituent le dispositif PICORE afin d’obtenir une expérience usager la plus efficiente possible.

L’application web permet au viticulteur de préparer en amont les traitements en fonction de la taille des parcelles, des produits, du matériel et d’avoir ainsi un suivi de l’ensemble des traitements phytosanitaires de l’exploitation.

La centrale d’acquisition des données (appelée aussi PicoreBOX) associée aux capteurs embarqués sur le pulvérisateur, est la partie technologique de PICORE, c’est elle qui permet de "prendre le pouls" du système au moment de l’épandage (vitesse, pression,etc).

Le smartphone est l’outil qui lance l’acquisition de données et permet de contrôler le bon déroulement en fonction des préconisations faites pour le traitement.

Schéma de fonctionnement de l’écosystème Picore

le viticulteur prépare ses traitements sur son interface web en amont

les données sont envoyées au web serveur

pendant le traitement les capteurs et le boîtier enregistrent les données du traitement et l'interface smartphone permet de contrôler/réguler l'épandage en temps réel

le viticulteur visualise la qualité de son traitement sur la parcelle

les données acquises sont renvoyées sur l’interface web

Des viticulteurs présents à chaque étape du cycle de conception

Réfléchir de manière étroite avec les viticulteurs n’était pas une approche étrangère à Vincent, et c’est naturellement qu’il a fait confiance à intactile DESIGN pour aborder le projet avec nos propres méthodes d’observations d’usage in situ, suivies de séances de co-conception et de tests avec les viticulteurs. Cela semble une évidence, mais garder les utilisateurs finaux dans la boucle tout au long de la conception n’est pas toujours un processus bien respecté. Loin d’être des freins, les viticulteurs sont, de part leur métier les garants des usages, des gestes, des ressentis sur lesquels le designer va pouvoir détecter des signaux faibles et identifier les éléments pertinents pour mener une bonne conception. Leur expérience du terrain est donc indispensable au déroulement du projet.

Plusieurs viticulteurs ont été rencontrés sur leurs exploitations à Neffies, Alignan-du-Vent et Grabels (34), ce fut l’occasion de recueillir des témoignages sur leur manière de traiter les vignes, d’observer leurs gestes avec le matériel et les produits et de mieux cerner leur contexte de travail.

Séance d'observation d'usage

Observations d’usage in-situ

L’épandage est une technique agricole bien particulière qui reste assujettie aux conditions météo, aux spécificités de la vigne et du terrain d’exploitation, à la sécurité et la réglementation qui encadrent l’usage de produits phytosanitaires. Les interfaces doivent être imaginées dans ce contexte bien précis et répondre à un certain nombre de contraintes métier pour être réellement utilisables sur le terrain.

Les viticulteurs ont été présents dès les premières séances de co-conception, amenant des idées, des remarques constructives sur les propositions. C’est donc collectivement au moyen de maquettes papier, que nous avons conçu l’interface de l’application smartphone et web, en veillant à répartir avec cohérence les usages des viticulteurs sur les deux supports. Une fois les storyboards validés, et les premiers développements initiés, une première version du système a été testée en situation avec les viticulteurs. Cette phase est cruciale car elle permet de valider ou d'invalider des éléments des interfaces (taille des objets, compréhension des interactions, …). De manière itérative, la conception et le design graphique sont donc améliorés pour que le système gagne en robustesse.

Séance de conception

Conception participative avec les viticulteurs autour des maquettes papier

À mi-parcours du projet, un premier test a été réalisé en situation quasi-réelle afin d’évaluer l’expérience utilisateur avec le smartphone. Cependant pour des questions de sécurité, il n’a pas été possible de réaliser cette observation de nuit avec la présence de réels produits phytosanitaires.

Au moyen de la vidéo, nous avons pu vérifier l’appropriation d’une première version de l’outil par le viticulteur, relever ses incompréhensions, valider les grands principes d’usage.

Extrait vidéo de l’étude comportementale

À l’épreuve de la réalité, l’interface conçue pour le smartphone a su évoluer. Grâce aux observations nous avons pu améliorer l’interface. Par exemple, la taille et la disposition de certains objets ont été revues de manière à être encore plus adaptées aux dimensions des doigts des viticulteurs !

Des visualisations graphiques en adéquation avec les usages et les données

Le système PICORE permet de récupérer un grand nombre de données au moment d'un traitement. Pour être lisibles par l'usager elles doivent faire appel à des représentations (formes et couleurs) adaptées aux besoins et aux usages du viticulteur.

Visualiser et contrôler un traitement en cours

Visualisation smarthone acquisition

Lorsqu’il est dans son tracteur, le viticulteur contrôle principalement sa trajectoire, sa vitesse et son pulvérisateur. Bien qu’il ait préparé les bonnes quantités de produits dans sa cuve, il risque un sous ou sur-dosage.

Le smartphone agit comme une extension du tableau de bord. Plusieurs informations y sont affichées : vitesse, débits, niveau de cuve, température, etc.

Les variations de couleurs signalent un problème : une avarie matérielle, une déviation de la préconisation, etc. Le viticulteur a ainsi la possibilité de réajuster rapidement ses paramètres pendant le traitement. Par souci de confort, l’écran de l’acquisition utilise des teintes rabattues, de manière à ne pas éblouir le viticulteur lors de sa tâche qui est souvent effectuée de nuit.

Comprendre ce qui a été réalisé

Visualisation smarpthone acquisition

Le viticulteur obtient le tracé géolocalisé de ce qu’il a réellement effectué sur sa parcelle.

À chaque couleur correspond un niveau de dosage : le vert indique que le bon dosage a été appliqué, le bleu qu’il y a eu sous-dosage (la vigne risque d’être moins bien protégée que prévu), le rouge alerte sur le fait que la zone a reçu trop de produit.

L’image de la parcelle est un bon indicateur de la tâche réalisée, le viticulteur en fonction de son terrain va identifier plus finement les zones à risques et donc là où il peut améliorer son traitement.

Ce résultat visuel permet au viticulteur d’avoir immédiatement un retour qualitatif sur son travail, et a fortiori va l’encourager à perfectionner sa pratique (avoir la juste dose, économiser des produits, limiter l’impact sur l’environnement, etc). Grâce à l'image de la parcelle, le viticulteur va identifier plus finement les zones à risques de son terrain.

Superviser les parcelles et anticiper

Les traitements sont préparés en amont via l’interface web, ils y sont ensuite archivés. L’application se présente davantage comme un outil de gestion en proposant au viticulteur de voir l’ensemble de ses traitements effectués et à venir. Le mode de représentation en timeline permet d’avoir l’historique des traitements de la parcelle, de mieux anticiper la rémanence des produits et donc les prochains traitements.

Timeline interface web

Suites à venir…

Après une année de mise au point et de tests avec les premiers utilisateurs, le Kit PICORE devrait être lancé courant 2017 par l’entreprise allemande SIKA en charge de sa commercialisation.

La flexibilité de son installation (amovible et compatible à tout type de matériel) et son coût relativement modéré (autour de 2500 €), rendront le dispositif très accessible aux viticulteurs.

Le monde de la viticulture parle déjà de PICORE (La vigne, Paysan du Midi, France 3). Les résultats et l’impact sur les méthodes actuelles de traitements sont tels, que le dispositif pourrait s’appliquer à d’autres domaines agricoles gourmands en produits phytosanitaires. Affaire à suivre…

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