From the Field De la Silicon Valley à la Tanzanie : Mettre l'IA au service des petit.e.s agriculteur.rice.s

Notre Land Cruiser traverse une épaisse poussière, dépassant des chèvres qui picorent de maigres herbes et des Maasaï qui gardent leurs troupeaux. Le sol est craquelé et sec, il n'a pas plu depuis plus de trois mois.

Les touristes connaissent Arusha comme la capitale des safaris de la Tanzanie, une porte d'entrée vers le Serengeti ainsi que vers les montagnes Meru et Kilimandjaro. Notre destination se trouve dans l'ombre du Kilimandjaro ; un patchwork de champs dont les agriculteur.rice.s dépendent pour les légumes, les fruits, et surtout, les haricots – une source précieuse de protéines alimentaires et de revenus. Mais même avec l'irrigation, la région ressent la pression du changement climatique.

 

« Cette année, comme nous n'avons pas eu de pluies, la saison a échoué, les conditions météorologiques sont très mauvaises pour tout type de plante. »

Les agriculteur.rice.s subissent une pression croissante, alors que le climat devient plus extrême, les ravageurs et les maladies plus prévalents, et les engrais plus chers (les prix ont plus que doublé l'année passée), pour identifier des variétés plus résilientes de leurs cultures de base. Une variété de haricot qui atteint la maturité quelques semaines plus tôt, qui est un peu plus robuste pendant une sécheresse, tolère les ravageurs et les maladies, ou produit quelques gousses de plus par plante... cela peut faire la différence entre la dette et la faim, ou une famille bien nourrie et prospère.

Mais comment les agriculteur.rice.s savent-ils.elles quelles variétés sont les mieux adaptées à leurs champs ? Et comment les sélectionneur.euse.s de cultures peuvent-ils.elles développer des variétés adaptées localement pour répondre aux conditions environnementales urgentes et changeantes ? Il faut généralement dix ans pour développer pleinement une nouvelle variété de culture - un délai qui n'est plus assez rapide pour suivre le rythme du changement climatique.

Depuis des milliers d'années, les agriculteur.rice.s observent leurs champs et utilisent leurs sens pour sélectionner les variétés de cultures les plus prometteuses ; quelles plantes ont plus de gousses, des feuilles plus vertes, etc. En agriculture moderne, nous appelons cela le « phénotypage », le processus central qui anime l'amélioration variétale des cultures. Le phénotypage implique généralement un presse-papiers, un stylo, des décennies d'expérience et beaucoup de patience. Outre le fait qu'il est extrêmement chronophage, le processus est subjectif et sujet à des erreurs. Par exemple, il est impossible de compter physiquement toutes les fleurs ouvertes dans le champ, donc les sélectionneur.euse.s utilisent leur meilleure estimation. Ces estimations ne sont pas toujours précises, car de nombreux programmes de sélection doivent phénotyper des centaines ou des milliers de parcelles, souvent dans des conditions chaudes et humides sous le soleil, sollicitant le nombre limité de technicien.ne.s formé.e.s.

Ces dernières années, la technologie d'imagerie numérique a créé de nouvelles possibilités pour une mesure plus rapide et plus précise des caractéristiques des plantes. Le phénotypage numérique combine la collecte massive de photos sur le terrain avec une analyse rapide des données, alimentée par l'intelligence artificielle (IA). Les algorithmes modernes d'IA sont capables de classer et de compter rapidement, efficacement et précisément les objets dans une image.

Un facteur majeur limitant l'accessibilité est le coût. Les outils de phénotypage basés sur l'imagerie de haute technologie peuvent coûter des dizaines à des centaines de milliers de dollars, alors que les smartphones représentent une petite fraction de ces coûts. Par conséquent, Artemis développe des technologies d'imagerie déployables sur smartphone, basées sur une IA puissante, qui peuvent être utilisées dans les téléphones courants, permettant ainsi aux sélectionneur.euse.s et agriculteur.rice.s d'accéder à la technologie de pointe. Cependant, adapter la technologie aux réalités agricoles peut être délicat, car les conditions de la Silicon Valley sont complètement différentes des réalités des fermes de petit.e.s agriculteur.rice.s dans le Sud global.

Ce défi a amené l'équipe de Mineral de Californie jusqu'en Tanzanie rurale. Ils sont arrivés avec des questions : Quels sont les goulets d'étranglement actuels pour les sélectionneur.euse.s de plantes ? Comment les agriculteur.rice.s évaluent-ils la productivité des cultures ? Quelles sont les opportunités d'appliquer la technologie pour un changement positif dans le système de sélection actuel et les champs des agriculteur.rice.s ?

Alors que nous nous tenons entre les rangées de plants de haricots, les agriculteur.rice.s locaux.elales partagent leurs observations sur tout, depuis le nombre de gousses sur chaque plante jusqu'au nombre de feuilles. Pour les ingénieur.e.s technologiques, c'est l'occasion de considérer l'expérience de l'utilisateur.rice final.e et d'anticiper comment surmonter les obstacles pour un développement et une adoption réussis.

« J'ai décidé de passer au secteur agricole pour voir comment quelqu'un avec mes compétences pourrait avoir un impact sur l'atténuation du climat. Il a été extrêmement important de venir ici et de parler directement aux agriculteur.rice.s pour comprendre les facteurs qui influencent leur prise de décision... Par exemple, les haricots qui perdent leur couleur ou qui changent de couleur plus lentement - pourquoi sélectionnerions-nous quelque chose comme cela ? Les agriculteur.rice.s se soucient de cela parce que cela leur permet de conserver la semence plus longtemps, ce qui leur donne plus de contrôle pour obtenir un bon prix pour leur semence. Je n'aurais pas pu apprécier cela à moins de venir ici et de parler directement avec les agriculteur.rice.s. »

Ensuite, l'équipe se rend à la station de terrain d'Arusha de l'Alliance, située à l'Institut de Recherche Agricole de Tanzanie (TARI), pour rencontrer le Dr Teshale Mamo. Teshale est sélectionneur de haricots par profession et par passion. Originaire d'Éthiopie, il a étudié l'agriculture en Italie et aux États-Unis avant de prendre la décision peu conventionnelle de retourner au travail de terrain en Tanzanie. Il compte désormais des décennies d'expérience dans le développement méticuleux de variétés adaptées localement dans de nombreux pays à travers le monde.

En parlant avec l'équipe de Mineral, Teshale explique que les caractéristiques favorables ne concernent pas seulement la performance sur le terrain. Il présente sa variété préférée, un haricot rond jaune, appelé 'Njano' en swahili. Le temps de cuisson rapide, le bon goût et la forte demande du marché en font la variété préférée dans le nord de la Tanzanie.

« Pourquoi ai-je une passion pour la sélection ? Je veux changer la vie des agriculteur.rice.s et fournir de bonnes variétés savoureuses aux consommateur.rice.s. De nos jours, le changement climatique est une réalité, et dans notre programme de sélection, nous travaillons à développer des variétés de haricots résilientes – des variétés adaptées au climat. Notre recherche se concentre sur la demande des consommateur.rice.s – le moteur, c'est le.les consommateur.rice.s, pas nous. »

Adoptant une approche de conception centrée sur l'utilisateur.rice, Artemis s'appuie sur la technologie Mineral initialement développée pour les rovers actuellement au hub de l'Alliance en Colombie. Les développeur.euse.s estiment que la technologie est suffisamment mature pour être déployée sous forme d'application mobile capable de collecter et d'analyser largement les images des cultures. Étant donné l'ubiquité des smartphones dans le monde, la réduction des coûts et l'augmentation de la portée dans le Sud global, cet outil pourrait être transformateur pour apporter la sélection végétale aux agriculteur.rice.s – l'objectif ultime de la collaboration entre l'Alliance et Mineral. Le scientifique de l'Alliance, David Guerena, qui dirige Artemis, explique :

« Il y a historiquement eu un décalage entre le processus de sélection végétale formel et les agriculteur.rice.s. Les avancées en sélection sont réalisées par phénotypage, qui nécessite des environnements contrôlés et est limité par le nombre relativement faible de sélectionneur.euse.s de plantes techniquement formé.e.s. Artemis est un multiplicateur de force, répliquant le processus de phénotypage des sélectionneur.euse.s de plantes via la puissance de l'IA et l'ubiquité des smartphones. Cette technologie promet non seulement d'augmenter la précision de la sélection végétale, mais aussi de transférer le processus de sélection du centre de recherche aux champs des agriculteur.rice.s. »

Alors que la visite sur le terrain se termine, nous apprécions un déjeuner de haricots locaux, ‘tuko pamoja’, une expression swahilie qui signifie ‘nous sommes ensemble’. Chercheur.eure.s, sélectionneur.euse.s, ingénieur.e.s et agriculteur.rice.s sont ensemble à table, mais aussi unis.e.s pour lutter contre le changement climatique, la pauvreté et l'insécurité alimentaire à travers une meilleure sélection des cultures.