Image :Un tracteur automoteur ramasse indépendamment des caisses de fruits pendant la récolte.
Ils sont bien agencés :des dizaines de véhicules autonomes ou véhicules guidés automatisés † Ils sont situés dans un hall d'usine, où ils disposent d'une marge de manœuvre plus que suffisante. Pourtant rien ne se passe. La raison :un cône bloque la trajectoire préprogrammée du premier véhicule en ligne. Pieter-Jan Note les a assez vus passer, ce genre de vidéos cocasses circulant sur internet. "En principe, ces véhicules sont autonomes, mais ils ne peuvent pas éviter les obstacles", explique le Core Lab Manager MotionS de Flanders Make. "Ils restent là jusqu'à ce que quelqu'un leur enlève le cône."
Les véhicules auxquels Note fait référence sont encore très limités dans leurs capacités. Ils n'interviennent que dans un contexte précis, par exemple lorsqu'ils voient une ligne au sol. Note travaille sur une nouvelle génération de ces véhicules pour Flanders Make. Cette génération est déjà beaucoup plus intelligente et autonome. Dans un projet, Note et ses collègues ont fait conduire un véhicule dans un couloir plein d'obstacles, qu'il a ensuite esquivé de lui-même.
Dans les coulisses, Flanders Make et d'autres centres de recherche, en collaboration avec des entreprises, franchissent des étapes importantes dans le développement de véhicules industriels. Cela concerne les véhicules destinés à l'industrie manufacturière, mais aussi à l'agriculture, la logistique et l'exploitation minière. De nouvelles technologies telles que l'autonomie, les drones et l'électrification émergent de plus en plus.
Flanders Make a collaboré avec le constructeur automobile CNH Industrial, entre autres, pour développer un tracteur autonome. "Il y a certainement un besoin pour une technologie permettant d'économiser du travail dans l'agriculture", déclare Note. « En raison de la nature lourde et temporaire du travail, le travail saisonnier devient de plus en plus difficile à capter, et les agriculteurs voient quelque chose dans l'autonomie des processus. Nous voulons également automatiser les tâches répétitives, afin que les agriculteurs ou les travailleurs eux-mêmes puissent se concentrer sur d'autres choses."
'Dans le futur, nous verrons des essaims de petits tracteurs et robots autonomes'
Note et son équipe ont placé une série de capteurs sur un tracteur existant. Un système logiciel basé sur l'intelligence artificielle traite les données associées et les utilise pour prendre des décisions sur la conduite du tracteur. Par exemple, si l'objectif du tracteur est de se déplacer d'un point A à un point B sur un champ et qu'il voit un obstacle entre ces deux points, le tracteur esquive cet objet.
Au départ, Flanders Make a développé les capteurs et les logiciels pour rendre les voitures et les bus autonomes. Aujourd'hui, le centre de recherche applique la technologie aux véhicules industriels. Selon Note, beaucoup d'innovations ont lieu dans des niches spécifiques, comme l'agriculture. Selon lui, la Belgique peut faire la différence à cet égard. « La Belgique n'a plus ses propres constructeurs automobiles. Des constructeurs de niche sont présents :constructeurs de chariots élévateurs, de véhicules agricoles et de drones. Grâce à notre expertise, nous rendons également ces types de véhicules autonomes."
Une remarque importante :les véhicules autonomes doivent bien sûr également être sûrs, en particulier lorsqu'ils travaillent avec des personnes dans les halls d'usine. "Une règle empirique est qu'un véhicule autonome devrait être dix fois plus sûr que s'il était conduit par un humain", explique Note. « S'ils n'ont pas cette garantie, les gens hésitent à abandonner
le contrôle. Vous voulez être absolument sûr que la machine est plus sûre. Nous accordons une grande importance à cela dans nos recherches."
Les tracteurs qui conduiront les champs de demain ne changeront pas seulement à l'intérieur. « Aujourd'hui, les tracteurs deviennent de plus en plus gros pour améliorer l'efficacité du travail. Les fabricants veulent s'assurer que vous pouvez couvrir autant de domaines que possible en même temps avec un seul pilote.
C'est le plus efficace», explique Simon Cool, ingénieur de recherche à l'Institut de recherche agricole, halieutique et alimentaire (ILVO). « Mais si vous travaillez avec des tracteurs autonomes, ces machines n'ont plus besoin d'être aussi grosses. Ensuite, vous évoluez vers des collaborations entre des machines plus petites."
Cette évolution présente plusieurs avantages. Les petites machines sont plus sûres à manœuvrer. De plus, ils contrecarrent un compactage supplémentaire du sol. L'un des effets secondaires des gros tracteurs lourds est qu'ils compriment fortement le sol, le dégradent et perdent une partie de sa structure. Les véhicules plus petits et autonomes qui fonctionnent ensemble réduisent cet effet.
"Dans le futur, nous verrons des essaims de petits tracteurs et robots autonomes", pense Cool. « Un tracteur peut alors avoir un aspect différent, car des éléments tels que la cabine peuvent disparaître. Pour l'instant, les grands constructeurs essaient encore de garder l'œil ouvert, ils sont donc spécialisés dans les designs classiques. Mais ces dernières années, de plus petites entreprises ont vu le jour avec des prototypes, et nous voyons même apparaître des robots agricoles sur le marché."
En plus des tracteurs autonomes, les drones pourraient bientôt être introduits dans les champs agricoles. «Les drones doivent être situés dans le contexte plus large de l'agriculture de précision», déclare Jonathan Van Beek, chercheur à l'ILVO. "Ils peuvent cartographier les variations dans ou entre les champs."
En Allemagne, les agriculteurs utilisent des drones pour relâcher certaines espèces de guêpes parasites. Ces guêpes attaquent les insectes nuisibles qui mangent les cultures.
L'agriculture de précision fait référence à une tendance des agriculteurs à être informés et plus précis. Par exemple, au lieu de pulvériser un champ entier avec des pesticides, des engrais ou de l'eau, les agriculteurs ne le feront que sur les parcelles de terrain spécifiques où cela est nécessaire. C'est plus efficace et plus écologique. Cela nécessite une utilisation intensive des données. Sans cette information, l'agriculteur ne saura pas quelles actions sont nécessaires et où.
Les drones peuvent fournir certaines de ces données. Ils peuvent être utilisés pour observer des paramètres importants pour les cultures. "Tout d'abord, les drones chevauchent d'autres méthodes de collecte de données", explique Van Beek. "Pensez simplement aux caméras sur les tracteurs, ou aux images d'avions ou de satellites." Bien que les appareils puissent également être utilisés plus activement. En Allemagne, les agriculteurs utilisent des drones pour lâcher certaines espèces de guêpes parasites. Ces guêpes attaquent les insectes nuisibles qui dévorent les cultures.
"Une telle technologie renforce l'agriculture biologique et réduit l'utilisation de pesticides", déclare Jürgen Vangeyte, directeur scientifique de l'ILVO. "En même temps, nous n'avons bien sûr pas l'intention de pousser la technologie par elle-même. La technologie n'est qu'un élément d'une approche plus large visant à rendre l'agriculture plus durable. »
De plus, l'analyse de rentabilisation des drones est encore quelque peu difficile pour les agriculteurs aujourd'hui. « Certainement en Belgique. La loi stipule que vous avez besoin d'un pilote de drone certifié pour faire fonctionner les appareils », explique Van Beek.
Néanmoins, il prédit que les drones trouveront également leur place dans l'agriculture de ces régions dans les années à venir. À la fin de l'année dernière, l'Europe a introduit de nouvelles réglementations qui permettent aux agriculteurs d'utiliser plus facilement des drones sur leur propre territoire. De plus, les prix d'achat baissent.
Les drones peuvent également transformer le travail dans les grands magasins. « Pendant le processus d'inventaire, les marchandises sont régulièrement scannées dans les grands magasins. Cela se fait actuellement manuellement, les employés doivent scanner les codes-barres manuellement », explique Eli De Poorter, ingénieur à l'université de Gand et à l'institut de recherche imec. Cette approche traditionnelle présente un certain nombre d'inconvénients. Parfois, les palettes ne sont pas comptées. L'inventaire manuel est également très lent. Selon l'entreprise, cela ne se produit qu'une fois par mois ou même tous les deux ans. Et dans les entrepôts à hauts rayonnages, vous avez également besoin de plates-formes élévatrices, ce qui entraîne les risques de sécurité nécessaires."
Les drones peuvent faire la différence. De Poorter et ses collègues ont testé avec succès un système dans lequel des drones autonomes scannaient les codes-barres sur des palettes dans des entrepôts. Dans un grand magasin, des drones pouvaient voler tous les soirs pour faire l'inventaire. Dans une prochaine étape, ces drones peuvent également servir à prévenir les vols, voire à détecter un incendie de manière précoce.
Néanmoins, c'est un défi de faire voler un drone à l'intérieur d'un entrepôt. "La marge d'erreur est beaucoup plus grande dans les espaces extérieurs", explique De Poorter. «Là, vous pouvez garder plus de distance par rapport aux obstacles. Dehors, vous pouvez également utiliser le GPS pour la navigation. Il n'est pas disponible à l'intérieur. L'environnement est aussi beaucoup plus dynamique au sein d'un entrepôt, un drone doit pouvoir répondre à ça."
La sécurité est également très importante entre quatre murs. Les drones volent parfois à des vitesses assez élevées. S'ils commettent une erreur, cela peut mettre en danger les employés de la région », explique De Poorter. « Vous avez également besoin de beaucoup de sauvegardes, telles que des rotors supplémentaires, mais aussi des capteurs de sauvegarde. Par exemple, nous n'utilisons pas seulement la vidéo pour naviguer, car ce n'est pas très utile dans les environnements sombres. Nous combinons plusieurs capteurs de navigation qui se complètent, des systèmes de caméra et radio aux scanners laser et gyroscopes. Si une technologie tombe en panne, le drone peut toujours rester opérationnel ou au moins atterrir en toute sécurité."
Pour transporter le minerai dans les mines à ciel ouvert, l'industrie minière utilise aujourd'hui de très gros camions lourds. La start-up belge Behault veut rendre ces véhicules autonomes. "La technologie intelligente peut économiser beaucoup d'argent", a déclaré Geoffrey Ejzenberg, co-PDG et co-fondateur de Behault. "Le coût de déplacement d'une tonne de minerai sur un kilomètre diminuerait considérablement si nous pouvions mettre en œuvre ces innovations."
"L'exploitation minière classique n'est pas sexy", déclare Ejzenberg. « J'ai conduit ces camions moi-même, et il n'est pas recommandé de le faire à plein temps. En tant qu'opérateur, vous êtes également sur le site pendant longtemps. Aujourd'hui, il n'y a pratiquement plus de jeunes vivant dans l'arrière-pays australien veulent conduire et n'ont aucun problème à s'éloigner de leur famille et de leurs amis pendant un mois. Rendre ces véhicules autonomes remédierait à cette lacune. Cela améliorerait également la sécurité générale. Toute industrie ennuyeuse , dangereux et sale nous devons automatiser. L'exploitation minière en fait partie.
Pour réaliser ces ambitions, Behault a engagé sa société sœur Autonomous Knight. En collaboration avec cette entreprise, Behault développe actuellement un système qui permet aux camions de se déplacer sans chauffeur. Pour ce faire, il déploie des systèmes dits basés sur la vision. Dans le monde des véhicules autonomes, il existe deux volets :les entreprises qui s'appuient sur des systèmes basés sur la vision, qui fonctionnent généralement via des caméras, et les entreprises qui optent pour la technologie basée sur le laser, comme le lidar.
Selon Ejzenberg, les systèmes de vision sont plus complexes et peuvent montrer plus de détails. Cependant, ils fonctionnent moins bien dans des conditions difficiles, comme lorsqu'il fait noir ou que la visibilité est mauvaise. Les systèmes à base de laser seraient moins détaillés, mais pourraient être utilisés plus largement.
« Dans notre secteur, les camions peuvent facilement transporter une charge de 240 tonnes », explique Ejzenberg. "Les règles de sécurité stipulent qu'ils doivent pouvoir s'arrêter à moins de 50 mètres lors d'un freinage d'urgence à pleine vitesse. Tous les systèmes lidar que nous avons examinés détectent une personne ou un autre objet à une distance de 18 mètres. Même si un tel camion respecte les règles de sécurité, il représente toujours un danger.» La start-up a conçu un système capable de détecter les personnes et les obstacles à plus grande distance, afin que les camions s'arrêtent à temps. Des entreprises d'autres secteurs ont déjà manifesté leur intérêt.
Les véhicules miniers envisagés par Ejzenberg seront également électriques. Un moteur diesel nécessite beaucoup d'entretien. Les moteurs électriques ont beaucoup moins de pièces mobiles, ce qui réduit les coûts pour les opérateurs.» Le climat joue également un rôle. « Si vous êtes allé à une foire minière il y a quatre ans, les alternatives vertes n'étaient pas prises au sérieux », déclare Ejzenberg. « Aujourd'hui, les entreprises réalisent que le changement climatique est une crise existentielle pour l'industrie. Les yeux sont ouverts."
