L. a. technologie d’irrigation intelligente offre « plus de rendement par goutte »

Dans l’agriculture d’aujourd’hui, les robots et les drones peuvent surveiller les champs, des capteurs de température et d’humidité peuvent être déclenchés pour répondre aux besoins des cultures, et une foule d’autres systèmes et dispositifs rendent les exploitations agricoles plus efficaces, plus soucieuses des ressources et plus rentables. Le recours à l’agriculture de précision, comme ces applied sciences sont collectivement connues, offre des avantages significatifs. Cependant, cette technologie pouvant être coûteuse, elle reste hors de portée pour los angeles majorité des agriculteurs du monde.

« De nombreuses personnes pauvres dans le monde sont de petits agriculteurs de subsistance », explique Susan Amroz, chercheuse scientifique au laboratoire World Engineering and Analysis (GEAR) du MIT. « Avec l’intensification des besoins de manufacturing alimentaire, los angeles dégradation des sols, los angeles pénurie d’eau et los angeles petite taille des terres, ces agriculteurs ne peuvent pas continuer leurs pratiques actuelles. »

Certaines estimations suggèrent que los angeles demande mondiale en eau douce dépassera l’offre jusqu’à 40 % d’ici los angeles fin de los angeles décennie. Près de 80 % des 570 thousands and thousands d’exploitations agricoles dans le monde sont classées comme petites exploitations, dont beaucoup sont situées dans des zones à ressources limitées et en scenario de rigidity hydrique. Face à une croissance démographique rapide et au changement climatique qui entraînent une demande accrue de nourriture et à une pression croissante sur les ressources naturelles, il est essentiel d’accroître l’adoption de pratiques agricoles durables parmi les petits exploitants agricoles.

Ces petits agriculteurs doivent adopter des pratiques plus mécanisées, explique Amroz, qui participe à los angeles path des projets de dessalement, d’irrigation goutte à goutte, ainsi que d’eau et d’assainissement pour le GEAR Lab. « Nous essayons de permettre aux agriculteurs d’utiliser très facilement l’irrigation solaire et d’obtenir des outils qui sont actuellement épuisés », dit-elle. « Plus de rendement par goutte, plus de rendement par floor, tel est notre objectif. »

Les systèmes d’irrigation goutte à goutte libèrent de l’eau et des nutriments en quantités contrôlées directement dans los angeles zone racinaire de los angeles tradition by means of un réseau de tuyaux et d’émetteurs. Ces systèmes peuvent réduire los angeles consommation d’eau de 20 à 60 % par rapport aux méthodes traditionnelles d’irrigation par inondation.

“L’agriculture utilise 70 % de l’eau douce utilisée dans le monde”, dit-il. “L’adoption généralisée de l’irrigation goutte à goutte et sa bonne gestion peuvent contribuer à réduire los angeles consommation d’eau douce, ce qui est particulièrement critique dans les zones confrontées à des pénuries d’eau ou à un épuisement des ressources en eau.” Caroline Shelin SM ’19, Ph.D. Étudiant et membre de l’équipe d’irrigation goutte à goutte du GEAR Lab. « De nombreuses applied sciences d’irrigation ont été développées pour les grandes exploitations agricoles qui peuvent y investir plus d’argent – ​​mais leur faible coût ne signifie pas nécessairement qu’elles ne sont pas « techniquement avancées ».

GEAR Lab a créé à ce jour plusieurs answers technologiques d’irrigation goutte à goutte, notamment un émetteur goutte à goutte basse pression dont il a été prouvé qu’il réduisait l’énergie de pompage de plus de 50 % par rapport aux émetteurs existants ; Un modèle d’optimisation au niveau des systèmes qui analyse des facteurs tels que les stipulations météorologiques locales et los angeles configuration des cultures, afin de réduire les coûts d’exploitation globaux du système jusqu’à 30 % ; Un contrôleur d’irrigation précis et peu coûteux qui optimise los angeles consommation d’énergie et d’eau du système, permettant aux agriculteurs de faire fonctionner le système selon un calendrier optimum en fonction de leurs ressources, besoins et préférences spécifiques. Il a récemment été démontré que le contrôleur réduit los angeles consommation d’eau de plus de 40 % par rapport aux pratiques conventionnelles.

Pour créer ces nouvelles applied sciences abordables, l’équipe a puisé dans une supply de connaissances essentielle : les agriculteurs eux-mêmes.

“Non seulement nous avons créé los angeles technologie de manière isolée, mais nous avons également développé notre compréhension de los angeles façon dont les gens interagissent avec cette technologie et l’apprécient, et nous l’avons fait avant que los angeles technologie ne se concrétise”, explique Amos Iciness SM ’05, Ph.D. . 11 ans, professeur agrégé de génie mécanique et chercheur most important au MIT GEAR Lab. « Il était très essential d’avoir l’assurance que les agriculteurs apprécieraient ce que los angeles technologie allait faire avant que nous l’ayons terminée. »

L’équipe a organisé des journées agricoles et interrogé plus de 200 agriculteurs, fournisseurs et professionnels de l’industrie au Kenya, au Maroc et en Jordanie, les régions sélectionnées pour accueillir les websites d’essais sur le terrain. Ces emplacements spécifiques ont été choisis pour plusieurs raisons, notamment los angeles disponibilité de l’énergie solaire et los angeles rareté de l’eau, et parce qu’ils constituaient tous d’importants marchés candidats pour l’adoption éventuelle de cette technologie.

«Les gens comprennent généralement bien leurs propres problèmes et sont très doués pour y trouver des answers», explique Fiona Grant ’17, SM ’19, également titulaire d’un doctorat. Filtrez avec l’équipe d’irrigation goutte à goutte du GEAR Lab. « En tant que concepteurs, notre rôle est réellement de leur offrir un ensemble différent d’expériences et un autre moyen d’obtenir les outils ou les ressources dont ils ont besoin. »

Par exemple, le contrôleur prend des informations météorologiques, telles que l’humidité relative, los angeles température, les valeurs de vitesse du vent et les précipitations. Ensuite, grâce à l’intelligence artificielle, il calcule et prévoit l’exposition solaire de los angeles zone pour los angeles journée ainsi que les besoins précis en irrigation de l’agriculteur, et envoie les informations à ses smartphones. Le degré d’automatisation utilisé par un web page individuel dépend de l’agriculteur. Lors de sa première saison de fonctionnement sur un web page d’essai marocain, los angeles technologie GEAR Lab a réduit los angeles consommation d’eau de 44 % et los angeles consommation d’énergie de 38 % par rapport à une ferme voisine utilisant des pratiques traditionnelles d’irrigation goutte à goutte.

« L. a. façon dont vous gérez le système air of secrecy un have an effect on essential sur los angeles façon dont vous le concevez », explique Grant. “Nous avons european une idée de ce que les agriculteurs seraient prêts à changer, ou ne voudraient pas changer, en termes d’interactions avec le système. Nous avons constaté que ce que nous pourrions changer, et ce qu’il serait applicable de changer, ne sont pas nécessairement les mêmes. même selected.”

Georgia Van de Zande, ancienne élève du GEAR Lab ’15, SM ’18, Ph.D. ’23, est d’accord. “Il ne s’agit pas seulement d’offrir un système à faible coût, il s’agit également de créer quelque selected qu’ils voudront utiliser et en qui ils auront confiance.”

En Jordanie, des chercheurs travaillant dans une ferme check à grande échelle exploitent un système de goutte-à-goutte alimenté à l’énergie solaire avec un prototype de contrôleur, recevant des commandes by means of un smartphone indiquant quand ouvrir et fermer les vannes manuelles. Au Maroc, un contrôleur exploite une ferme de recherche équipée d’un système hydraulique entièrement automatisé ; Les chercheurs surveillent l’irrigation et effectuent des tâches agricoles supplémentaires. Au Kenya, où l’agriculture de précision et l’irrigation intelligente n’ont pas encore été largement adoptées, une model plus easy du contrôleur fournit des informations pédagogiques et de formation ainsi que des capacités de planification et de contrôle.

L. a. connaissance est un pouvoir pour les agriculteurs, mais aussi pour les concepteurs et les ingénieurs. Si un ingénieur peut comprendre les besoins de l’utilisateur, il air of secrecy plus de possibilities de créer une resolution efficace, explique Iciness.

“L’outil le plus puissant dont un concepteur puisse disposer est los angeles point of view. J’ai une point of view – celle des mathématiques, de los angeles science et de l’innovation technologique – mais je ne sais rien de ce que signifie vivre chaque jour en tant qu’agriculteur en Jordanie ou au Maroc”, dit Iciness. “Je ne sais pas ce qui bouche les filtres, ni qui coupe l’eau. Si vous pouvez voir le monde à travers les yeux des events prenantes, vous découvrirez des exigences et des contraintes que vous ne connaîtriez pas autrement.”

Iciness affirme que los angeles technologie que son équipe développe est passionnante pour de nombreuses raisons.

« Pour être dans une place où le monde dit : « Nous devons faire face au rigidity hydrique, nous devons nous occuper de l’adaptation au climat, et nous devons le faire en particulier dans les can pay aux ressources limitées », et être dans une place où nous Je peux faire quelque selected et produire quelque selected d’une valeur considérable et d’une efficacité incroyable. » « Résoudre le bon problème au bon second, à grande échelle, est passionnant. »

Cette histoire a été republiée grâce à MIT Information (internet.mit.edu/newsoffice/), un web page populaire couvrant l’actualité de los angeles recherche, de l’innovation et de l’enseignement du MIT.