Des étudiants de Floride envisagent de bouleverser la culture hydroponique grâce à l'apprentissage automatique, à l'IoT et aux supports de culture Jiffy. Munir Hafeel, Andres Palacios, Daniel Katsale et Kelan Zielinski, tous étudiants en licence à l'université de Miami, ont construit une ferme hydroponique de basilic qui fonctionne toute seule grâce à l'apprentissage automatique et à l'internet des objets (IoT).
Munir, qui a dirigé le projet, s'est intéressé à la culture hydroponique et à l'ingénierie informatique lorsqu'il était adolescent. Il a fini par obtenir une bourse pour étudier cette dernière à l'université de Miami, mais la culture de produits agricoles est toujours restée une passion. Il a donc décidé d'essayer d'améliorer les rendements du CEA en utilisant l'ingénierie informatique pour son projet de fin d'études.
Neuf millions de points de données par mois
L'équipe de Munir a construit un système hydroponique à partir de zéro dans une salle de cinquante pieds carrés à l'université. Ils ont intégré des capteurs qui lisent neuf millions de points de données par mois sur des facteurs tels que le pH, la température, l'humidité et les niveaux de nutriments. Les données sont continuellement analysées à l'aide de l'apprentissage automatique afin d'optimiser les conditions de croissance à l'aide de divers algorithmes.
"Si les capteurs détectent une quantité insuffisante de nutriments dans l'eau, un algorithme ordonne automatiquement aux pompes péristaltiques d'en libérer davantage", explique M. Munir. "Nous avons conçu des systèmes similaires pour réguler le pH et les niveaux d'oxygène dissous.
Bien que l'espace du projet soit restreint, l'équipe a voulu créer un concept évolutif. Elle a collaboré avec Microsoft pour développer un logiciel évolutif hébergé dans le nuage et créer un système hydroponique prêt à l'emploi capable de tout prendre en charge pour les cultivateurs commerciaux.
Plus de contrôle équivaut à moins de risques pour les producteurs
L'équipe souhaitait avant tout ajouter un niveau de contrôle supplémentaire à l'hydroponie en rendant les données disponibles à distance. Et réduire les incertitudes liées à la culture hydroponique afin de rendre la production alimentaire plus accessible et plus durable. "L'ingénierie informatique permet de minimiser l'utilisation des ressources et de maximiser les récoltes", explique-t-il, "ce qui peut rendre l'agriculture moins risquée et moins stressante pour les cultivateurs".
Le choix du substrat de culture a été facile à faire. "Je pense que les Jiffy Pellets sont très utiles, en particulier pour la germination et l'entretien de la plante. J'ai donc été très heureux de travailler avec Jiffy".
Jiffy fournit des pastilles compatibles avec le CEA
"Nous avons été ravis de voir l'équipe se fixer un objectif aussi ambitieux pour son projet de fin d'études", déclare Freeman Agnew, responsable des comptes Jiffy pour le sud-est des États-Unis. "Nous avons donc envoyé des granulés pour les soutenir.
L'équipe a travaillé avec les granulés de tourbe organique Jiffy-7 et de coco organique Jiffy-7C, tous deux au format 36 mm x 41 mm. Les granulés ne sont qu'une des solutions de Jiffy pour l'agriculture d'intérieur. Ils donnent d'excellents résultats dans les systèmes CEA fermés comme celui de Munir grâce aux qualités suivantes :
- Compatible avec l'automatisation
- Des intrants standardisés de haute qualité pour des résultats uniformes
- Enveloppé dans un filet pour réduire les débris
- 100% biosourcé – compatible avec les intrants biologiques
- Excellent rapport eau/air
- Personnalisable pour toutes les cultures
Apprendre des experts de Jiffy
En fait, Munir avait une raison supplémentaire de choisir Jiffy : Il a d'abord appris les techniques hydroponiques auprès des experts de l'usine de production de Jiffy au Sri Lanka, où sont produits les sacs de culture Jiffy et les granulés de coco, et d'où Munir est originaire. "Sans Jiffy, je n'aurais jamais connu la culture hydroponique.
"J'ai essayé de semer des graines de tomates quand j'avais 14 ans, mais elles ont à peine germé. Lorsque je suis tombé sur une publicité pour Jiffy, j'ai demandé de l'aide et les plantes ont finalement commencé à pousser. J'ai fini par construire une serre sur le toit contenant des centaines de sacs de culture équipés de simples capteurs. J'ai raconté mon expérience dans le cadre de mon essai universitaire, ce qui m'a permis d'être admis à l'université de Miami.
Pour leur projet de fin d'études, Munir, Andres, Daniel et Kelan ont repiqué les semis deux semaines après l'ensemencement et le basilic était prêt à être récolté quatre semaines plus tard, soit la durée idéale pour le projet. Ils l'ont ensuite envoyé au réfectoire de l'université avec les pastilles intactes, où les herbes fraîches ont ajouté une nouvelle dimension gustative au menu des étudiants.
Prochaine étape : Fourniture de données et d'éléments nutritifs
Munir est fier que l'équipe ait réussi à produire une récolte savoureuse et à dépasser les rendements nationaux de basilic de l'USDA. Même si le projet est officiellement terminé, il souhaite étendre l'expérience, essayer d'autres cultures et étudier les données lors de son dernier semestre à Miami.
"Il y a beaucoup à faire en termes de collecte de données. En particulier en ce qui concerne l'apport de nutriments, l'utilisation de nanoparticules pour les cultures fruitières. Je suis impatient de voir comment je peux apporter une valeur ajoutée".
*Photos d'Eva Hart-Grullon