Avec quelques milliards de personnes supplémentaires qui rejoindront la population mondiale au cours des prochaines décennies, la production alimentaire mondiale pourrait utiliser une mise à niveau. L'Afrique a un rôle clé à jouer :l'agriculture est la plus grande industrie d'Afrique, mais une grande partie des terres agricoles de l'Afrique est actuellement sous-utilisée. Les rendements des cultures pourraient être augmentés avec des techniques agricoles plus efficaces et de nouveaux équipements, mais cela nécessiterait des capitaux d'investissement, ce qui est souvent un obstacle pour les agriculteurs.

Une nouvelle collaboration de recherche au MIT Institute for Data, Systèmes, and Society (IDSS) vise à relever ce défi avec des données. Le groupe prévoit d'utiliser les données des fermes technologiquement avancées pour mieux prédire la valeur de l'intervention dans les fermes sous-performantes. Finalement, l'objectif est de créer une plateforme de partage des données et des risques entre les parties investies, des agriculteurs et des prêteurs aux assureurs et aux fabricants d'équipements.

Partage de données, partage du risque

De nombreux agriculteurs africains n'ont pas les capitaux nécessaires pour investir dans des améliorations qui augmentent le rendement, comme de nouveaux systèmes d'irrigation, nouvelles machines, nouveaux engrais, et la technologie de détection et de suivi de la croissance des cultures. La voie la plus courante vers le capital est le prêt bancaire, avec un terrain en garantie. C'est une proposition peu attrayante pour les agriculteurs, qui supportent déjà les nombreux risques de la production, y compris le mauvais temps, l'évolution des prix du marché, ou encore les chocs des événements géopolitiques.

Prêteurs, d'autre part, avoir une évaluation incomplète de leur risque, surtout avec les emprunteurs potentiels qui n'ont pas d'antécédents de crédit. Les prêteurs manquent également de données et d'outils pour prédire leur retour sur investissement.

« Construire une plateforme de partage des risques est essentiel pour améliorer les pratiques agricoles, " dit Munther Dahleh, professeur de génie électrique et d'informatique au MIT et directeur de l'IDSS. Afin de créer une telle plateforme, Dahleh et l'équipe IDSS visent à mieux prédire la valeur de l'utilisation de pratiques agricoles avancées sur la production des fermes individuelles. Cette prévision doit être suffisamment précise pour inciter à l'investissement des acteurs économiques et des agriculteurs eux-mêmes, qui sont en concurrence les uns avec les autres et peuvent être réticents à partager des informations.

L'approche IDSS propose une plate-forme de partage de données qui incite toutes les parties à participer :les fermes technologiquement avancées sont récompensées pour leurs données précieuses, les banquiers bénéficient de données qui soutiennent leurs modèles de risque de crédit, les agriculteurs obtiennent de meilleures conditions de prêt et des recommandations qui augmentent leurs profits et leur production, et les entreprises technologiques reçoivent des recommandations sur la meilleure façon de répondre aux besoins de leurs clients agriculteurs. "Une telle plate-forme doit avoir les bonnes incitations pour inciter tout le monde à participer, avoir une protection suffisante contre les acteurs puissants sur le marché, et finalement fournir des données précieuses pour les agriculteurs et les créanciers, " dit Dahleh.

L'absence de données provenant d'exploitations sous-performantes présente un défi pour l'extrapolation de la valeur de l'intervention et l'évaluation de l'incertitude de ces prévisions. Avec peu de données disponibles, les chercheurs cherchent à mener des expériences dans des fermes sélectionnées de manière stratégique afin de fournir de nouvelles données précieuses pour le reste. Les chercheurs utiliseront l'apprentissage automatique avancé, y compris la méthodologie d'apprentissage actif, essayer d'obtenir à la fois une quantification de la valeur prédite de l'intervention et une quantification de l'incertitude de cette prédiction avec un degré de confiance. Une fois que plus de données sont disponibles, Les chercheurs de l'IDSS entendent affiner leurs calculs et développer de nouvelles techniques d'extrapolation de la valeur de l'intervention dans les exploitations les moins avancées.

Engager les parties prenantes

Une intervention probable pour de nombreux agriculteurs africains consiste à utiliser différents engrais. De nombreux agriculteurs n'utilisent pas actuellement d'engrais ciblés sur un sol spécifique ou sur différentes étapes de l'agriculture. Les producteurs d'engrais sont donc un autre intérêt direct dans cette économie agricole.

Pour aider ces agriculteurs à avoir accès à de meilleures conditions de prêt, La société marocaine de phosphate OCP finance une collaboration entre des chercheurs de l'IDSS et l'Université Mohammed VI Polytechnique (UM6P) au Maroc. Cette collaboration de recherche avec OCP, une entreprise mondiale leader dans l'industrie des engrais phosphatés, comprend la construction de la plate-forme de partage des données et des risques ainsi que d'autres recherches fondamentales en agriculture. La collaboration a le potentiel d'impliquer d'autres parties prenantes travaillant ou investissant dans l'agriculture africaine.

« Cette collaboration permettra d'accélérer nos efforts pour développer des solutions pertinentes pour l'agriculture africaine en utilisant des outils agro-tech de haut niveau, " dit Fassil Kebede, professeur de sciences du sol et directeur du Centre de recherche sur les sols et les engrais en Afrique. "Cela offrira aux agriculteurs des possibilités d'amélioration de la production et de la croissance, qui fait partie de notre mission de contribuer aux objectifs de sécurité alimentaire de l'Afrique."

« Les agriculteurs africains sont au cœur de la mission et de la stratégie du Groupe OCP, alors que l'analyse des données et les outils prédictifs sont aujourd'hui essentiels pour le développement de l'agriculture en Afrique, " ajoute Mostafa Terrab, Président-directeur général du Groupe OCP. "Cette collaboration avec IDSS nous aidera à rassembler de nouvelles technologies et méthodes d'analyse d'un côté, et notre expertise avec les agriculteurs africains et leurs défis de l'autre côté. Il renforcera nos capacités à proposer des solutions adaptées aux agriculteurs africains, surtout les petits porteurs, pour leur permettre de prendre des décisions plus précises et opportunes.

Finalement, IDSS vise à apporter des gains à travers tout un écosystème économique, des assureurs aux prêteurs en passant par les entreprises d'équipement et d'engrais. Mais le plus important, stimuler cet écosystème pourrait aider à sortir de nombreux agriculteurs de la pauvreté et entraîner une augmentation bien nécessaire de la production alimentaire mondiale globale.

Dahleh dit :« Pour accomplir cette mission, ce projet démontrera la puissance des données couplées à des outils avancés issus de l'analyse prédictive, apprentissage automatique, apprentissage par renforcement, et les marchés du partage de données."

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.