Freight Farms

Face à l’augmentation de l’insécurité alimentaire et du réchauffement planétaire, deux diplômés du Massachusetts Institute of Design de Boston ont cherché un moyen d’augmenter la production alimentaire dans des environnements non agricoles. Leur objectif était d’accroître « l’accès à la nourriture locale, et de créer un modèle reproductible permettant la culture de légumes n’importe où dans le monde ». Disposant d’un budget de départ modeste qu’ils allouèrent à une campagne Kickstarter, John Freeman et Brad McNamara, les deux cofondateurs de Freight Farms, ont eu l’idée originale d’aménager des fermes hydroponiques verticales dans des conteneurs d’expédition. Des capteurs y surveillent le pH, les nutriments, la luminosité, la température, l’humidité de l’air et du sol, tandis que des caméras surveillent la croissance des plantes. La disponibilité de ce type de conteneurs et leur relative facilité de transport – leur fonction d’origine – autorisent la livraison et l’installation de ces fermes autonomes à peu près n’importe où dans le monde.  


 

Le défi  

Transformer un noble idéal en plan d’entreprise et satisfaire les premiers investisseurs est un défi pour toute startup. Il était cependant clair dès le départ que cette agriculture sous conteneur avait du potentiel. La première offre de Freight Farms – la Leafy Green Machine, lancée en 2013 – comportait une section climatisée pour les semis, et une partie pour la culture sur colonne de diverses variétés de légumes-feuilles. Ces fermes-conteneurs étaient équipées de LED à haut rendement, consommaient relativement peu d’énergie, et filtraient et recyclaient l’eau consommée – un atout pour cette ressource essentielle. Elles produisaient jusqu’à quatre tonnes de nourriture par an. 

Malgré l’attrait suscité, Freight Farms souhaitait améliorer leur efficacité et en diversifier les cultures afin d’attirer plus de clients. L’entreprise cherchait en effet à élargir son marché au-delà des États-Unis et de sa clientèle initiale – des campus et des organisations communautaires. Freight Farms eut l’idée de fermes préconfigurées selon la demande du client puis vendues clé en main : un investissement pratiquement sans risque pour le client. 

L’entreprise a ainsi passé ces dernières années à « parfaire le concept de ferme-conteneur exploitable en tout lieu, à en améliorer la technologie et les rendements », explique Meaghan Holmes, responsable de la chaîne d’approvisionnement. La question des rendements posait problème, car certaines variétés requièrent des conditions de croissance délicates ou sont très difficiles à cultiver, notamment lorsque le climat local varie beaucoup. « Un de nos objectifs – partagé par nos clients – est de tirer le meilleur parti d’un espace réduit en faisant pousser autant de plantes que possible », ajoute Holmes. L’amélioration de la surveillance est venue de l’IdO et de la conception en interne d’une caméra à champ angulaire plus large. Les clients souhaitaient pouvoir effectuer cette surveillance à distance, d’où la création d’une application pour cette tâche. 

 

La solution  

Freight Farms a récemment lancé son modèle phare, la ferme-conteneur Greenery S. Elle repose sur le RPi 4 et est équipée d’une caméra conçue sur mesure. Freight Farms utilisait auparavant des caméras de sécurité pour surveiller les plantes. « Elles étaient limitées en termes d’installation et de configuration, n’offraient ni la définition d’image ni le champ angulaire qu’il fallait, et étaient trop encombrantes », explique Jake Felser, directeur technique de Freight Farms. 

Son équipe a donc conçu une caméra maison. Le cahier des charges imposait notamment qu’elle soit assez petite pour être fixée aux parois des conteneurs. Le RPi, avec son faible encombrement, était dès lors parfait pour servir d’ordinateur de commande à ces caméras, d’autant qu’il était compatible avec leur technologie.  

« Les caméras garantissent la sécurité opérationnelle de l’exploitation », ajoute Holmes. L’application aide le cultivateur à détecter rapidement les problèmes. La qualité des photographies permet de repérer des symptômes tels qu’un jaunissement anormal des feuilles, et par conséquent de compléter l’apport en nutriments ou d’ajuster certains facteurs environnementaux comme la température ou l’humidité. 

Pourquoi le Raspberry Pi ?  

Freight Farms a bouclé sa campagne de financement participatif à une époque où le RPi était l’étoile montante de l’informatique. Il jouissait même déjà d’une excellente réputation auprès des ingénieurs et techniciens de l’entreprise, aussi s’imposa-t-il naturellement. 

Selon Jake Felser : « Il facilitait le développement, répondait à nos exigences de traçabilité, avait les pilotes qu’il fallait, et son coût était imbattable au regard de ses performances. » À cela s’ajoutaient une chaîne d’approvisionnement stable et la garantie d’une assistance sûre. « Aucune des solutions à microcontrôleur et aucun des ordinateurs mono-carte que nous avions examinés n’offrait ce rapport qualité-prix », précise Jake. 

Meaghan Holmes collabore avec l’équipe d’ingénierie et de fabrication de Freight Farms. Elle commande des RPi, des lampes et des capteurs pour surveiller la croissance et la vitalité des plants. Elle loue la fiabilité du RPi, sa facilité d’utilisation et sa popularité – presque tous les ingénieurs de l’entreprise connaissaient déjà son fonctionnement. Selon elle : « Un composant aussi essentiel à la bonne marche de l’entreprise ne pouvait pas être un matériel obscur. Les ingénieurs savaient que le Raspberry Pi bénéficiait d’un taux de réussite très élevé en matière d’assistance. » 

 

Le résultat  

Par rapport au modèle d’origine Leafy Green Machine et aux modèles Greenery actuels, la ferme-conteneur Greenery S à RPi a un rendement 30 % supérieur. Chaque nouvelle relation avec un client débute par une étude vérifiant que les sites potentiels disposent bien des approvisionnements nécessaires en eau et en électricité. 

L’entreprise propose aux non-agriculteurs intéressés des « recettes » de culture, et a mis en place pour eux une assistance par courriel et téléphone. Cette approche a permis à des non-spécialistes d’investir dans une seule ferme-conteneur, et à des restaurateurs de sites touristiques d’offrir des produits frais même lorsqu’aucune ressource agricole locale n’était disponible. Freight Farms s’enorgueillit à ce titre de travailler avec des jardins communautaires, des banques alimentaires et des organisations à but non lucratif, comme Lotus House à Miami, une association d’aide aux femmes et mères sans domicile fixe. 

Les cultures sont surtout des salades, des légumes-feuilles comme le chou frisé et les bettes, des herbes, des haricots et des légumes-racines. Certains clients tentent la culture de baies et de fleurs comestibles. 

À ce jour, plus de 200 fermes-conteneurs sont opérationnelles dans plus de 50 pays. « Avec la pandémie de grippe aviaire, certaines îles ont compris à quel point elles dépendaient des importations, non seulement pour divers biens et services non-publics, mais aussi pour la nourriture », explique Meaghan Holmes. Freight Farms compte parmi ses clients de nombreuses nations insulaires, qui désormais cultivent sur place des denrées de base autrefois apportées de l’extérieur. 

VF : Hervé Moreau 

Quote 
« Par rapport au modèle d’origine Leafy Green Machine et aux modèles Greenery actuels, la ferme-conteneur Greenery S à Raspberry Pi a un rendement 30 % supérieur. »