Fraises, agrivoltaïsme et matériel libre

Le récit de Joshua Pearce sur l’agrivoltaïsme commence par une affirmation qui semble fausse. Si l’on donne davantage de soleil aux plantes, elles produisent davantage de nourriture, selon l’intuition générale; c’est bien ainsi que fonctionne l’agriculture. Pourtant, la littérature scientifique et, désormais, les travaux menés à la ferme de Western University disent le contraire. Presque chaque culture possède un niveau d’éclairement optimal, et il ne s’agit presque jamais du plein soleil, surtout là où l’irrigation est limitée. En Arizona, l’ombrage de plants de poivrons au moyen d’un module photovoltaïque a permis de doubler environ leur rendement. L’ombre est plus fraîche, plus humide et moins venteuse, et le microclimat qui en résulte peut être plus productif qu’un ciel dégagé — mais seulement si quelqu’un a pris le temps de déterminer quel est ce microclimat pour une culture donnée, à un endroit donné.

Ce travail n’a pas été réalisé au Canada. Pearce souligne qu’il n’existait pratiquement aucune donnée canadienne sur l’agrivoltaïsme lorsque son groupe a commencé ses travaux, malgré un secteur qui pèse des milliards de dollars et malgré les progrès rapides réalisés en Asie, en Europe et aux États-Unis. Sa réponse a été de construire une expérience volontairement peu conventionnelle : non pas une seule culture sous une seule configuration de panneaux, comme dans la plupart des essais, mais des dizaines de systèmes de supports photovoltaïques différents installés à la ferme d’Elora, les cultures y étant alternées d’une saison à l’autre. Les résultats obtenus jusqu’ici — dix-huit pour cent plus de fraises sous le panneau le plus performant, des rendements supérieurs pour les navets, la laitue et l’amarante, des résultats non concluants pour le soya, et des résultats prometteurs mais non confirmés pour le maïs — constituent moins une conclusion qu’une démonstration de la méthode. Le goulot d’étranglement, c’est le temps. Une culture demande un an.

C’est ici que le véritable sujet de l’article entre en scène, puisque les plans des supports utilisés dans cette expérience sont publiés sous forme de matériel libre. N’importe qui peut les reproduire ou les commercialiser. Cette décision n’est pas un geste de générosité universitaire annexé aux travaux sur l’agrivoltaïsme; elle constitue le mécanisme par lequel un pays pauvre en données pourrait rattraper ceux où les données probantes existent déjà. Et elle s’appuie sur un argument plus ancien que Pearce défend depuis qu’un changeur de roue porte-filtres défectueux a failli lui faire perdre un été à Michigan Tech.

Le parcours de Pearce vers le matériel libre est passé par une pièce de rechange de 2 500 $ assortie d’un délai de livraison de quinze semaines, pendant lesquelles une machine est restée inutilisée. À l’aide d’ordinateurs récupérés, d’un Arduino, d’une imprimante 3D et d’un élève du secondaire formé en une semaine, son laboratoire en a fabriqué une meilleure. Le catalyseur sous-jacent était le projet RepRap — l’imprimante autoréplicative d’Adrian Bowyer, créée à Bath et diffusée sous une licence exigeant que les améliorations soient partagées selon les mêmes modalités. La suite constitue le cas empirique le plus clair en faveur du modèle : deux étudiants et un été pour la première version fragile, un étudiant et un semestre pour une machine meilleure à tous les égards mesurables, puis un marché de l’impression de bureau qui a anéanti celui des prototypes rapides industriels coûtant un demi-million de dollars. L’Arduino, publié alors qu’une école de design italienne faisait face à la fermeture, est devenu la plateforme sur laquelle repose un nombre incalculable de projets. Le point de Pearce est direct. Une entreprise ne peut pas rivaliser avec tous les autres bricoleurs qui travaillent sur la même conception, parce qu’une entreprise n’est pas tout le monde.

Appliqué aux sciences agricoles, ce modèle règle un problème précis et bien connu : la crise de la reproductibilité. Si un chercheur en Allemagne publie un résultat, un laboratoire canadien ne peut pas le reproduire de manière fiable sans savoir si l’équipement ou les réactifs étaient différents. Des conceptions numériques partagées — téléchargeables et fabricables sur une fraiseuse CNC, une découpeuse laser ou une imprimante — rendent les instruments identiques par construction. Dans le groupe de Pearce, l’effet se cumule : environ cinquante articles par année contre une moyenne départementale de six, des collaborations avec quelque quatre-vingt-cinq partenaires non canadiens en une seule année, et un protocole de création d’entreprise en une journée qui remplace le processus de transfert technologique s’étalant sur plusieurs années et qui laisse les découvertes dans la file d’attente d’un avocat. Lorsque les travaux sont ouverts, la collaboration avec l’industrie devient plus facile plutôt que plus difficile, puisqu’un partenaire peut reprendre une conception et la commercialiser sans négociation. L’affirmation n’est pas que l’ouverture est vertueuse. C’est qu’elle est plus rapide, et que la vitesse constitue l’avantage.

La vitesse compte ici parce que l’agrivoltaïsme au Canada tente de combler un déficit de données, et parce que l’agriculteur est le coproducteur naturel de ces données. Pearce a proposé d’envoyer un enregistreur de données à la petite installation d’arbres fruitiers et de pâturage de son interlocuteur afin qu’elle puisse commencer à recueillir des mesures à partager à l’échelle mondiale. Cette offre illustre l’architecture de toute l’entreprise : les conceptions sont publiées, et le déploiement devient l’instrument. Une question de recherche à laquelle un seul laboratoire dans un seul champ ne peut répondre peut l’être par de nombreux sites utilisant du matériel identique, abordable et réparable — à condition que ce matériel soit abordable et réparable. Supports, réseaux de capteurs, contrôleurs de fertirrigation, broyeurs à boulets, boîtes à gants, testeurs de batteries : dans le laboratoire de Pearce, chacun de ces équipements repose sur une conception libre, et la différence de coût est généralement d’un ordre de grandeur, parfois de deux.

La même logique s’étend à ce qui se passe lorsque l’équipement se trouve à la ferme et qu’un problème survient. La réponse de Pearce à l’objection liée à la cybersécurité s’appuie sur la littérature spécialisée : les systèmes à code source ouvert sont mesurément plus sécuritaires que les systèmes fermés, parce que leur examen ne se limite pas au fournisseur. C’est la même logique que pour la réparabilité. Si les schémas, le micrologiciel et la nomenclature sont accessibles, un agriculteur peut réparer un contrôleur ou engager quelqu’un qui en est capable; si le système est exclusif, il ne reste que la bonne volonté du fabricant ou l’achat d’un appareil de remplacement. Et lorsque l’équipement est connecté à un réseau et subventionné par la collecte de données, l’exploitant risque de devenir le produit — un point qui prend une tout autre ampleur à l’échelle nationale. La récente estimation de Pearce selon laquelle le Canada pourrait économiser un milliard de dollars sur dix ans grâce à une pile Linux souveraine s’accompagne d’une observation plus simple : un gouvernement étranger pourrait, en principe, contraindre un fournisseur de logiciels à désactiver des machines dont dépendent le gouvernement et les fermes d’un pays. Le sabotage des systèmes de réfrigération en Europe en est la version réduite. Une flotte de moissonneuses-batteuses immobilisée ou une pompe désactivée en serait la version majeure. Selon cette lecture, la souveraineté alimentaire est une question de pile technologique, et la machinerie agricole fermée constitue un point unique de défaillance.

Rien de tout cela n’est gratuit au sens de « ne rien coûter ». Pearce est clair sur ce point : les tracteurs, contrôleurs et systèmes solaires libres doivent tout de même être achetés ou construits, et quelqu’un doit être rémunéré pour les entretenir. L’affirmation porte sur le coût comparatif et le maintien du contrôle. L’ouverture ne règle pas non plus toutes les questions soulevées par son laboratoire — les batteries thermiques et les cellules à anode de silicium sont encore à plusieurs années de leur déploiement, le problème de la main-d’œuvre dans l’agritunnel n’est pas résolu, et l’agriculture en environnement contrôlé demeure un piège financier qui a mené des entreprises à la faillite avec des marges extrêmement minces. Ce que le matériel libre change, c’est l’identité des personnes qui peuvent travailler sur ces problèmes et la vitesse à laquelle les réponses se diffusent.

Ce qui ramène l’argument à un champ de l’Ontario où une rangée de fraises pousse sous un panneau translucide. Le résultat agrivoltaïque est prometteur; c’est la méthode qui l’a produit qui est durable. Un pays dépourvu de données peut soit attendre que des essais exclusifs lui soient vendus, soit publier les plans des supports, envoyer des enregistreurs de données aux producteurs dont les pâturages sont équipés de panneaux et laisser les données s’accumuler à l’échelle du réseau. La conviction de Pearce qu’il existe une combinaison photovoltaïque-alimentaire pour presque tout ce qui est cultivé au Canada constitue une hypothèse. Le matériel libre est ce qui transforme cette hypothèse en expérience distribuée — et les agriculteurs qui la mènent en chercheurs plutôt qu’en clients.