Les innovations en élevage bovin à l’Université Catholique de Bukavu
Chapitre 1. État des lieux et analyse de l’existant
Introduction
Ce chapitre revient dans un premier temps sur la présentation du cadre d’étude, puis fait une analyse critique du système existant avant de partir des pistes de solution proposées pour mettre en place les matériaux sur lesquels reposera le système futur, et ce, dans le respect des règles de gestion.
Présentation du cadre d’étude
Le cadre de cette étude est l’Université Catholique de Bukavu dans son domaine d’élevage bovin. À l’aperçu de l’organigramme présenté à la figure 1.1, le service ayant la gestion des fermes dans ses attributions à l’Université Catholique de Bukavu, en l’occurrence le service logistique, marqué en gras, est une descendante directe de l’administration générale.
Lancé en 2006, l’élevage bovin à l’Université Catholique de Bukavu s’inscrit dans un cadre double qui va de l’académique à l’économique. Sur le plan académique, il constitue un moyen d’expériences agronomiques pour les étudiants et les chercheurs en sciences agronomiques, tandis que sur le plan économique, il constitue une unité de production et rentre dans les activités rémunératrices et d’autofinancement pour l’université, notamment à travers la commercialisation des produits bovins [13].
Il s’agit d’un élevage laitier dont l’activité est actuellement organisée en trois fermes qui couvrent globalement 250 hectares de périmètre, mais seules deux sont opérationnelles avec un effectif global de 45 vaches en 2020. Il s’agit bien de la ferme Van de Walle située à Nyamakana, dans le groupement de Kavumu avec 100 hectares, et celle de Lwango située à Bukole également dans le groupement de Kavumu avec 25 hectares [13].
Figure 1.1. Organigramme de l’UCB [13].
Analyse de l’existant et identification des problèmes
Par existant, il faut comprendre, au sens contextuel du terme, le fonctionnement actuel du système sous étude, c’est-à-dire les principaux acteurs impliqués, les principaux documents manipulés, les principaux moyens de production, de traitement, de stockage et de diffusion de l’information utilisés [14]. C’est donc ici le fonctionnement du système de surveillance en élevage bovin actuellement utilisé à l’Université Catholique de Bukavu.
En ce qui concerne la détection des troubles sanitaires sur les vaches et des tentatives de dépassement des limites des fermes par les vaches, les moyens jusqu’alors utilisés sont principalement l’œil du fermier et le thermomètre. Ainsi, pour deux fermes actuellement opérationnelles, deux fermiers sont respectivement déployés. Chaque fermier surveille en temps plein son troupeau. Lorsqu’il suspecte une quelconque anomalie sanitaire sur une quelconque vache, il prélève sa température corporelle à l’aide du thermomètre pour confirmer ou infirmer son observation. En cas de dépassement des limites, celui-ci court derrière la vache pour la rattraper.
S’agissant de la transmission des informations entre l’exploitation et l’organe décisionnel, le Préposé à l’élevage basé au lieu d’exploitation, récolte les informations de différentes fermes, les consolide dans une feuille Excel, puis les transmet à l’administration générale. Selon l’importance des informations, leur transmission se fait soit par mail, ou soit le Préposé à l’élevage engage un coût supplétif de transport de l’exploitation au décisionnel.
Les ressources humaines et organisationnelles qui entrent en jeu dans la gestion de l’élevage à l’Université Catholique de Bukavu sont les fermiers, et le Préposé à l’élevage qui est délégué par le service logistique et fait rapport à l’Administrateur général. Ce dernier prend des décisions sur la vie des fermes. Par ailleurs, les ressources matérielles et logicielles utilisées sont des thermomètres pour prélever la température corporelle des vaches dans les fermes, un véhicule pour le transport du personnel, des ordinateurs équipés de Microsoft Excel pour répertorier les ressources bovines (identifiées individuellement par un code unique) et la production laitière, ainsi que la messagerie Gmail pour l’échange d’informations entre l’opérant et le décisionnel.
Critique de l’existant et proposition des pistes de solutions
De l’analyse de l’existant ci-haut présentée, il ressort, en termes de forces, (i) l’identification par un code unique pour chaque vache ; (ii) l’utilisation d’un instrument de mesure de température corporelle des vaches, en l’occurrence le thermomètre, pour assister les fermiers dans leurs observations ; et (iii) la manipulation des outils logiciels informatiques, dont une base de données Excel pour répertorier toutes les ressources bovines ainsi que la messagerie Gmail pour l’échange d’informations.
Néanmoins, en termes de faiblesses, il sied de retenir que le système de surveillance en élevage bovin à l’Université Catholique de Bukavu est caractérisé par (i) une forte probabilité de non détection ou de détection tardive des anomalies sanitaires et de géolocalisation pouvant survenir sur les vaches lorsque la taille du troupeau devient de plus en plus grande, ce qui a pour effet l’enregistrement des morts et de disparitions des vaches qui devraient être évitées ; (ii) des difficultés pour les fermiers à garder un œil sur l’intégralité de leurs troupeaux, surtout lorsque ceux-ci deviennent de plus en plus grands ; (iii) un retard considérable de transmission d’informations entre l’organe opérant et l’organe décisionnel, ce qui a pour conséquence directe le retard dans la prise de décisions ; (iv) l’engagement parfois d’un coût de transport supplémentaire lorsque l’organe stratégique veut s’acquérir de la situation au terrain ; (v) l’utilisation d’un outil de base de données simple, le Microsoft Excel, dont les limites sont vites atteintes en ce qui concerne la redondance des informations. En plus, cette base de données n’est pas automatiquement partagée entre les différents acteurs qui, pourtant en ont le droit d’accès, elle est ainsi partagée soit à travers des disques amovibles ou soit à travers la messagerie Gmail, et peut toutefois subir des altérations inattendues.
Pour pallier aux griefs portés au système existant, cette étude propose une solution basée sur l’utilisation de l’internet des objets et des capteurs, dont l’architecture réseau simplifiée est illustrée à la figure 1.2, de laquelle ressort deux blocs principaux qui communiqueraient à travers l’internet, il s’agit du bloc de transmission et du bloc de réception.
Figure 1.2. Architecture réseau de la solution proposée.
Le bloc de transmission, dont le schéma des circuits présenté à la figure 1.3 a été réalisé grâce à l’outil de simulation Fritzing, comprendrait un système embarqué supporté par un collier placé autour de l’encolure de la vache.
Ce système embarqué serait un dispositif composé d’un microcontrôleur NodeMCU intégrant un module Wi-Fi ESP8266 et auquel seraient connectés un détecteur de température et humidité corporelles DHT11, un capteur de fréquence cardiaque NB023 et un module de système global de positionnement GY-NEO6M GPS. Ce bloc serait alimenté en énergie par une batterie chargeable à tension de 3 Volts.
Figure 1.3. Schéma des circuits du système embarqué.
Le bloc de réception comprendrait les terminaux des utilisateurs connectés à l’internet, qui accèderaient à l’application web à travers les navigateurs web. Cette application web et la base de données qui la supporte seraient respectivement hébergées sur les serveurs distants.
Ainsi, les paramètres mesurés par les différents capteurs sur la vache, notamment la température, l’humidité, la fréquence cardiaque et la géolocalisation, seraient transmises au bloc de réception en passant par internet, à travers le module Wi-Fi et le satellite. De cela, l’organe décisionnel et l’organe opérant pourraient, chacun en ce qui le concerne, accéder aux services fournis par ce système partout et à tout moment.
En outre, le système d’alertes et de géolocalisation serait programmé de manière à fonctionner selon l’ordinogramme de flux illustré à la figure 1.4. De cet ordinogramme, il faut lire que pour éviter de surcharger la base de données par le trafic qui serait de plus en plus grand, le capteur DHT11 et le capteur de fréquence cardiaque enverraient régulièrement les données à la carte NodeMCU, mais ces données ne seraient transmises à la base de données que si (i) soit elles ne sont pas dans l’intervalle de température/humidité corporelles requis de la vache ; (ii) ou soit elles ne sont pas dans l’intervalle de variabilité de fréquence cardiaque normal de la vache. Quant au module NEO 6M GPS, il enverrait en temps réel, la position en longitude et latitude sur la mappe.
Figure 1.4. Ordinogramme de flux entre les nœuds.
Bilan du chapitre
L’état des lieux et l’analyse de l’existant présentés dans ce chapitre ont permis de mettre en évidence le cadre de cette étude, qui est l’Université Catholique de Bukavu dans son domaine de l’élevage bovin. Les problèmes majeurs qui sortent de ce cadre, tels qu’évoquées dans l’analyse de l’existant et auxquels cette étude propose une solution, sont dus à l’utilisation d’un système manuel de surveillance, ne permettant ni d’améliorer les conditions de travail des fermiers, ni d’avoir une surveillance optimale du troupeau, ni de prendre la bonne décision au bon moment, moins encore d’optimiser les résultats de l’élevage. Comparativement à l’existant, à l’application de la solution proposée dans cette étude, les ressources humaines et organisationnelles resteraient intactes, si ce ne sont que les ressources matérielles et logicielles qui se verraient changer respectivement en un réseau de capteurs et en une application web, les deux combinées, ferraient ainsi un système à base de l’internet des objets.
