Les drones et l'intelligence artificielle peuvent-ils améliorer les revenus des planteurs de cacao camerounais ?

Jean-Paul Mvogo, Responsable de l'Expérimentation | Laboratoire d'accélération du PNUD au Cameroun

14 mai 2021

Le laboratoire d'Accélération du PNUD Cameroun a récemment lancé une série d’expériences visant à trouver des solutions innovantes pour les planteurs de cacao. Cette décision est ancrée dans un paradoxe. Ce secteur a une importance systémique pour le pays dont il représente la deuxième source de revenus d'exportation, après le pétrole. Pourtant, les planteurs de cacao ne reçoivent guère la reconnaissance qu'ils méritent de la part des médias et de nombreux Camerounais. Ceux-ci ont tendance à focaliser leur attention sur des secteurs plus glamour, ignorant ainsi les difficultés que traversent la filière cacao camerounaise. Pour rappel, 257 151 tonnes de cacao ont été collectées pour la campagne 2019-2020, soit un recul de -2% par rapport à la période précédente, et le tonnage de cacao produit au Cameroun est en baisse depuis 2016. 

Un drone utilisé à des fins expérimentales par le Laboratoire d'Accélération du PNUD Cameroun navigue dans une plantation de cacao. | Crédits: Rodrigue Martial Mbarge & Severin Ndemanou

Notre rencontre avec M. Fouda: Un long et riche voyage à la découverte de la chaîne de valeur du cacao camerounais  

Notre deuxième rencontre avec M. Fouda, un planteur de cacao, s'est déroulée dans ce contexte alors que l'équipe du Laboratoire d’Accélération tentait de mieux comprendre les enjeux de la chaîne de valeur du cacao camerounais. Loin de notre bureau de Yaoundé, la capitale du Cameroun, nous l’avons rencontré à Tambe - un village typique de la ceinture cacaoyère du Centre du Cameroun – dans lequel M. Fouda possède une jeune plantation de 4 hectares. La rencontre a confirmé mon opinion sur les planteurs de cacao. Ces derniers ressemblent, à bien des égards, à ces personnages décrits par Hemingway ou Zola et qui sont habités par une énergie inépuisable mais aussi un calme et une détermination hors norme. Comme eux, les cacaoculteurs camerounais doivent mener un combat quotidien contre une force indomptable, ici la forêt tropicale, car la plus grande partie du cacao récolté au Cameroun est plantée sous la canopée. 

Ce mode d’exploitation requiert une constante implication des planteurs. Chaque jour, ils doivent parcourir de longues distances à pied pour surveiller la croissance de leurs cacaoyers. Ce monitoring est indispensable pour éviter la propagation de maladies à même de ruiner des mois de travail en quelques jours. Et parce que la mécanisation n'est qu'un rêve lointain, tous les travaux doivent être réalisés à la machette. Et cela de l'entretien des minuscules chemins reliant les routes principales aux champs situés au fond de la forêt à l'abattage des arbres pour apporter de la lumière aux jeunes cacaoyers.

En se référant à Google Map, le trajet pour rencontrer les planteurs de la localité de També aurait dû nous prendre 3 heures et 37 minutes. Dans des conditions réelles, il nous a fallu plus de 8h00 pour parcourir les 161 kilomètres entre Yaoundé, la capitale du Cameroun, et Tambe. Pour nous, ce voyage fut synonyme de ponts en bois et de routes poussiéreuses, difficilement praticables. Il fut aussi un avant-goût des différentes contraintes logistiques post-récolte auxquelles sont confrontés les planteurs lorsqu’ils souhaitent transporter des sacs de cacao de leurs champs vers les pôles de commercialisation. Ce voyage nous a aussi permis de déployer les savoir-faire du Lab. A ce titre, Audrey Moneyang, notre responsable de l’exploration a pu discuter avec les planteurs de leurs contraintes. Anna Ojong, notre responsable de la cartographie des solutions a pu recenser des réponses locales mises en œuvre par les agriculteurs pour résoudre leurs défis. Au final, en tant qu’expérimentateur, ce voyage, qui aurait pu facilement durer plusieurs jours en saison des pluies, fut l’occasion de tester et de commencer à valider plusieurs innovations. 

La mission du AccLab Cameroun découvre un avant-goût de la contrainte logistique des planteurs de cacao. Localisation: Près de Mbangassina, Région du Centre du Cameroun | Crédits: Jean-Paul Mvogo

En fait, notre mission à Tambe a débuté quelques jours avant lorsque M. Fouda nous a été présenté par le Chef du projet TRIDOM II, une unité du PNUD Cameroun œuvrant pour le maintien de la biodiversité dans le bassin du Congo. Cette rencontre s’inscrit dans le cadre de notre premier défi consacré à l’amélioration de l'accès des jeunes à l'entrepreneuriat et à l'emploi. Une première analyse du secteur a conclu que les jeunes des zones rurales étaient souvent les parents pauvres des politiques de promotion de la jeunesse. Bien qu'ils représentent 42% des jeunes camerounais, les jeunes ruraux ont accès à moins d'opportunités technologiques et d'emploi – à titre de rappel, le BIT estime que plus de 70% des actifs vivant dans les zones rurales travaillent dans l'agriculture. 

Arrivée de l'équipe du Laboratoire d’Accélération à Tambe et première rencontre avec les représentants du chef du village. Localisation: Mairie de Ngoro, Région du Centre du Cameroun | Crédits: Rodrigue Martial Mbarge et Severin Ndemanou

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Progression de l’Equipe dans des champs de cacao situés sous la canopée de la forêt tropicale. M. Fouda, un planteur est notre guide et ouvre la marche. Localisation: Près de Tambe, Région du Centre du Cameroun | Crédit: Rodrigue Martial Mbarge et Severin Ndemanou

En analysant ces réalités, nous avons décidé d'accorder plus d'attention aux jeunes vivant dans les zones rurales. Un exercice de réflexion systémique nous a conduit à comprendre que des actions de renforcement du fonctionnement des écosystèmes agricoles étaient susceptibles d’avoir un impact décisif sur le mode de vie de ces jeunes actifs.

Et la filière cacao s’est rapidement imposée comme un levier de changement structurel pour de nombreuses raisons. Primo, près d’un Camerounais sur quatre vit directement ou indirectement de la chaîne de valeur du cacao. Deuxio, le secteur emploierait plus de 600 000 personnes. Au final, cette culture est cultivée dans 7 des 10 régions du pays.

Afin de cibler le point d’entrée pour les futures interventions du Lab dans la filière, une analyse des contraintes minant la routine quotidienne des jeunes agriculteurs a été réalisée. Les discussions avec ces derniers ont permis de faire émerger trois grandes séries de contraintes : (i) le faible accès aux intrants et aux semences ; (ii) les insectes et les maladies qui menacent constamment la santé du cacaoyer, des feuilles et des cabosses et (iii), les problèmes logistiques qui sapent les efforts des planteurs, comme l'illustrent les coûts post-récolte estimés pour chaque tonne. 

Les innovateurs et l’équipe du Laboratoire d’Accélération discutent des problèmes de production de cacao avec des planteurs à Tambe, dans la province du Centre du Cameroun. Localisation: Tambe, Région du Centre du Cameroun | Crédits: Rodrigue Martial Mbarge et Severin Ndemanou 

Vues aériennes et terrestres du champ de M. Fouda. Les plantations sont situées sous la cime des arbres et tous les travaux sont effectués à la machette. Localisation: Près de Tambe, Région du Centre du Cameroun | Crédits: Rodrigue Martial Mbarge et Severin Ndemanou

Les problèmes logistiques se matérialisent dès la collecte des cabosses de cacao dans les champs, car les planteurs doivent d'abord louer des mototaxis, appelés «benskins», pour les aider à transporter les sacs un à un du fin fond de la forêt jusqu'aux villages, avant d’attendre le passage d’éventuels camions. La désunion entre planteurs constitue un autre problème car elle nuit au fonctionnement des groupements d’agriculteurs. Elle force bien souvent les planteurs à céder au pouvoir de marché des «coxeurs», car ils ne parviennent pas à présenter une position commune en termes de prix et de conditions de vente. Les "coxeurs" sont des intermédiaires qui cassent les prix et profitent des différentes défaillances et inefficacités qui minent la chaîne de valeur du cacao. 
Au-delà de ces causes profondes, pré et post post récolte, les planteurs ne sont pas engagés dans la transformation et vendent leur produit brut, après le séchage. Une fois cumulés, ces facteurs expliquent que les planteurs ne récoltent en moyenne qu’un faible pourcentage du prix d'une tablette de chocolat, alors qu'ils représentent le segment le plus intensif en main-d’œuvre au sein de la chaîne de valeur.

Un aperçu des opérations logistiques dans la chaîne de valeur du cacao. À droite: M. Fouda après la récolte. Centre: Déchargement d'un sac de cacao porté par une moto, ou « benskin », après la récolte. À gauche: séchage du cacao. Localisation: Tambe, Région du Centre du Cameroun | Crédit: Rodrigue Martial Mbarge et Severin Ndemanou et Edmond Fouda 

En prenant en compte les causes profondes minant les efforts de création de valeur des planteurs, une analyse forces / faiblesses a souligné qu'il serait difficile dans un temps limité de faire face aux contraintes routières et logistiques. A contrario, une série de facteurs a plaidé pour une intervention du Laboratoire d’Accélération sur l'amélioration de la gestion des maladies par les planteurs.

Selon ces derniers, les maladies et les insectes peuvent réduire leur production de 40 à 60%. Les longues distances et le terrain escarpé rendent difficile la surveillance des maladies dans les plantations. Les jeunes planteurs ont également exprimé leurs difficultés à identifier les maladies et les insectes affectant les cacaoyers. La formation reçue dans ce domaine a souvent été jugée limitée et ce malgré d’ambitieux programmes parrainés par l'État pour relancer la filière cacao.

Au final, les planteurs souffrent d'une mauvaise transmission intergénérationnelle des connaissances sur les maladies, avec des pertes supérieures à la moyenne du secteur pour les jeunes planteurs qui souffrent souvent de la pauvreté et sont aussi bien souvent contraints à l'exode rural. Et à cause de certains de ces problèmes, les traitements ne sont souvent pas adaptés aux maladies ou mal exécutés. 

Afin d’apporter des solutions à M. Fouda et à ses collègues, plusieurs expériences ont été proposées afin d’améliorer la gestion des maladies. Le déploiement de ces expériences est en cours et intègre aussi bien des innovations technologiques, institutionnelles et socioculturelles. Un exemple d'innovation que nous aimerions tester est l'introduction dans la communauté de groupes de discussion sur les maladies du cacao. Cette solution est peu coûteuse, avec la possibilité pour les planteurs de collecter des échantillons de feuilles ou de cabosses de cacao affectées par une maladie ou un insecte et d’organiser des discussions thématiques. 

Exploiter les drones et l'intelligence artificielle pour mieux surveiller les multiples maladies affectant la production de cacao

Au-delà de cet exemple, nous avons testé à Tambe d'autres innovations technologiques. Un protocole d’expérimentation a permis d’associer un innovateur camerounais, William Elong, qui travaille sur des solutions d'imagerie par drone avec un jeune développeur, Giovanni Gweth, spécialisé dans l’intelligence artificielle. L'objectif final de cette association était de développer et de tester une solution capable d'utiliser les images produites par un drone pour obtenir une détection et un suivi presque en temps réel des maladies sur de grands espaces, pour des cacaoyers situés sous la canopée.

A gauche: discussion entre l'équipe technique avant le lancement du drone. À droite: les opérations par drone et leur intérêt sont présentés à M. Fouda, planteur de cacao. Localisation: près de Tambe, Province Centre du Cameroun | Crédits: Rodrigue Martial Mbarge et Severin Ndemanou

L’aisance, la couverture, la rapidité et la précision de la surveillance des maladies sont quelques-uns des critères de sélection qui ont alimenté le lancement de cette expérience. Une identification plus précise des maladies grâce à une base de données plus large plaide aussi en faveur de cette solution, notamment parce que de nouvelles maladies apparaissent régulièrement. Des discussions avec nos innovateurs ont émergé la perspective d'un suivi plus facile et plus rapide des maladies. Actuellement, ce processus prend du temps. M. Fouda a ainsi estimé entre deux et trois jours le temps nécessaire pour réaliser à temps complet un examen rapide et peu fiable des maladies sur ses 4 hectares. Pendant ce temps, plusieurs arbres peuvent être infectés par une maladie, telle que le swollen shot, un virus qui décime les plantations de cacao dans toute l'Afrique.

Au-delà de l'équipe du laboratoire, nous avons amené un opérateur de drone à Tambe. La détection des maladies par les drones n'est pas une activité nouvelle au Cameroun car cette technologie a été utilisée pour les champs d'ananas appartenant à de grandes entreprises. Pourtant, ce voyage a permis à l’opérateur de découvrir les limites de l’utilisation des drones sous la cime des arbres. Notre développeur a également pu calibrer son modèle de « deep learning supervisé » grâce à des discussions avec des planteurs et des photos prises par le drone. Les modèles de «deep learning », appliqués à l'imagerie, impliquent la création de neurones artificielles capables de reproduire le fonctionnement du cerveau pour détecter des objets et leurs caractéristiques dans les images. Le réseau neuronal ainsi créé est entraîné, comme le cerveau, à reconnaître les objets et leurs caractéristiques (dans notre cas des feuilles et des cabosses malades). Dans notre cas, tout comme les premiers pas d'un enfant, l'entraînement au réseau d'intelligence artificielle est accompli en soumettant des images de bonnes et de mauvaises feuilles ou cabosses au réseau neuronal. À l'instar du cerveau humain, le modèle d'intelligence artificielle pourra par la suite détecter des feuilles et les cabosses malades sur de nouvelles images fournies par le drone.

Dans l'ensemble, les résultats préliminaires de ces missions sur le terrain sont prometteurs. Les vols de drones se sont bien déroulés et ont permis de découvrir la nécessité de privilégier certains types de drones car leurs signaux radio sont moins brouillés par les arbres. Les drones se sont également révélés capables de manœuvrer sous la canopée assez facilement. Les premiers résultats du moteur d'intelligence artificielle sont également bons ainsi qu'en atteste cette vidéo. Il a détecté des cabosses et des feuilles de cacao atteintes de maladies ou d'insectes comme le montre cette vidéo, avec un taux de précision de 80%, à l’heure actuelle. Ce taux augmentera avec l’enrichissement du  moteur d’intelligence artificielle avec plus d'images et de cas de maladies.

L'équipe du Laboratoire d’Accélération prévoit actuellement une deuxième mission à Tambe en juillet pour expérimenter d'autres solutions et approfondir les résultats de la combinaison Intelligence Artificielle / Drone. Techniquement, la mission visera à tester la détection à moyenne et longue portée mais aussi les conditions opérationnelles pendant la saison des pluies. La géolocalisation des cacaoyers malades et la navigation automatisée des drones sont également sur la table pour relever les défis posés par la forêt et des arbres géants. Au final, la mission permettra de former les agriculteurs à la solution, de valider différentes expériences utilisateurs et de répondre aux questions sur leur capacité à maitriser cette technologie. 

Détection des maladies par la solution d’intelligence artificielle sur base d’images prises dans le champ de cacao de Mr. Fouda. Localisation: près de Tambe, Province du Centre du Cameroun | Crédit: Jean Ango et Giovani Gweth

Depuis le retour de Tambe, en tant qu'Expérimentateur, une grande partie de mon temps a été consacrée à l’évaluation des résultats mais aussi des qualités et défauts des solutions visant à lutter contre les maladies du cacao. Cet exercice est d’autant plus important pour le PNUD et le Laboratoire, dans un contexte caractérisé par des ressources limitées et une exigence de rentabilité. Avant que d'autres acteurs n'expriment cette inquiétude, un exercice a été autour de la pertinence du drone et de la solution d'Intelligence Artificielle. Plusieurs questions ont émergé. Une solution plus frugale est-elle plus appropriée, à l'instar de groupes de discussion ? Ne succombons-nous pas trop au techno-centrisme, en essayant de résoudre nos problèmes avec des innovations technologiques complexes ? Les solutions technologiques peuvent-elles être facilement exploitée par les planteurs ou d'autres parties prenantes ? Et ces derniers peuvent-ils assumer les coûts de la solution ?

Sur ces questions, des discussions avec des innovateurs et des planteurs ont abouti à une modeste conclusion et à quelques réflexions pour nos futures opérations. L’humble conclusion concerne la capacité à répondre aux problèmes des planteurs de Tambe et plus largement aux contraintes de la filière cacao au Cameroun. La résolution de ces dernières ne peut se faire sans une approche, globale, holistique, au-delà des moyens du Laboratoire. Une telle approche requiert des interventions de nombreux partenaires tout au long de la chaîne de valeur et ce afin de permettre aux agriculteurs de gagner plus que le faible pourcentage qu’ils obtiennent actuellement sur une barre de chocolat.

Pour les réflexions sur le soutien systémique à ces planteurs, le Laboratoire d’Accélération  a commencé à construire des partenariats capables d'améliorer la capacité des planteurs à atteindre un tel objectif. Par exemple, nous avons recherché au sein du PNUD Cameroun des synergies horizontales avec d'autres unités, tels que le Programme présidentiel pour la reconstruction et le développement (PPRD). Parmi de nombreuses activités, ce programme envisage de relancer les chaînes de valeur du cacao dans les zones touchées par les troubles politiques dans le nord-ouest et le sud-ouest du Cameroun. Le Laboratoire d’Accélération entend transférer les connaissances acquises à Tambe vers les terroirs et planteurs de ces zones. Des contacts exploratoires ont également été noués avec la GIZ – qui dispose de programmes appuyant la filière cacao. Un courtier de classe mondiale a également été approché pour envisager le développement de certaines de nos expériences dans le cadre de ses programmes de RSE.

Au final, pour le Lab, la solution combinant drone et IA n'a pas la prétention d'être une panacée. Pourtant, plusieurs raisons nous poussent à soutenir ce type de solutions technologiques. Primo, leur potentiel économique. Le Lab coache l’équipe d’innovateurs depuis plusieurs semaines afin qu'ils transforment leur succès technologique en solutions économiquement déployables. Notre prochaine mission à Tambe servira donc à valider les hypothèses opérationnelles et financières mais aussi l'expérience utilisateur (UX) de la solution auprès des agriculteurs. A ce stade, une première série de calculs et des comparaisons avec d'autres solutions développées dans le secteur de l’Agritech démontrent que le modèle drone / IA de détection des maladies pourrait être viable, sous certaines hypothèses de partage des coûts entre les agriculteurs. L'adoption de cette solution pourrait être facilitée dans le cadre d’un modèle de convention de services (Device As A Service, or DaaS). Ce type de contrat gagne du terrain parmi les planteurs camerounais qui découvrent les bénéfices de la location d'outils agricoles.

Des raisons stratégiques sous-tendent également notre intérêt pour cette solution. Elles sont liées aux évolutions en cours au sein de la chaîne de valeur du cacao. Les plus grands négociants mondiaux de cacao sont entrain d’investir dans des programmes de R&D axés sur la digitalisation de la chaîne de valeur, en particulier dans des domaines tels que la E-Supply Chain, les prévisions de marché, la gestion des opérations sur le terrain, mais aussi le financement. Ces investissements vont profondément modifier l'équilibre des forces au sein de la chaîne de valeur. D'où la nécessité pour le PNUD et ses partenaires de préparer le Cameroun et ses planteurs à cette révolution. Notamment, en accompagnant les acteurs locaux capables de partager avec les agriculteurs les retombées de cette révolution technologique. Notre espoir est aussi que ces innovateurs deviennent des champions locaux et panafricains, maîtrisant des technologies essentielles pour un secteur qui demeure stratégique pour le Cameroun et de nombreux pays africains.

Et ce faisant, nous espérons augmenter, au vu de leur labeur, la part réservée aux agriculteurs camerounais dans la chaine de valeur cacaoyère. 

Photo de groupe avec les planteurs à Tambe. Localisation: Tambe, Région du Centre du Cameroon | Credit: Rodrigue Martial Mbarge et Severin Ndemanou

 

Tous nos remerciements aux habitants de Tambe et Mbangassina, dans la region du Centre du Cameroun, qui nous ont accueilli et ont partagé leur connaissance avec nous. Nous sommes aussi reconnaissants au chauffeur du Bureau du PNUD, Manel Ango, qui nous a accompagné tout au long de notre voyage depuis Yaoundé, à Hermann Aurelien Kamougne Ndjampa du PNUD, pour la mise en page de ce Blog et à Euphrasie Kouame, Gilbert Ndzomo Abanda et Yannick Elouga pour leurs conseils.