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Les nouvelles technologies au service du troupeau allaitant Didier DELEAU ARVALIS Institut du Végétal [email protected]

Les nouvelles technologies au service du troupeau … · St-Hilaire-en-Woëvre (55) Boucles et pesée électroniques, accéléromètre, bolus ruminaux, ... Jusu’à 40 % des vahes

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Les nouvelles technologies au service du troupeau allaitant

Didier DELEAU ARVALIS Institut du Végétal [email protected]

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Réunion Technique Fourrages – Ferme Expérimentale des Bordes 36120 Jeu-les-Bois – 23 janvier 2018 2

Les stations « Fourrages-Elevage » ARVALIS

Station de la Jaillière La Chapelle Saint Sauveur (44) Robot d’alimentation, podomètres, logiciel gestion porte de tri (allotement), compteurs d’eau connectés…

Ferme Expérimentale Professionnelle Lorraine St-Hilaire-en-Woëvre (55) Boucles et pesée électroniques, accéléromètre, bolus ruminaux, thermomètres vaginaux…

Ferme expérimentale des Bordes Jeu-les-Bois (36) Boucles électroniques, Caméra de surveillance, robot d’alimentation, pesée électronique, compteurs d’eau connectés…

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Imaginer ce que peut être une exploitation agricole demain avec le

développement des technologies numériques...

Les DIGIFERMES®, vitrines de l’agriculture numérique

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Contexte et enjeux

Suivi quotidien de l’alimentation, du sanitaire, de la reproduction de + en + difficile…

Augmentation de la taille des élevages sans augmentation de la main d’œuvre charge de travail croissante

Contexte économique nécessité d’amélioration de la productivité et de l’efficience

Aspirations sociétales : diminution astreintes, meilleur maîtrise du temps et du confort de travail

Lieu d’habitation éloigné de l’exploitation ou plusieurs sites

Recherche d’outils d’aide à la décision

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Contexte et enjeux

Un contexte favorable au développement de l’élevage de précision Emergence des capteurs à des coûts abordables Explosion des objets connectés en agriculture (100 millions

en 2022)

+ de 40% des agriculteurs possédaient un

smartphone en France en 2015 (BVA-TICAgri)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

2016201520142013

Possession d’un SMARTPHONE

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Contexte Etre connecté : pour faire quoi ?

Météo

Irrélis (irrigation)

Miléos (mildiou PDT)

OAD Contrôle équipements TRIOLIET MAITRISE DU CHARGEMENT DE LA MÉLANGEUSE CC300, système de pesage temps

réel de pesage.

Gestion parcellaire

Capteurs

Photo pointage

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Le concept d’élevage de précision

Source : GUATTEO, 2016. Session AFTAA Vaches laitières du 22/11/2016 ONIRIS-INRA-UMT Maîtrise de la santé des troupeaux bovins

La place et le rôle de l’éleveur fondamentaux !

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53,6%

12,2% 12,4% 10,5% 9,7%

1,7%

Non Non, mais jepense

m'équiper

Oui, pour lesvêlages

Oui, pour leschaleurs (dontrobot de traite)

Oui, pour lesvêlages et les

chaleurs

Ne se prononcepas

Le monitoring en élevage bovin Etes-vous équipés d’un outil de détection des chaleurs ou des vêlages?

Sondage en ligne – Novembre 2014 – 476 votants

Un tiers des éleveurs équipés et plus de 12% y songent.

Source: Web-agri 2014

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CONDUITE DU TROUPEAU:

Reproduction

Vêlages

Alimentation

Suivi sanitaire

PATURAGE : clôtures virtuelles, collier GPS

Du numérique à tous les niveaux…

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Objectifs :

- Automatiser une mesure manuelle (quantité aliment) ou visuelle (chevauchement, détection vêlage)

- Mesurer des paramètres difficilement ou non détectables (activité, rumination…)

Paramètres mesurés:

-physiologiques : production laitière, ingestion, température corporelle…

-biologiques : caractéristiques physico-chimique du lait, niveaux

hormonaux…

-morphologiques : mensuration, poids

-comportementaux : activité, comportement alimentaire…

Les capteurs pour gérer l’approche individuelle

Source: Allain et al.2014

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Les capteurs pour gérer l’approche individuelle

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CONDUITE DU TROUPEAU Identification électronique des animaux

TRAITE PORTES DE TRI

DAC/ALIMENTATION PESÉES

~ 4000 élevages équipés dont 95% en lait ou mixte - 8% des VL (DAC, DAL,

compteur à lait, robot de traite…)

- < 1% des VA (pesée, tri…)

RFID

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CONDUITE DU TROUPEAU Fiabilité des outils de monitoring

Si trop d’alarmes sur animaux non malades

Action de l’éleveur

Excès de traitements

antibio-résistance Atteinte du BEA

Si animaux malades non détectées

Sous traitement ou retard de traitement

- SENSIBILITE = Aptitude à détecter tous les vaches malades, en chaleur… (% des animaux malades, chaleurs… qui ont été détectés)

- FIABILITE ou VALEUR PREDICTIVE POSITIVE (VPP) = Aptitude à limiter les fausses alertes (Probabilité que la vache en alerte soit réellement malade, en chaleur…)

Performances de détection

+ de 95% des alertes générés par le robot de traite ne sont pas

analysées par l’éleveur

Source: R.GUATTEO; 2016

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CONDUITE DU TROUPEAU:

Reproduction

Vêlages

Alimentation

Suivi sanitaire

PATURAGE : clôtures virtuelles, collier GPS

Du numérique à tous les niveaux…

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• Des chaleurs moins longues et moins exprimées (Source : UNCEIA)

Plus de la moitié des chaleurs durent moins de 7 heures

40 % des chaleurs sont uniquement nocturnes

75 % des chevauchements surviennent entre 20h et 6h du matin

Jusqu’à 40 % des vaches n’acceptent jamais le chevauchement

Dégradation des indicateurs – De la fertilité = Réussite à l’IA : -1% par an depuis 1995 en Holstein

– De la fécondité = +2 j par an depuis 1985 en PH, IVV 2009 = 420j

CONDUITE DU TROUPEAU Détection des chaleurs

BGTA 2013 : IVV moyen : 384 j charolaise 383 j limousine

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CONDUITE DU TROUPEAU Détection des chaleurs

Capteurs d’activité Podomètres

• Mesure le nombre de pas Assez bonne sensibilité Technologie robuste… Incompatible avec boiteries Récupération données au DAC ou SDT… Ne donne pas la période d’IA optimale

• Mesure l’accélération de l’animal selon 3 axes (sur l’encolure ou la patte).

Assez bonne sensibilité et bonne fiabilité Récupération fréquente des données Robustesse Pas compatible avec DAC et porte de tri pour la fonction identification Ne donne pas la période d’IA optimale

Accéléromètres

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• Transfert vers la base radio GSM • Analyse des données sur le serveur Daily Web Service • Alerte de l’éleveur par SMS • Lecture graphique sur site web

• Prise en compte de tous les mouvements de la tête et de l’animal • Pondération du mouvement en fonction de son importance • Comparaison de l’activité du jour à celle des jours précédents mesure et

enregistre des données toutes les 5 minutes sur une

plage horaire

CONDUITE DU TROUPEAU Détection des chaleurs

Principe de fonctionnement d’un accéléromètre

Alerte = chaleur ?

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Capteur de pression sur la croupe.

Pression liée au chevauchement des animaux .

Informations : identifiant animal, date, heure et durée du chevauchement

Ondes ultra haute fréquences envoyées à un ordinateur via une base radio.

Lorsque plus de 3 chevauchements en moins de 4h ALERTE

Détecteur électronique de chevauchement: Ex: HeatWatch II® (CowChips, LLC)

CONDUITE DU TROUPEAU Détection des chaleurs

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Combinaison entre un accéléromètre sur l’encolure de l’animal et un thermomètre vaginal.

Augmentation d’activité associée à une chute puis une augmentation de la température.

Boitier de traitement de l’info positionné directement sur l’animal et envoi d’un SMS à l’éleveur.

Accéléromètre + thermomètre Ex: Système Anemon®

CONDUITE DU TROUPEAU Détection des chaleurs

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CONDUITE DU TROUPEAU Détection des chaleurs

Performances de détection des outils de détection des chaleurs : sensibilité (SE), fiabilité ou valeur prédictive positive (VPP)

Allain et al., IDELE 2012

Système Performances

SE (%) VPP (%)

Podomètres 63 à 90 71 à 94

Accéléromètres 59 à 83 80 à 94

Détecteur électronique de chevauchement

69 à 92 96 à 100

Dosage progestérone automatisée

93 à 99

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CONDUITE DU TROUPEAU Détection des chaleurs

Essai VL – Comparatif de 3 outils d’aide à la détection des chaleurs Les Trinottières 2011-2012

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Podomètre Activimètre 1 Activimètre 2

1ère ovulation 2ème ovulation

Dés la 2ème ovulation, très bonne sensibilité : prés de 80% des chaleurs détectées

Sensibilité : % de détection des chaleurs

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Podomètre Activimètre 1 Activimètre 2

1ère ovulation 2ème ovulation

Valeur Prédictive Positive : % de bonnes détections

Dés la 2ème ovulation, très bonne précision des alertes : plus de 90% de bonnes détections avec les activimètres Source: Essai Les Trinottières 2011-2012 Lamy et al, 2014

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Un taux de réussite en 1ère IA amélioré de 5 points

Taux de réussite 1ère IA : 1990 à 2011 : 53 %

2012 à 2014 : 58 %

3 IA en moins gain de 125 €

Beaucoup de fausses alertes

Utilisation de l’activimètre Heatphone®

CONDUITE DU TROUPEAU Détection des chaleurs

Témoignage Ferme Expérimentale Saint Hilaire en Woëvre (55)

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CONDUITE DU TROUPEAU:

Reproduction

Vêlages

Alimentation

Suivi sanitaire

PATURAGE : clôtures virtuelles, collier GPS

Du numérique à tous les niveaux…

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CONDUITE DU TROUPEAU Détection des vêlages

Quels indicateurs? • Evolution température • Comportement • Expulsion poche des eaux

• …

Quelles mesures? • Température vaginale • Position de la queue • Contractions abdominales • …

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CONDUITE DU TROUPEAU Détection des vêlages

3 niveaux d’alerte: • Vêlage probable sous

48h

• Vêlage attendu sous

48h

• Expulsion du thermomètre

Mesure et suivi de la température en continu.

↗ 3 derniers jours de gestation puis ↘ jour du vêlage

Alertes transmises par SMS à l’éleveur

Thermomètre vaginal

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CONDUITE DU TROUPEAU Détection des vêlages

Essai VL – Qualité de la détection des vêlages - Thermomètre vaginal Les Trinottières 2011-2012

Des alertes de prévision « vêlage 48h » peu émises et peu fiables …mais excellentes et très fiables pour les alertes d’expulsion

Sensibilité : % de bonnes alertes selon la catégorie d’animaux

Sensibilité et Valeur Prédictive Positive

Source: Essai Les Trinottières 2011-2012 Lamy et al, 2014

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Alerte vêlageprobable sous 48h

Alerte vêlageattendu sous 48h

Alerte expulsionthermomètre

Génisses 2011-2012 (n=20) Vaches 2011-2012 (n=15)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Alerte vêlageprobable sous 48h

Alerte vêlageattendu sous 48h

Alerte expulsionthermomètre

% VL avec alerte % alertes à raison

Source: Essai Les Trinottières Chanvallon, 2012

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Vel’phone®

Une alerte d’expulsion fiable : « On ne se lève plus pour

rien ! ». Présence systématique pour surveiller et assister en cas de problème. Depuis 2012, aucune mortalité constatée au vêlage Des prises de température rectale très réduites avant vêlage. Une hygiène à la pose irréprochable : système invasif (risques de métrite...)

Si vêlage groupé, besoin d’équipement important Des sondes vaginales difficile à retrouver après expulsion (litière paille)

CONDUITE DU TROUPEAU Détection des vêlages

Utilisation du thermomètre vaginal Vel’Phone®

Témoignage Ferme Expérimentale Saint Hilaire en Woëvre (55)

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Avantages/Inconvénients

Une alerte d’expulsion fiable (selon quelques sources

agriculteurs, à confirmer avec d’autres références)

Système non invasif et facile à poser

Alerte dés le début du vêlage

Si vêlage groupé, besoin d’équipement important

Des attaches qui ne tiennent pas toujours (T° élevée

ou humidité)

CONDUITE DU TROUPEAU Détection des vêlages

Mesure du mouvement de la queue en période de vêlage

Alertes transmises par SMS à l’éleveur

Rappel pour les vêlages longs (2h après le déclenchement

du vêlage)

Accéléromètre et inclinomètre Ex : SMARTVEL® Evolution

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CONDUITE DU TROUPEAU:

Reproduction

Vêlages

Alimentation

Suivi sanitaire

PATURAGE : clôtures virtuelles, collier GPS

TRAITE : automatisation du travail et données collectées

Du numérique à tous les niveaux…

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CONDUITE DU TROUPEAU Suivi de l’activité et temps d’ingestion au pâturage

Des objectifs multiples :

Relier le comportement des animaux à leur statut physiologique ou physique

Détecter des maladies, blessures…

Prendre des décisions sur la gestion du pâturage et la complémentation

Une diversité de mesures :

Mesure des activités de déplacement (nombre de pas)

Distinction entre les positions debout et couchée

Quantité d’herbe ingérée (nombre de bouchées )

Mesure des durées d’ingestion

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CONDUITE DU TROUPEAU Suivi de l’activité et temps d’ingestion au pâturage

Essai VL – Evaluer le temps d’ingestion au pâturage avec un accéléromètre (LIFECORDER+ - Suzuken Co. Ltd)

Essai mené sur les fermes expérimentales de Trévarez et Derval

• Fore corrélation entre durée de pâturage observé et celle estimée par LC+ • Précision : R2 =84% avec un biais moyen de 5 min (3% ) Source: Allain et al, 2015

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Alerte SMS : Ingestion en forte baisse

Mesure de la durée d’ingestion et de rumination

CONDUITE DU TROUPEAU Surveillance du comportement alimentaire

Utilisation de l’activimètre FeedPhone®

Témoignage Ferme Expérimentale Saint Hilaire en Woëvre (55)

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CONDUITE DU TROUPEAU Surveillance du comportement alimentaire

Utilisation de l’activimètre FeedPhone®

Témoignage Ferme Expérimentale Saint Hilaire en Woëvre (55)

155

194 201

251 261

243

300 307

281

100

150

200

250

300

350

1/2 auge, 1 place Témoin 1/2 Auge, 1/2 Place

Tem

ps

d'in

gest

ion

(m

in/

jou

r)

Temps d'alimentation par box

Min

Moyenne

Max

Essai « Place à l’auge et surface de couchage en atelier d’engraissement de JB »

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CONDUITE DU TROUPEAU Surveillance du comportement alimentaire

Utilisation de l’activimètre FeedPhone®

Témoignage Ferme Expérimentale Saint Hilaire en Woëvre (55)

Alerte SMS : Consommation d’eau

en forte baisse

• Mesure fréquentielle de la consommation d’eau • Permet à l’arrivée des broutards de vérifier s’ils s’alimentent en eau – efficacité

cure introductive

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CONDUITE DU TROUPEAU Suivi de l’état d’engraissement (NEC)

La note d’état corporel : une indication indispensable pour les éleveurs …mais difficile à obtenir (précision, objectivité, temps disponible…)

Une automatisation possible grâce à l’imagerie 3D du dos de la vache

(Ex. caméra BCS Delaval)

Source: INRA

Source :Entraid.com

Capteur 3 D : Perche BODYMAT M ou application BODYMAT V (Sté Ingenera)

Source: © V.Guyot/GFA Source: © V.Guyot/GFA

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CONDUITE DU TROUPEAU Suivi de l’état d’engraissement

L’imagerie 3D pour estimer la morphologie en vif des bovins viande Un outil en développement par l’IDELE, FCEL et INGENERA

Une corrélations du même niveau que les exigences demandées pour les pointeurs exerçant dans le cadre du contrôle de performances viande notamment pour les postes de format (taille et largeur des animaux) ainsi que le volume de muscles de l'arrière main. (Source: IDELE; décembre 2017)

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CONDUITE DU TROUPEAU:

Reproduction

Vêlages

Alimentation

Suivi sanitaire

PATURAGE : clôtures virtuelles, collier GPS

Du numérique à tous les niveaux…

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CONDUITE DU TROUPEAU Suivi sanitaire

Intérêt du suivi de la température

112 JB - Incidence sur le GMQ (J1- J40)

Estimé (g/j) IC 95%

Episode hyperthermie sans détection éleveur, ni traitement

-33 [-53; -13]

1 traitement pour troubles respiratoires -139 [-239, -39]

2 traitements pour troubles respiratoires -316 [-516; -116]

3 traitements pour troubles respiratoires -665 [-985; - 325]

Perte de GMQ avérée en cas d’hyperthermie sans signes visibles Intérêt de détecter le plus précocement les hyperthermies

Source : d’après Timsit et al., 2011

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12 12

38 h

19 h

77 77

00

24

48

72

96

120

144

Ecoulement

nasal Bruits pulmonaires

anormaux à l’auscultation

27

12

66

51 h

64 h

79 h

122

136

89

Toux Abattement Ecoulement oculaire

Source : Timsit E, et al, 2010: Early detection of bovine respiratory disease in young bulls using reticulo-rumen temperature boluses. The Veterinary journal 190: 136-142

Délai (heure) entre le début de l’hyperthermie

et l’apparition de signes cliniques

CONDUITE DU TROUPEAU Suivi sanitaire

Intérêt du suivi de la température

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CONDUITE DU TROUPEAU Suivi sanitaire

Détection des troubles de santé par thermobolus:

65 VL – 11 mois

Faible détection des troubles de santé par le thermobolus sauf pour les troubles avec fièvre, les mammites…

Source: Bareille et al., 2014

57%

19%

14%

42%

23%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Mammite(n=21)

Métrite(n=32)

Boiterie(n=14)

TS avec fièvre(n=36)

Total(n=88)

Troubles de santé associés à une alerte (%)

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Utilisation du bolus ruminal (Ex : smaXtec)

Récupération en temps réel du pH et de la T° Anomalie signalées par un calcul automatique et résultats visibles sur

appli Détection maladie anticipée et intervention sur la ration possible +

rapidement

CONDUITE DU TROUPEAU Suivi sanitaire

Suivi de la température ruminale et du pH

Bonne corrélation (86%) entre des mesures de pH avec un système de bolus intraruminal enregistrant le pH en continu (smaXtec) et des mesures classiques par pH-métrie Source : Matthieu et al., 3R 2012

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Un gain de temps important : plus de prise de températures rectales à l’introduction des broutards

Ex Pour un box de 18 JB : 3.3 heures de travail en moins sur 10 j

Des traitements antibiotiques en baisse (-20 % environ)

Ex : pour 100 JB : économie de 240 €

Utilisation sur les catégories plus à risque : veaux et les jeunes bovins

Beaucoup de SMS non justifiés «l’excès d'alerte tue l'alerte » : vaccinations

J+1, Stress, fermentation dans le rumen……

Combiner plusieurs signes d’alertes

Hyperthermie + Baisse de consommation d’eau, Hyperthermie + Baisse d’ingestion ou de rumination, Baisse d’activité + baisse d’ingestion…

CONDUITE DU TROUPEAU Suivi sanitaire

Utilisation du bolus ruminal SanPhone®

Témoignage Ferme Expérimentale Saint Hilaire en Woëvre (55)

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Le principe

Placée sur l’oreille des JB à leur arrivée, cette boucle équipée d’une sonde émet un signal lumineux dés que la température dépasse 39.7 ° C

Contrôle des températures tympaniques tous les ¼ d’heure pendant 150 j

Vision très rapide du signal lumineux et donc du bovin à surveiller

Détection peu élevée : 50 % des hyperthermies

Boucle difficile à poser , sonde sortie, perte

de boucle, boucle cassée…

Usage unique

Prix attractif (environ 10 €)

CONDUITE DU TROUPEAU Suivi sanitaire

Utilisation des boucles auriculaires Expertis FeverAlert’® (MSD Santé animale)

Témoignage Ferme Expérimentale Saint Hilaire en Woëvre (55)

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CONDUITE DU TROUPEAU:

Reproduction

Vêlages

Alimentation

Suivi sanitaire

PATURAGE : clôtures virtuelles, collier GPS

Du numérique à tous les niveaux…

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Mc Sweeney et al., 2015

Collier avec GPS + système de stimuli (audio et

électrique)

PÂTURAGE Clôtures virtuelles

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A terme, créer un lien entre une mesure de hauteur d’herbe géopositionnée et une clôture virtuelle envoi d’un signal à la vache lui indiquant la zone où elle peut pâturer

La vache porte un collier qui positionne la vache dans le référentiel « ferme » et repère si elle est dans la zone autorisée ou non

Si oui : rien ne se passe

Si elle s’approche de la limite : son puis stimulus électrique si la vache franchit la limite…

C’est là qu’est l’enjeu : faire apprendre aux vaches qu’une limite peut être non visible

Principe

La vache fait demi-tour… ou pas!

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Quelques tentatives de produits commerciaux en fermes?

24/01/2018

En Australie

En Norvège

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Encore de nombreuses questions :

Une vache apprend-elle aisément un son et un stimulus électrique en les associant à une limite géographique?

Est-ce aussi valable au sein d’un groupe?

Apprentissage des vaches lorsque changement fréquent de position de clôture virtuelle (pâturage dynamique)?

Fiabilité technique du produit (batterie embarquée au cou de

l’animal), rechargement équipement

Est-ce que les vaches gardent un comportement similaire lorsqu’elle sont en mode « clôture virtuelle active » par rapport à un pâturage classique?

PÂTURAGE Clôtures virtuelles

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Pature 62%

Debout inactive

8%

Couchée inactive

11%

Debout et

rumine 4%

Couchée et

rumine 16%

Témoin sans barrière virtuelle

Pature 35%

Debout inactive

22%

Couchée inactive

18%

Debout et rumine

9%

Couchée et rumine

17%

Avec barrière virtuelle

Technologie encore en phase de test : Test à Moorepark (Irlande)

Mc Sweeney et al., 2015

PÂTURAGE Clôtures virtuelles

Le comportement des vaches est très modifié

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PÂTURAGE Colliers GPS

pour localiser facilement les animaux en zone de montagne ou de causse

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Conclusion

• Des systèmes d’alertes qui permettent de sécuriser et d’optimiser la conduite d’un troupeau

• Des technologies d’avenir

• Une fiabilité des alertes qui reste cependant à améliorer

• L’œil et l’expertise de l’éleveur seront toujours indispensables

• Matériel onéreux (retour sur investissement relativement long) – Une étude économique à l’échelle de l’exploitation est à prévoir