BeePMN : surveiller les abeilles pour mieux les chouchouter

Au croisement de l’industrie 4.0 et de l’internet des objets, le projet de recherche BeePMN vient en aide aux apiculteurs professionnels et amateurs. Il proposera une application smartphone intuitive regroupant les processus métiers et des mesures en temps réel des ruchers. 

Lorsqu’un essaim d’abeilles devient trop peuplé pour sa ruche, la reine cesse de pondre et les abeilles ouvrières partent à la recherche d’un nouveau lieu pour fonder une nouvelle colonie. La ruche se divise en deux, ceux qui suivent la reine vers de nouveaux horizons, et ceux qui restent et choisissent une nouvelle reine pour reprendre la tête de l’essaim. Aussi excitante que soit cette nouvelle aventure pour les abeilles, pour l’apiculteur qui entretient cette ruche, ce nouveau départ est synonyme de complications. Notamment, la perte d’une partie de la colonie s’accompagne aussi d’une baisse de production de miel. Par ailleurs, la perte des abeilles peut avoir une raison bien plus redoutée, comme l’apparition d’un virus ou une invasion menaçant l’état de santé de la colonie d’abeilles. 

Les apiculteurs suivent donc minutieusement ces événements ponctuant la vie des abeilles, mais suivre les ruches au jour le jour est un problème de taille ; ou plutôt, un problème de temps. Le projet BeePMN veut leur donner des yeux derrière la tête pour suivre en temps réel l’état de santé de leurs ruches. Il se situe au croisement des processus de l’industrie 4.0 et de l’internet des objets. BeePMN associe un système de capteurs non invasifs pour disposer de données en temps réel et une application intuitive et facile d’utilisation pour apporter de l’aide à la décision. 

Ce projet a été lancé dans le cadre des Partenariats Hubert Curien qui soutiennent les échanges scientifiques et technologiques entre pays, offrant alors l’installation de sites à la fois en France à proximité d’Alès, et au Liban avec la coopérative apicole l’Atelier du miel. Il est porté par une collaboration entre une équipe menée par Gregory Zacharewicz, Nicolas Daclin et François Trousset à IMT Mines Alès, une équipe menée par Charles Yaacoub et Adib Akl à l’Université Saint-Esprit de Kaslik au Liban, et l’entreprise ConnectHive. Cette entreprise spécialisée dans l’ingénierie appliquée au domaine apicole a été créée par François Pfister, chercheur d’IMT Mines Alès à la retraite, et passionné d’apiculture.

Les buts de BeePMN sont multiples : surveiller l’état de santé des ruches, améliorer la production de miel ou encore faciliter le partage de connaissances entre professionnels et amateurs. « Je travaille sur des problématiques de processus métiers plutôt dans l’industrie », présente Grégory Zacharewicz, chercheur à IMT Mines Alès sur le projet.  « Mais la synergie avec ces différents partenaires nous a orientés vers le domaine de l’artisanat, notamment l’apiculture », avec l’idée de proposer des outils pour accélérer leurs tâches ou des rappels sur certaines activités.  « Je compare souvent BeePMN avec un GPS : il est bien sûr possible de conduire sans, mais cet outil guide le conducteur pour optimiser ses choix », illustre-t-il. 

Prendre de meilleures décisions 

Les différents sites, à la fois en France et au Liban, sont équipés de capteurs connectés, non-invasifs pour les colonies d’abeilles, prenant des données en temps réel sur l’état de santé comme l’humidité, la température ou le poids. Pour ce dernier, ils ont développé une balance nomade, moins coûteuse que l’équivalent fixe habituel. Puis, ces données sont répertoriées dans une application pour guider les apiculteurs dans leurs choix quotidiens. Des décisions auxquelles les professionnels sont certes habitués, mais ceux-ci n’ont pas forcément toutes les informations en main, ni le temps de surveiller l’ensemble de leurs ruchers. 

Les données observées par les capteurs sont couplées à d’autres informations environnementales comme la saison en cours, les conditions météorologiques ou la période de floraison. Cela donne accès à des indications précises sur chacune des ruches, leur environnement, et améliore la pertinence dans les choix et actions possibles. 

« Si par exemple, l’on observe une perte de poids subite d’une ruche de 60%, il n’y a pas d’autre possibilité que la récolte », indique Charbel Kady, doctorant à IMT Mines Alès également sur le projet BeePMN. En revanche, si la perte de poids est progressive dans la semaine, cela peut être associé à beaucoup d’autres facteurs comme un virus attaquant la colonie ou une partie de la colonie emménageant ailleurs. C’est tout l’intérêt de combiner des données essentielles comme le poids avec des variables environnementales, pour améliorer les certitudes sur la cause d’un événement. « C’est donner du sens aux informations pour identifier la cause », souligne Charbel Kady. 

Les chercheurs souhaiteraient d’ailleurs compléter les informations environnementales en ajoutant des cartes de végétation. Un aspect important, particulièrement au regard des plantes mellifères, mais ce sont aussi des informations difficiles à trouver pour certaines régions, et complexes à mettre en place dans une application. Le projet veut aussi évoluer vers des aspects de prévention : une doctorante, Marianne El Kassis, a rejoint l’équipe de BeePMN pour travailler sur des simulations et les intégrer à l’application pour pouvoir prévenir de risques potentiels. 

Apprendre par le jeu 

Les deux chercheurs soulignent que l’un des intérêts de l’application est de faciliter l’entraide entre les apiculteurs : « Les apiculteurs peuvent partager des informations entre eux, et le modèle intéressant d’un collègue peut être adapté dans la vie quotidienne d’un autre », indique Charbel Kady. L’application centralise les données pour un ensemble de ruchers et les apiculteurs peuvent partager leurs résultats avec d’autres, ou bien les mettre à disposition de débutants. C’est le cœur du second volet de ce projet, un serious game pour proposer une version simplifiée et ludique aux apiculteurs amateurs, moins autonomes. 

Les professionnels ont l’habitude de répéter un certain nombre d’actions, il est alors possible de les formaliser avec les outils informatiques sous forme de processus métiers pour orienter les amateurs dans leurs activités. « Nous avons organisé plusieurs rencontres avec des apiculteurs pour définir ces règles métiers et les intégrer à l’application, et lorsque les capteurs reçoivent l’information, cela va déclencher certaines actions ou alertes, comme s’occuper de la récolte de miel ou un besoin d’ajout de cire dans la ruche », explique Grégory Zacharewicz. 

« L’aspect passage de connaissances et de compétences est fort, on peut imaginer cela comme une forme de compagnonnage pour transmettre les acquis d’expérience », précise le chercheur. Là encore, l’image du GPS a toute sa place : « Il met à disposition toute une série de choix historiques de professionnels et autres utilisateurs pour que lorsque vous rencontrez une situation particulière, il propose les meilleures actions en fonction de ce qui a été décidé par d’autres utilisateurs dans le passé », ajoute le chercheur. Le concept de l’application est bien similaire, en offrant la possibilité de capitaliser sur les connaissances des processus métiers des professionnels pour se former, apprendre, tout en étant accompagné. 

Le projet BeePMN est basé sur les activités apicoles, mais les chercheurs soulignent que le concept en soi peut être appliqué à de nombreux domaines. « Nous pouvons imaginer beaucoup d’activités humaines et industrielles dans lesquelles ce projet peut être transposé pour accompagner la prise de décision et la rendre plus robuste », conclut Grégory Zacharewicz.

Tiphaine Claveau