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Solution intelligente de suivi du bétail

Moderniser la gestion du bétail grâce à la technologie IoT

Résumé exécutif

Cette étude de cas examine la mise en œuvre d'un système avancé de suivi du bétail et de gestion de l'eau basé sur l'IoT, conçu pour relever les défis critiques des exploitations d'élevage modernes. La solution combine des étiquettes auriculaires intelligentes avec des passerelles alimentées par l'énergie solaire pour surveiller les déplacements du bétail, les habitudes de consommation d'eau et la santé globale du troupeau, tout en étant particulièrement utile dans les régions où les ressources en eau sont limitées et où les conditions climatiques sont difficiles.

Défi/problème dans le suivi du bétail

Les élevages modernes sont confrontés à plusieurs défis majeurs qui ont un impact sur la productivité, le bien-être des animaux et les coûts d’exploitation. Ces défis sont particulièrement aigus dans les régions au climat rigoureux et aux ressources en eau limitées.

Gestion des ressources en eau pour l'élevage

Difficulté à surveiller les niveaux d'eau dans plusieurs abreuvoirs dispersés :

  • Les ranchs s'étendent souvent sur des milliers d'hectares avec des dizaines de points d'eau
  • La surveillance traditionnelle nécessite des visites physiques quotidiennes à chaque bac
  • Les niveaux d'eau peuvent chuter rapidement pendant les périodes de pointe de consommation
  • La surveillance manuelle devient particulièrement difficile en cas de conditions météorologiques extrêmes ou la nuit
  • Avantage de l'appareil : l'intégration du capteur de niveau d'eau de la passerelle avec indice de protection IP66 permet une surveillance automatisée 24h/24 et 7j/7, quelles que soient les conditions météorologiques

Risque de déshydratation du bétail lors de conditions météorologiques extrêmes :

  • Les bovins peuvent boire 50 à 60 litres par jour par temps chaud
  • Les besoins en consommation d'eau peuvent doubler en période de canicule
  • Les mangeoires vides peuvent entraîner un stress thermique en quelques heures
  • Avantage de l'appareil : la plage de fonctionnement de -40 °C à +70 °C de la passerelle garantit une surveillance fiable même à des températures extrêmes, tandis que les alertes en temps réel empêchent l'épuisement de l'eau

Distribution d’eau et planification de l’entretien inefficaces :

  • Un remplissage excessif gaspille de l'eau et augmente les coûts d'exploitation
  • Le sous-remplissage met en danger la santé du bétail et provoque un stress au sein du troupeau
  • Les équipes de maintenance visitent souvent les cuvettes inutilement
  • Les fuites ou les dysfonctionnements peuvent passer inaperçus pendant des jours
  • Avantage de l'appareil : l'énergie solaire et la batterie de 5 300 mAh assurent une surveillance continue sans visites de maintenance, tandis que les multiples options de connectivité (LoRaWAN/NB-IoT/Cat-1) garantissent la transmission de données même dans les zones reculées

Surveillance de la santé du troupeau de bétail

Visibilité limitée sur les habitudes de consommation d’alcool des animaux individuels :

  • Les bovins en bonne santé boivent généralement 2 à 4 fois par jour
  • Les changements dans les habitudes de consommation d’alcool indiquent souvent des problèmes de santé
  • La surveillance traditionnelle ne permet pas de suivre le comportement individuel des animaux
  • Avantage de l'appareil : la durée de vie de la batterie de 765 jours des balises i3+ permet un suivi individuel à long terme, tandis que la portée de transmission de 150 m couvre les modèles d'approche typiques des creux

Identification tardive des animaux potentiellement malades :

  • Les premiers symptômes se manifestent souvent par des changements dans la consommation d'eau
  • Les méthodes traditionnelles s’appuient sur des symptômes visibles
  • Au moment où les symptômes sont visibles, le traitement est plus difficile
  • Chaque jour de retard peut coûter des centaines de dollars en traitement et en perte de productivité.
  • Avantage de l'appareil : la capacité du système à suivre les visites individuelles grâce à des identifiants de balises uniques permet une détection précoce des changements de comportement

Contrôles de santé manuels chronophages :

  • La surveillance traditionnelle nécessite une observation physique de chaque animal
  • Les grands troupeaux rendent la surveillance individuelle peu pratique
  • La surveillance nocturne est particulièrement difficile
  • Le stress dû aux contacts humains fréquents affecte le bien-être du bétail
  • Avantage de l'appareil : la surveillance automatisée continue via la technologie Bluetooth 5.0 réduit le besoin de contrôles physiques tout en fournissant des données plus cohérentes

Efficacité opérationnelle de l'élevage

De vastes zones à surveiller avec un personnel limité :

  • Les ranchs modernes peuvent s'étendre sur des dizaines de milliers d'acres
  • Le personnel doit répartir son temps entre plusieurs tâches critiques
  • Les zones éloignées ne peuvent être contrôlées qu'une fois par semaine
  • Les coûts des véhicules de surveillance sont importants
  • Avantage de l'appareil : la prise en charge par Gateway de plus de 500 balises par appareil permet une surveillance efficace des grands troupeaux, tandis que plusieurs options de connectivité garantissent une couverture sur de vastes zones

Coûts élevés associés à la surveillance manuelle :

  • Coûts de carburant pour les contrôles quotidiens des auges
  • Frais d'entretien du véhicule
  • Coûts de main-d'œuvre pour la surveillance de routine
  • Coûts d'opportunité du temps de travail du personnel
  • Avantage de l'appareil : Le fonctionnement à l'énergie solaire avec un taux de charge quotidien de 1500 mAh garantit un fonctionnement autonome, réduisant ainsi les visites de maintenance de routine

Risque de perte de bétail dans les zones de pâturage éloignées :

  • Le bétail peut errer sur des terrains difficiles
  • Les méthodes de suivi traditionnelles ne sont pas fiables
  • Les opérations de recherche sont coûteuses et prennent du temps
  • Les pertes de bétail représentent une perte financière importante
  • Avantage de l'appareil : la combinaison de la longue durée de vie de la batterie de l'étiquette et des capacités de communication robustes de la passerelle permet un suivi cohérent des schémas de déplacement du bétail grâce aux visites aux points d'eau

Architecture de solution technique pour le suivi du bétail

La solution de suivi du bétail intègre deux composants principaux conçus pour fonctionner de manière transparente dans des environnements de ranch difficiles : des étiquettes d'oreille intelligentes et des passerelles alimentées par l'énergie solaire. Ce système robuste combine une technologie IoT avancée avec des besoins pratiques de gestion des ranchs.

Technologie d'étiquette d'oreille intelligente

Le Balise Bluetooth i3+ sert de base au système de suivi. Avec sa conception compacte mesurant seulement 38x25x5 mm et pesant 6,2 g, l'étiquette s'attache facilement aux étiquettes d'oreille de bétail existantes sans causer d'inconfort. La durabilité de l'étiquette est évidente dans sa capacité à fonctionner à des températures allant de -20°C à +70°C, ce qui la rend adaptée à divers climats. 

L'efficacité énergétique est au cœur de la conception de l'étiquette. Fonctionnant avec une pile CR2032 standard d'une capacité de 230 mAh, l'étiquette atteint une longévité remarquable avec une consommation de courant moyenne de seulement 15 μA à 0 dBm. Cela se traduit par une autonomie impressionnante de la batterie de 765 jours dans des conditions de fonctionnement normales, éliminant ainsi le besoin d'entretien fréquent. La technologie Bluetooth 5.0 de l'étiquette maintient une communication constante avec une portée de transmission en ligne de mire de 150 mètres, garantissant un suivi fiable même lorsque le bétail s'approche des sources d'eau dans différentes directions.

Balise de recherche intelligente Bluetooth i3+

Balise Bluetooth portable i3

L'étiquette diffuse en continu des messages iBeacon en fonction des paramètres. Elle diffuse les paramètres de l'accéléromètre 3D intégré lorsqu'elle est déplacée. Sa taille compacte facilite son installation. Elle aide les clients à mieux gérer l'emplacement, l'état et le taux d'utilisation de l'actif, ainsi que l'emplacement du personnel.

Infrastructure de passerelle alimentée par l'énergie solaire

Le porte Le système représente une avancée technologique dans l'infrastructure des ranchs. Chaque unité combine la production d'énergie solaire avec des capacités de communication robustes et un renforcement environnemental. Le panneau solaire de 3 W fonctionne en conjonction avec une batterie Li-ion de 5 300 mAh pour assurer un fonctionnement ininterrompu. Ce système d'alimentation atteint un taux de charge maximal de 1 500 mAh par jour, tandis que la batterie fournit une sauvegarde suffisante pour un mois de fonctionnement, même pendant les périodes de pluie continues.

La résilience environnementale est une caractéristique clé de la conception de la passerelle. Avec un indice de protection IP66, l'unité résiste aux conditions météorologiques difficiles, tandis que sa plage de températures de fonctionnement de -40 °C à +70 °C dépasse les exigences environnementales typiques des ranchs. La sensibilité de réception Bluetooth de -96 dBm de la passerelle garantit une collecte de données fiable à partir du bétail étiqueté, tandis que ses multiples options de connectivité offrent une flexibilité dans la transmission des données.

Passerelle Bluetooth solaire

Passerelle Bluetooth solaire
(LoRaWAN / NB-IoT / Cat-1)

La passerelle Bluetooth solaire Lansitec reçoit les messages des balises Bluetooth à proximité, puis les transmet à une passerelle LoRaWAN après avoir restructuré les données. Elle est alimentée par un film solaire robuste et une batterie rechargeable de 5 300 mAh.

Solutions de connectivité

Les options de communication polyvalentes de la passerelle s'adaptent à différents emplacements de ranch et à la disponibilité des infrastructures :

 

La variante LoRaWAN excelle dans les environnements ruraux avec l'infrastructure LoRaWAN existante. Fonctionnant sur plusieurs bandes de fréquences (US915, AU915, EU868 et autres), elle atteint des niveaux de sensibilité impressionnants de -139 dBm à SF12. Avec une puissance RF allant jusqu'à 22 dBm (extensible à 30 dBm), chaque passerelle peut gérer efficacement plus de 500 balises, ce qui la rend adaptée aux opérations de grands troupeaux. Pour les ranchs dans les zones avec couverture cellulaire, la version NB-IoT/LTE-M offre une prise en charge de bande mondiale avec des débits de données atteignant 127 kbps en liaison descendante et 158,5 kbps en liaison montante pour NB-IoT Cat NB2. Cette option exploite l'infrastructure cellulaire existante tout en maintenant une faible consommation d'énergie.

 

La variante Cat-1 offre un débit de données amélioré pour les opérations nécessitant des mises à jour plus fréquentes ou des données de capteur supplémentaires. Prenant en charge les bandes régionales en Amérique du Nord, en Europe, en Afrique, en Chine, en Inde et en Amérique latine, elle offre une connectivité fiable tout en préservant les capacités de surveillance de base du système.

Surveillance intégrée de l'eau

Chaque passerelle s'intègre parfaitement aux capteurs de niveau d'eau, créant ainsi un système de surveillance complet. L'indice IP élevé de la passerelle et sa large tolérance à la température garantissent une surveillance constante du niveau d'eau quelles que soient les conditions environnementales. La transmission de données en temps réel via l'une des options de connectivité disponibles permet une réponse rapide aux problèmes de disponibilité de l'eau, tandis que le système d'énergie solaire assure un fonctionnement continu sans visites de maintenance.

Cette architecture technique crée un système de surveillance autonome qui combine un matériel robuste avec des options de connectivité flexibles. Le résultat est une solution fiable et nécessitant peu d'entretien qui répond aux principaux défis des opérations de ranch modernes tout en fournissant une base pour une expansion et une amélioration futures.

Comparaison des options de réseau

LoRaWAN

NB-IoT/LTE-M

Catégorie 1

Fréquence : Plusieurs bandes (US915, AU915, EU868, etc.)

Prise en charge globale des bandes

Prise en charge de la bande régionale pour un déploiement mondial

Sensibilité : -139 dBm à SF12

Débit de données : Cat NB2 : 127 kbps (DL), 158,5 kbps (UL)

Débit de données plus élevé

Puissance RF maximale : 22 dBm (option haute puissance 30 dBm)

Couverture étendue du réseau de transporteurs

De meilleures capacités en temps réel

Détails de mise en œuvre

Le déploiement de la solution de suivi du bétail suit une approche systématique qui garantit un fonctionnement fiable tout en minimisant les perturbations des opérations existantes du ranch. L'architecture du système s'étend sur trois couches interconnectées qui fonctionnent ensemble pour offrir des capacités complètes de surveillance et de gestion.

Au niveau périphérique, la mise en œuvre commence par l'installation minutieuse des étiquettes i3+ sur les bovins. Plutôt que de nécessiter des étiquettes d'oreille séparées, les étiquettes du système se fixent aux étiquettes d'oreille existantes, réduisant ainsi le stress des animaux et simplifiant le processus de déploiement. Chaque étiquette est activée et testée pour garantir son bon fonctionnement avant que l'animal ne rejoigne le troupeau. Au cours de ce processus, les étiquettes sont enregistrées dans le système de gestion, créant une identité numérique pour chaque animal qui sera suivie tout au long de son cycle de vie.

Technologie d'étiquette d'oreille intelligente pour bovins

L'installation de la passerelle représente une phase critique de la mise en œuvre. Son placement stratégique à proximité des abreuvoirs nécessite une prise en compte minutieuse de plusieurs facteurs. Les panneaux solaires doivent être orientés de manière à maximiser le potentiel de charge quotidien, tandis que la position de la passerelle doit assurer une couverture Bluetooth optimale des chemins d'approche généralement empruntés par le bétail. L'équipe d'installation intègre des capteurs de niveau d'eau à la passerelle, en les étalonnant pour fournir des relevés précis sur différentes conceptions et tailles d'abreuvoirs.

LoRaWAN

La configuration de la connectivité réseau varie en fonction de l'option de communication choisie. Pour les ranchs mettant en œuvre LoRaWAN, le processus comprend la sélection de la bande de fréquence et l'optimisation des paramètres réseau pour garantir une couverture fiable sur l'ensemble du territoire de l'exploitation. La haute sensibilité de la passerelle permet un fonctionnement efficace même sur des terrains difficiles, tandis que sa prise en charge de plusieurs bandes garantit la conformité aux réglementations régionales.

Surveillance du bétail de Lorawan

NB-IoT/LTE-M

Lors du déploiement des variantes NB-IoT/LTE-M ou Cat-1, la mise en œuvre se concentre sur l'intégration du réseau de l'opérateur. La prise en charge flexible de la bande passante de la passerelle facilite le déploiement dans différentes régions, tandis que sa conception robuste garantit un fonctionnement fiable quelle que soit la technologie réseau choisie. L'installation de la carte SIM et l'enregistrement du réseau se déroulent en fonction des exigences de l'opérateur local, avec des options pour les cartes SIM physiques et la configuration eSIM.

Suivi du bétail par IoT

La phase de configuration du système établit des paramètres opérationnels qui équilibrent l'efficacité de la surveillance avec l'efficacité des ressources. Les intervalles de rapport de la passerelle sont adaptés pour répondre aux exigences de gestion du ranch tout en optimisant la consommation d'énergie. Les seuils d'alerte pour les niveaux d'eau et le comportement des animaux sont soigneusement calibrés en fonction de la taille du troupeau, des conditions climatiques et des variations saisonnières. Le processus de configuration comprend la définition de paramètres de collecte de données qui garantissent des informations utiles sans surcharger les capacités de stockage ou de transmission du système.

Les tests de flux de données vérifient le fonctionnement de l'ensemble du système, de la transmission des balises à la plateforme de surveillance centrale en passant par la collecte des données sur la passerelle et la livraison sur le réseau. Cette phase de test comprend la vérification des systèmes d'alerte et des fonctions de reporting automatisées, garantissant que les gestionnaires du ranch reçoivent des notifications en temps opportun sur les événements pertinents ou les problèmes potentiels.

Le processus de mise en œuvre met l'accent sur l'évolutivité et l'adaptabilité future. La conception modulaire du système permet d'ajouter facilement de nouvelles balises à mesure que le troupeau s'agrandit ou de nouveaux points d'eau lorsque les habitudes de pâturage changent. La capacité de chaque passerelle à gérer plus de 500 balises garantit que l'infrastructure peut évoluer efficacement avec les opérations du ranch.

La formation du personnel constitue la phase finale de la mise en œuvre. Le personnel du ranch reçoit des instructions sur le fonctionnement du système, le dépannage de base et les procédures de maintenance. Cette formation permet au ranch de maximiser les avantages de la technologie tout en maintenant l'efficacité du système à long terme.

Tout au long du processus de mise en œuvre, l'accent a été mis sur la création d'un système de surveillance robuste et fiable qui améliore les opérations du ranch sans créer de complexité supplémentaire. Le résultat est une intégration transparente de la technologie de pointe aux pratiques d'élevage traditionnelles, offrant des avantages opérationnels immédiats tout en établissant les bases des avancées technologiques futures.

Avantages et résultats

Avantages immédiats

Gestion améliorée de l’eau :
La transformation de la gestion des ressources en eau devient évidente quelques jours après le déploiement du système. Les gestionnaires de ranchs bénéficient d'une visibilité sans précédent sur les schémas de consommation d'eau dans tous les abreuvoirs simultanément. La surveillance en temps réel du niveau d'eau élimine l'incertitude qui affecte traditionnellement la gestion de l'eau du bétail. Lorsque les niveaux d'eau descendent en dessous des seuils configurés, des alertes instantanées permettent une réponse rapide, prévenant ainsi les crises potentielles avant qu'elles ne se développent. Cette approche proactive a démontré une réduction allant jusqu'à 40% des livraisons d'eau d'urgence et a pratiquement éliminé les cas d'abreuvoirs vides.

La capacité du système à suivre les habitudes de consommation conduit à une distribution d'eau plus efficace. En comprenant les heures de pointe et les variations saisonnières, les ranchs peuvent optimiser leurs programmes de distribution d'eau. Cette approche basée sur les données réduit généralement le gaspillage d'eau de 25 à 30% tout en garantissant une disponibilité constante. Les passerelles alimentées par l'énergie solaire assurent une surveillance vigilante quelles que soient les conditions météorologiques, fournissant des données fiables même lors d'événements météorologiques extrêmes lorsque la gestion de l'eau devient la plus critique.

Amélioration de la surveillance de la santé du troupeau :
Le suivi individuel des animaux révolutionne les capacités de surveillance de la santé. En établissant des habitudes de consommation d'eau de base pour chaque animal, le système identifie rapidement les problèmes de santé potentiels grâce à des changements dans le comportement de consommation d'eau. Ce système d'alerte précoce détecte généralement les problèmes de santé 2 à 3 jours avant l'apparition des symptômes visibles, améliorant considérablement les résultats du traitement et réduisant les coûts vétérinaires.

La capacité de surveillance continue s'avère particulièrement utile pendant les périodes à haut risque telles que la saison de vêlage ou les conditions météorologiques extrêmes. Plutôt que de se fier à des contrôles visuels périodiques, les gestionnaires de ranch reçoivent des informations en temps réel sur les schémas de comportement des animaux. Cette surveillance complète a montré qu'elle réduisait les taux de mortalité jusqu'à 20% grâce à une intervention plus précoce et à des stratégies de gestion sanitaire plus ciblées.

Efficacité opérationnelle :
L'impact sur les opérations quotidiennes est considérable et immédiat. L'automatisation de la surveillance du niveau d'eau permet à elle seule d'économiser 3 à 4 heures de travail par jour, qui seraient autrement consacrées à des contrôles manuels. Ce gain de temps permet au personnel du ranch de se concentrer sur des activités plus utiles, telles que la gestion du troupeau et l'entretien des infrastructures.

L'utilisation des véhicules pour la surveillance de routine diminue considérablement, la plupart des ranchs signalant une réduction de 40 à 60% des déplacements liés à la surveillance. Cette réduction se traduit directement par une baisse des coûts de carburant et des dépenses d'entretien des véhicules. Plus important encore, elle minimise l'impact environnemental des opérations du ranch tout en améliorant l'efficacité globale du travail.

Avantages à long terme

Prise de décision basée sur les données :
Au fil du temps, les données accumulées deviennent un atout précieux pour la gestion des ranchs. L'analyse historique des habitudes de consommation d'eau révèle des informations sur les changements de comportement saisonniers, ce qui permet d'optimiser le placement des points d'eau et les stratégies de rotation du troupeau. Les ranchs qui utilisent le système depuis plus d'un an signalent une meilleure répartition du pâturage et une utilisation plus efficace des ressources de pâturage disponibles.

La collecte de données exhaustive du système permet des analyses prédictives sophistiquées. Les schémas de consommation d'eau sont souvent en corrélation avec les changements climatiques, les cycles de reproduction et les tendances générales en matière de santé du troupeau. Ces informations permettent aux ranchs d'anticiper et de se préparer aux conditions changeantes plutôt que de simplement y réagir.

Réduction des coûts :
Les avantages financiers s'accumulent au fil du temps par le biais de multiples canaux. Les économies directes résultant de la réduction de l'utilisation des véhicules et de l'efficacité de la main-d'œuvre se traduisent généralement par un retour sur investissement dans les 12 à 18 premiers mois. Cependant, l'impact économique plus large devient plus significatif grâce à une meilleure gestion de la santé du troupeau et à une réduction des taux de mortalité.

Les compagnies d'assurance ont commencé à reconnaître les avantages des systèmes de surveillance automatisés en termes de réduction des risques, et certaines d'entre elles proposent des réductions de primes pour les ranchs utilisant des solutions de suivi complètes. L'amélioration avérée de la gestion des troupeaux et la réduction des taux de sinistres renforcent les positions de négociation en matière d'assurance et de financement.

Opérations durables :
L'infrastructure solaire du système s'inscrit dans la lignée de l'importance croissante accordée aux pratiques d'élevage durables. Au-delà des avantages environnementaux immédiats liés à la réduction de l'utilisation des véhicules, les capacités améliorées de gestion de l'eau favorisent une utilisation plus durable des ressources. Les ranchs qui mettent en œuvre le système font état d'économies d'eau moyennes de 20 à 301 TP3T grâce à la réduction des déchets et à une meilleure efficacité de la distribution.

La collecte de données à long terme permet de répondre aux exigences en matière d'évaluation de l'impact environnemental et de certification, qui sont de plus en plus importantes pour l'accès au marché et la conformité réglementaire. La capacité du système à documenter les pratiques de gestion responsable des ressources constitue un soutien précieux pour les certifications de durabilité et les programmes de gestion environnementale.

La combinaison d’améliorations opérationnelles immédiates et d’avantages stratégiques à long terme crée une valeur convaincante pour les exploitations d’élevage de toutes tailles. À mesure que le système continue de collecter des données et de prouver sa valeur par des résultats mesurables, l’investissement initial est systématiquement justifié par des retours tangibles en termes d’efficacité, de durabilité et de rentabilité.

Capacités d'extension du système

Évolutivité matérielle

Extension des fonctionnalités

Amélioration de l'analyse des données

Prise en charge de > 500 balises par passerelle

Intégration avec la surveillance météorologique

Apprentissage automatique pour la prédiction du comportement

Ajout facile de nouveaux points d'eau

Ajout de capteurs de température

Algorithmes avancés de surveillance de la santé

Architecture du système modulaire

Intégration avec les systèmes d'alimentation

Gestion intégrée de l'élevage

Conclusion

La solution intelligente de suivi du bétail offre une réponse complète aux défis de l'élevage moderne, en particulier dans les régions où l'eau est rare. En combinant un matériel robuste avec des options de connectivité flexibles et des capacités de surveillance avancées, le système offre des avantages opérationnels immédiats tout en jetant les bases des avancées technologiques futures dans la gestion du bétail.

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