Les modèles d'apprentissage automatique expliquent jusqu'à 80 % des coûts des vignobles dans une étude de l'industrie viticole australienne

Une nouvelle étude analysant une décennie de données provenant de vignobles australiens a révélé comment des facteurs opérationnels clés tels que l'utilisation de carburant, d'eau et de produits chimiques, ainsi que les caractéristiques régionales, façonnent la performance économique et la durabilité de l'industrie vinicole du pays. La recherche, menée par une équipe de l'université technologique du Queensland et de l'Australian Wine Research Institute, a utilisé des techniques avancées d'apprentissage automatique pour examiner les relations entre les coûts d'exploitation des vignobles, les revenus et la gestion des ressources dans près de 1 000 vignobles à travers le pays.

L'industrie viticole australienne représente une part importante du secteur agricole et de l'économie du pays. Cependant, elle a été confrontée à des défis récents, notamment la baisse du tourisme et de la main-d'œuvre due à la pandémie de COVID-19, les perturbations du fret mondial, les tensions commerciales internationales et la hausse de l'inflation. Ces pressions ont accru le besoin de pratiques durables et d'une utilisation efficace des ressources dans la production de vin.

Les chercheurs ont recueilli des données dans le cadre du programme Sustainable Winegrowing Australia, qui encourage les viticulteurs et les vinificateurs à rendre compte de leurs efforts en matière de développement durable. L'ensemble des données comprenait plus de 6 000 observations provenant de 944 vignobles entre 2012 et 2022. Les variables suivies allaient de la consommation d'eau et de carburant au rendement, en passant par la taille du vignoble, les applications chimiques et les conditions climatiques régionales.

Pour analyser cet ensemble de données complexes, l'équipe a appliqué XGBoost, un algorithme d'apprentissage automatique bien adapté au traitement de types de données mixtes et à l'identification des variables les plus influentes pour prédire des résultats tels que les revenus et les coûts d'exploitation. Les modèles ont permis d'expliquer 77 % de la variance des revenus et 80 % des coûts d'exploitation, ce qui est un excellent résultat pour la modélisation économique agricole.

L'analyse a révélé que la consommation de carburant (diesel et essence), la consommation d'eau, la superficie du vignoble et le rendement figuraient systématiquement parmi les facteurs les plus importants influençant à la fois les revenus et les coûts d'exploitation. La fréquence des passages du tracteur pour la pulvérisation de fongicides ou d'insecticides a également joué un rôle important dans la détermination des coûts. Les différences régionales étaient prononcées : l'emplacement n'affectait pas seulement l'accès aux ressources telles que l'eau, mais influençait également les décisions opérationnelles telles que les méthodes d'irrigation et les stratégies de gestion des maladies.

Des régions telles que la Barossa Valley et la Tasmanie se distinguent par leur revenu élevé par hectare, mais elles diffèrent fortement sur le plan climatique : la Barossa est chaude et sèche et privilégie le shiraz, tandis que la Tasmanie est plus fraîche et plus humide et favorise le pinot noir et le chardonnay. L'étude a mis en évidence que les caractéristiques régionales, telles que l'altitude, la pluviométrie, les températures extrêmes et l'aridité, ont un impact direct sur les besoins en ressources et les résultats économiques.

Les pratiques durables telles que les cultures de couverture ont été largement adoptées dans les vignobles étudiés (plus de 85 %), ce qui reflète une tendance de l'industrie à la gestion de l'environnement. Les cultures de couverture contribuent à réduire l'érosion des sols et la pression des maladies, mais elles peuvent également concurrencer les vignes pour l'eau et les nutriments si elles ne sont pas gérées avec soin. L'utilisation généralisée de ces pratiques signifie que leur effet direct sur le coût ou le rendement est moins visible dans les modèles ; cependant, elles restent importantes pour la durabilité à long terme.

La recherche a également mis en évidence l'importance des économies d'échelle : les grands vignobles ont souvent des coûts absolus plus élevés, mais ils peuvent atteindre une plus grande efficacité par unité de surface. Les prix des carburants se sont avérés plus élevés dans les régions éloignées en raison des coûts de transport. L'accès à l'eau varie considérablement d'une région à l'autre ; par exemple, les vignobles situés le long de la rivière Murray peuvent utiliser l'eau de la rivière dans le cadre d'une réglementation stricte, tandis que les régions côtières dépendent davantage de sources superficielles ou souterraines.

Si les modèles ont permis de prévoir avec précision les revenus et les coûts d'exploitation, il a été plus difficile de prédire les bénéfices en raison de leur sensibilité à des facteurs imprévisibles tels que les événements météorologiques ou les fluctuations du marché. Les auteurs suggèrent qu'une collecte de données plus détaillée, notamment en ce qui concerne la santé des sols, le choix des variétés et les pratiques agricoles spécifiques, pourrait permettre de mieux comprendre les facteurs de rentabilité.

L'étude recommande aux décideurs politiques d'envisager des mesures incitatives spécifiques à chaque région pour encourager l'utilisation efficace des ressources. Elle appelle également à une plus grande participation aux programmes nationaux de rapports sur le développement durable afin d'améliorer la qualité des données dans l'ensemble du secteur. Des outils d'aide à la décision basés sur l'apprentissage automatique pourraient aider les producteurs à faire des choix plus éclairés sur l'allocation des ressources et les stratégies opérationnelles adaptées à leur situation régionale unique.

Cette recherche offre de nouvelles perspectives sur la manière dont les vignobles australiens peuvent concilier rentabilité et durabilité en gérant les intrants en fonction des conditions locales. À mesure que la demande mondiale de vin évolue et que les pressions environnementales s'intensifient, ces approches fondées sur les données devraient devenir de plus en plus importantes pour la résilience future du secteur vitivinicole australien.