Nourrir la planète dans un avenir incertain

Pourquoi l'alimentation est-elle un problème ?

Pour la plupart d'entre nous, du moins dans l'hémisphère occidental, la nourriture n'a jamais été un problème. Elle a toujours été disponible à la demande et nous n'avons jamais eu à nous inquiéter de la capacité de notre pays à nous nourrir. Pourtant, en 2022, il y avait encore 390 millions d'adultes et plus de 190 millions d'enfants sous-alimentés dans le monde.

Bien que ce nombre soit en constante diminution depuis un siècle, rien ne garantit que la tendance se poursuivra. Alors que la population mondiale atteindra 9,1 milliards d'habitants en 2050 (selon les récentes estimations des Nations unies), nous devrons augmenter la production alimentaire de 35 % pour répondre à la demande.

Traditionnellement, l'augmentation de la production alimentaire a été réalisée par deux moyens : l'augmentation de l'efficacité des cultures et l'augmentation de l'utilisation des terres. Si cette dernière solution est plus facile, elle s'accompagne d'une série de défis qu'il ne faut pas négliger. L'agriculture occupe déjà plus de la moitié des terres habitables, ce qui laisse beaucoup de place au développement, mais l'espace restant est souvent situé dans des zones reculées, loin des communautés qui en ont besoin. En outre, cultiver davantage de terres signifie également utiliser davantage de ressources, telles que l'eau, qui sont souvent en pénurie, et priver la faune et la flore d'une plus grande partie de leur territoire, ce qui accélère encore la perte de diversité au niveau mondial.

L'utilisation des terres selon la FAO

Nous nous tournons donc vers l'amélioration de l'efficacité des cultures. Au cours du siècle dernier, cet objectif a été largement atteint en inventant de nouveaux pesticides ou engrais, en modifiant génétiquement les cultures ou en utilisant des techniques culturales innovantes. Mais le rythme des progrès devrait diminuer dans les années à venir, car l'augmentation des températures à l'échelle mondiale et la raréfaction des ressources rendent les cultures plus difficiles.

Pour ajouter de l'huile sur le feu, la plupart des techniques que nous avons développées pour atteindre les rendements actuels des cultures sont autodestructrices, en raison de leur impact sur leur propre environnement. L'agriculture moderne assèche les rivières, décime les espèces indigènes, déverse des polluants dans l'eau et répand des produits chimiques toxiques dans l'air. L'utilisation intensive des sols réduit encore la quantité de nutriments et donc la fertilité de la terre, ce qui peut avoir un impact catastrophique sur la production. Pour augmenter le rendement des cultures tout en rendant l'agriculture durable à long terme, nous avons besoin de technologies innovantes. Heureusement pour nous, nous sommes une espèce très créative et, depuis un quart de siècle, nous inventons toutes sortes de façons de cultiver la nourriture, sous le label de l'"agriculture durable".

Qu'est-ce que l'agriculture durable?

L'agriculture durable consiste fondamentalement à faire plus avec moins : moins de terres, moins de ressources, moins d'impact sur l'environnement. Sa seule préoccupation n'est pas de créer plus de nourriture pour le monde maintenant, mais de créer plus de nourriture pour le monde pour toujours, en utilisant des techniques qui peuvent être maintenues pendant des millénaires sans dégrader leur environnement.

Elle cherche à appliquer à l'agriculture les principes fondamentaux du développement durable, en assurant la production d'aliments, de bois et de fibres tout en respectant les limites écologiques, économiques et sociales qui assurent la pérennité de cette production. Elle s'appuie sur les principes clés suivants :

• Développer des systèmes de production performants, autosuffisants et économes qui assurent des revenus décents.

• Préserver et protéger la biodiversité et les territoires

• Optimiser l'utilisation des ressources naturelles

• Gérer la qualité de l'air, de l'eau et des sols

• Augmenter l'efficacité énergétique de la production et de la distribution alimentaire

Tout cela est bien beau, mais comment mettre en œuvre ces idées concrètement ? Examinons trois moyens fondamentaux de rendre l'agriculture plus écologique.

Rendre l'agriculture traditionnelle plus efficace

Utiliser moins de pesticides et d'engrais

La première façon intuitive de rendre l'agriculture plus durable consiste à modifier les pratiques agricoles traditionnelles pour les rendre plus efficaces en termes de ressources. Pourquoi pulvériser des tonnes de pesticides et d'engrais sur nos terres, alors que seule une petite partie atteindra le sol et profitera réellement aux plantes ? Parce que c'est facile et qu'il n'est pas vraiment important de savoir où vont les restes, il suffit d'en racheter. Mais lorsque les ressources sont rares et que les pesticides sont dangereux pour notre santé, nous devons trouver autre chose.
L'agriculture de précision permet aux agriculteurs de pulvériser exactement la bonne quantité au bon endroit pour un maximum d'efficacité et un minimum de pollution. Cela peut se faire à l'aide de petits robots agiles, comme le Smartomizer, ou d'énormes machines qui connaissent chaque centimètre et chaque plante de l'espace qu'elles surveillent, comme l'ARA. Ce pulvérisateur de très haute précision peut réduire de plus de 80 % la quantité de pesticides nécessaire à la protection d'un champ et a été présenté comme l'une des 1000 solutions Solar Impulse.

En outre, nous pouvons lutter contre l'appauvrissement des sols en utilisant des stimulants naturels qui régénèrent les nutriments et piègent le carbone et l'eau dans le sol. Par exemple, l'entreprise française Gaiago a développé Nutrigeo, une formule pour revitaliser le champignon déjà présent dans le sol. Ce champignon, une fois réveillé, peut fournir 15 % des nutriments dont la plante a besoin, réduisant d'autant les besoins en engrais de synthèse.

Utiliser moins d'eau

Comme pour les pesticides, pourquoi pulvériser de l'eau partout, dont la plus grande partie s'évapore immédiatement, si l'on peut donner de l'eau directement à la plante. C'est ce que font les systèmes d'irrigation intelligents : ils sont capables de détecter les niveaux d'humidité, de calculer la bonne quantité d'eau à donner à une plante et de la déposer directement sur les racines de la plante grâce à un vaste système de tuyaux. En développant de tels systèmes, des entreprises comme AQUA4D ou Hortau sont en mesure d'augmenter l'efficacité de l'eau jusqu'à 92 % et le rendement des cultures de près de 100 %.

Collecte de données

L'essor des nouvelles technologies nous permet d'accumuler d'énormes quantités de données grâce à l'utilisation de capteurs sur le terrain, de drones et de satellites. Ces outils peuvent fournir des informations précieuses sur les terres utilisées par les agriculteurs, ainsi que sur l'état de leurs cultures. Associée à l'analyse prédictive et à l'IA, cette technologie peut considérablement améliorer le rendement des cultures. Des systèmes tels que Farm Monitoring 2.0 ont réussi à mettre en œuvre cette conception et à réduire jusqu'à 70 % l'impact environnemental des exploitations qu'ils surveillent.

Nous pouvons également utiliser les données pour accroître l'efficacité non pas dans le champ lui-même, mais en nous assurant que nous tirons pleinement parti de ce que le champ produit. Après la production, les outils d'intelligence artificielle peuvent suivre le produit, estimer sa date de péremption et aider les agriculteurs et les consommateurs à l'utiliser au mieux, limitant ainsi le gaspillage et rendant l'agriculture plus efficace. C'est sur ce principe que repose l'une de nos solutions : AgriTrack, un outil d'optimisation post-récolte combinant la collecte de données et l'IA pour réduire le gaspillage tout au long des chaînes de valeur des denrées périssables.

Donner une nouvelle dimension à l'agriculture

Une deuxième façon de rendre l'agriculture plus durable consiste à trouver de nouveaux endroits où cultiver, en abandonnant complètement les méthodes agricoles traditionnelles.

Le domaine en pleine expansion de l'agrivoltaïque en est un exemple. L'agrivoltaïsme consiste à mettre en place des cultures et des panneaux solaires dans le même champ, ce qui rend l'utilisation des terres plus efficace. Mais pourquoi faire cela ? Pour que l'énergie solaire ait un impact important sur les émissions globales, il faut en produire beaucoup, ce qui nécessite un espace précieux. En effet, les terres nécessaires pour les champs de panneaux solaires présentent à peu près les mêmes caractéristiques que les terres nécessaires pour les champs de culture : plates, accessibles et bien orientées. Pour réduire les conflits, les entrepreneurs ont trouvé des solutions pour intégrer les deux dans le même espace. Cela profite à la fois aux cultures, qui sont partiellement protégées des rayons du soleil qui pourraient les endommager en milieu de journée, et aux panneaux, qui bénéficient des revenus supplémentaires générés par les cultures. Certains de nos partenaires labellisés ont trouvé des solutions créatives pour favoriser cette symbiose : AgriEnergie développe de tels projets dans le monde entier, tandis que PanePowerSW a inventé un panneau solaire transparent qui produit de l'électricité sans perturber les plantes situées en dessous.

Un champ solaire en Irlande

Un autre exemple est le développement récent de l'agriculture d'intérieur, ou agriculture verticale. En empilant les plantes dans un environnement contrôlé, on peut rendre l'agriculture beaucoup plus efficace en termes d'espace et de ressources ! Les fermes verticales peuvent produire des cultures fraîches tout au long de l'année, quelles que soient les conditions météorologiques, et juste à côté des centres-villes où elles seront consommées. Bien que cette technologie soit très prometteuse, elle présente quelques défauts majeurs : tous les types de cultures ne peuvent pas être cultivés et ces fermes consomment beaucoup d'énergie, ce qui nécessite qu'elles soient alimentées par des énergies propres pour être pleinement durables. Grâce à l'attention qu'elles reçoivent, les fermes verticales s'améliorent de jour en jour avec l'aide de plusieurs de nos solutions labellisées : Next Generation Vertical Farming, Ifarm technology, Turnkey Vertical farming, Bubble TECH ILB, CloudFarm, Greenova, The Grow Container Farm. L'agriculture d'intérieur ne se limite pas aux cultures, puisque Tru Shrimp a créé le premier élevage de crevettes durable en eau peu profonde à l'intérieur d'un bâtiment.

Enfin, l'agriculture peut être introduite directement à l'intérieur des villes grâce à l'agriculture urbaine ! En cultivant de petites parcelles de terre sur les toits et dans les parcs, l'agriculture urbaine crée des produits locaux frais pour les citadins. En plus d'assainir l'air dans les centres-villes, l'agriculture urbaine aide à résoudre les problèmes de santé mentale et peut constituer un excellent moyen d'évasion pour les employés urbains. Cependant, les installations d'agriculture urbaine sont limitées en termes de production, tant au niveau de la diversité que de la quantité des cultures. L'équipe de Saffron Urban Farming a transformé une production de safran importée d'Iran, autrefois non durable, en une production durable en faisant pousser le safran directement dans les villes où il est consommé.

Exemple de ferme urbaine

L'important n'est pas de savoir où l'on cultive, mais ce que l'on cultive.

Comme pour de nombreux autres secteurs, il sera très difficile de parvenir à la durabilité mondiale si nous continuons à consommer des produits agricoles. La viande est l'un des éléments de notre régime alimentaire qui consomme le plus de ressources : elle est gourmande en terres, très inefficace sur le plan énergétique et extrêmement polluante. Aujourd'hui, le bétail utilise plus de 80 % des terres consacrées à l'agriculture (en tenant compte des terres utilisées pour les pâturages et les cultures destinées à l'alimentation animale). Or, nous avons besoin de viande animale parce qu'elle constitue notre principale source de protéines. Les protéines sont de grosses molécules indispensables à notre organisme et que nous importons principalement de notre alimentation ; elles sont très présentes dans la viande alors qu'on ne les trouve qu'à l'état de traces dans le reste de notre alimentation. Pour abandonner la viande, nous devons donc trouver d'autres sources de protéines, plus efficaces sur le plan énergétique et présentant des concentrations suffisamment élevées.

L'une de ces sources possibles est l'élevage d'insectes. Les insectes sont une excellente source de protéines et sont incroyablement faciles à élever en grand nombre. Ils peuvent être nourris avec des déchets organiques recyclés ou à peu près n'importe quoi. Pour simplifier, les insectes émettent moins de 1 % du CO2 émis par la viande de vache pour la même quantité de protéines, tout en nécessitant jusqu'à 90 % de terres en moins. Une fois que les insectes sont adultes, ils peuvent être donnés en pâture à d'autres grands animaux, afin de réduire l'impact de la production de viande, ou réduits en poudre pour la consommation humaine. Des entreprises comme Entomo, InsectiPro, YnMeal, La compagnie des Insectes ou InnovaFeed appliquent déjà cette idée à grande échelle et produisent de manière durable des aliments pour animaux ou de la pâte à gâteau, à partir d'insectes tels que des fourmis ou des vers.

Comparaison de différentes sources de protéines

La fermentation bactérienne est une autre source de protéines. Certaines bactéries peuvent produire de grandes quantités de protéines avec seulement de l'eau, du CO2 et un peu d'énergie. Les recherches montrent que les installations qui suivent ce principe pourraient produire des protéines cinq fois plus efficacement que les meilleures cultures. L'équipe de Power to Protein dispose déjà de démonstrations commercialement viables de ce principe et a montré que leur production n'émet que 0,85 kg de CO2 par kg de protéines, alors que la même quantité de protéines de bœuf émet 106 kg de CO2.

Comparaison de l'utilisation des sols pour différentes sources de protéines

Vers un système alimentaire durable et résilient

Rendre l'agriculture durable et la nourriture accessible à tous est l'un des principaux objectifs de ce siècle. Heureusement, il existe un large éventail de technologies et d'innovations qui peuvent nous aider à atteindre cet objectif. Grâce à ces méthodes, nous pouvons produire plus, mieux et à moindre coût. Bien qu'aucune d'entre elles ne soit un remède magique qui résoudra à lui seul nos problèmes, le développement d'une combinaison de toutes ces technologies au cours des prochaines décennies permettra d'assurer à tous un avenir sain et sûr sur le plan alimentaire.