Alors que les fermes verticales s’effondrent, la technologie peut-elle semer la durabilité dans une agriculture en environnement contrôlé?

L’agriculture en environnement contrôlé (ACE), qui comprend l’agriculture verticale, l’aquaponie, l’aéroponie et les systèmes hydroponiques, adopte une approche de l’agriculture basée sur la technologie.

En créant des environnements entièrement contrôlés pour les plantes, le CEA vise à fournir une culture toute l’année avec moins d’intrants agricoles et moins d’émissions de carbone par rapport aux fermes ouvertes expansives.

Mais le secteur qui promettait autrefois de perturber à jamais la production alimentaire conventionnelle est maintenant confronté à des obstacles importants. Les coûts de l’énergie sont souvent l’un des coûts de l’énergie, sinon lela plus grande partie des dépenses d’exploitation et la hausse des coûts de l’énergie ont fait en sorte que les opérateurs de l’ACE de premier plan ont eu du mal à rester à flot.

Rien que l’année dernière, la société néerlandaise Glowfarms, Eider Vertical Farming, basée au Royaume-Uni, et Fifth Season, basée aux États-Unis, ont cessé leurs activités. Infarm, dont le siège social est situé en Allemagne, a annoncé son intention de réduire de moitié ses effectifs, de réduire ses activités et de se concentrer sur ses « centres de culture ».

La technologie peut-elle aider à surmonter les obstacles au succès?

Remédier aux défaillances de l’industrie ​

Le sentiment de l’industrie suggère que les entreprises de CEA sujettes à la faillite sont dirigées par des opérateurs non qualifiés et inexpérimentés.

C’est le point de vue de David Farquhar, PDG d’Intelligence Growth Solutions (IGS), un fournisseur de technologies agricoles verticales basé en Écosse.

Les échecs de la CEA à ce jour sont en grande partie dus à de mauvais modèles commerciaux, a déclaré Farquhar aux délégués de F&A Next, un événement organisé par Rabobank, Wageningen University & Research, Anterra Capital et StartLife fin mai. Dans de tels cas, les opérateurs n’ont peut-être pas exploité leurs forces et reconnu leurs faiblesses. « Pouvez-vous nommer le dernier agriculteur qui a construit sa propre moissonneuse-batteuse?​

« Le problème avec ces gars qui font faillite, c’est qu’ils ne sont pas des agriculteurs et ce ne sont pas des entreprises technologiques. Ils essaient de monter deux chevaux en même temps, ce qu’ils ne sont pas qualifiés pour faire. Qu’attendez-vous du résultat? »​

Rien Kamman, PDG de Source.ag, convient que les entreprises doivent s’en tenir à leurs spécialisations. Pour Source.ag, cela signifie créer des logiciels alimentés par l’intelligence artificielle en tant que service pour les producteurs, dont beaucoup exploitent des serres de haute, moyenne ou basse technologie.

Pendant que les producteurs se salissent les mains, Source.ag aide dans le processus de prise de décision. La société simule la biologie des cultures principalement fruitières pour aider les opérateurs à trouver la « voie optimale » vers le « profit le plus élevé, l’utilisation des ressources la plus faible et le risque le plus faible ».

« Je suis d’accord, la seule chose pour laquelle nous sommes bons est de construire de l’IA et des logiciels. Voilà. Mais nous le faisons comme un service aux producteurs [to help] prendre des décisions cruciales qui feront ou déferont leur cultivation. »​

S’assurer que l’ACÉ est plus durable que la culture en plein champ​

Cela ne veut pas dire que l’énergie n’a pas été un facteur majeur dans la disparition de certains opérateurs de l’ACE. L’origine de l’énergie et son coût sont essentiels à la durabilité future du secteur.

Selon la plupart des indicateurs, l’agriculture verticale est l’option la plus « verte ». Pour cultiver 1 kg de laitue dans un champ ouvert, il faut environ 250 L d’eau, les serres efficaces environ 25 L et la technologie d’agriculture verticale d’IGS n’utilise que 2,5 L. En ce qui concerne l’utilisation des terres, les tours agricoles verticales de 1 m de haut de l’entreprise produisent environ 25 tonnes de récolte par an, ce qui, en plein champ, nécessiterait environ 10 hectares. Dans les zones confrontées à la pénurie d’eau ou à l’infertilité des sols, les avantages de l’ACE sont encore plus évidents.

Mais la question de savoir si l’ACE est plus durable sur le plan environnemental que la culture en plein champ fait l’objet d’un débat. Les questions entourant ses références écologiques sont en grande partie centrées sur la consommation d’énergie, qui est inextricablement liée au résultat net.

Des recherches récentes menées en Scandinavie ont révélé que la culture de légumes par agriculture verticale surpasse la culture dans les champs et dans les serres en termes d’utilisation des terres et de l’eau. Cependant, les chercheurs ont constaté que l’agriculture verticale est responsable d’émissions de gaz à effet de serre (GES) plus élevées que la culture en plein champ, mais inférieure à celle des serres. En outre, l’agriculture verticale a été jugée moins efficace en termes d’intrants énergétiques que la culture sur le terrain et les serres.

La façon dont le secteur génère de l’énergie et son utilisation efficace sera « cruciale » pour sa durabilité environnementale, a suggéré Kamman de Source.ag. L’utilisation d’énergies renouvelables est non seulement plus verte, mais découplerait le secteur du prix du gaz.

« Nous avons vu les serres passer du gaz au [renewably energy source] géothermie pour le chauffage, et je pense que nous verrons une accélération de cela, , a déclaré Kamman.

Farquhar d’IGS voit également une solution dans la co-implantation, où les fermes verticales sont reliées à une source d’énergie renouvelable via un fil privé. Cela peut changer « fondamentalement » l’économie, avec des avantages à la fois pour l’agriculteur vertical et le producteur d’énergie. « Beaucoup de nos clients prévoient de faire exactement cela » a-t-il dit aux délégués.

Semer la rentabilité, l’abordabilité, l’accessibilité dans une agriculture en environnement contrôlé​

La rentabilité ne se résume pas à la seule consommation d’énergie. En tant que fournisseurs de technologie et de services, les SGI et les Source.ag visent à aider les producteurs à créer des entreprises rentables. Et en améliorant la rentabilité, ils espèrent tous deux améliorer l’accessibilité et l’abordabilité pour les consommateurs.

Pour Source.ag, ces facteurs sont directement liés à l’optimisation. Dans une optique simpliste, les producteurs peuvent optimiser trois éléments clés : l’expérience de l’usine (température, CO2, humidité, etc.) ; l’irrigation et la nutrition; et pour les cultures fruitières, la taille, a expliqué Kamman. L’élagage est un « grand levier » pour améliorer l’optimisation, et le PDG voit une « grande opportunité » pour l’IA de faire la différence ici.

« Je pense qu’il existe une énorme opportunité d’accroître la disponibilité et l’abordabilité des produits frais simplement en aidant les producteurs à atteindre le potentiel maximal des semences et de l’équipement agricole dont ils disposent déjà. »​

Une autre façon dont l’ACE peut profiter aux parties prenantes est de répondre aux besoins des États. La culture de plantes de démarrage dans des fermes verticales, par exemple, est une opportunité observée par Farquhar d’IGS.

Les producteurs vont au-delà des légumes-feuilles standard pour s’intéresser aux racines, aux fruits et aux tubercules, ainsi qu’aux brassicas tels que les choux. Une grande partie des agriculteurs (actuellement environ 50% des clients d’IGS) cultivent des plans de démarrage dans des fermes verticales, avant de les déplacer dans une serre, un tunnel en polyéthylène ou un système agricole en plein champ pour continuer à croître. « Nous sommes de fervents défenseurs du fait que ce que nous faisons ne remplacera pas l’agriculture traditionnelle, en aucun cas. C’est un autre outil dans la ceinture à outils de l’agriculteur. »​

IGS y est parvenu pour les arbres, qui en tant que semis peuvent ensuite être utilisés pour des projets de reboisement, et pour les fleurs pour les plantes, qui peuvent approvisionner les industries pharmaceutiques et cosmétiques. Un autre avantage de ce processus est la réduction des déchets. Lorsqu’un arbre est transporté de la pépinière au champ, seul un sur trois survit, nous a-t-on dit.

En ce qui concerne l’abordabilité pour le consommateur, Kamman croit que la parité des coûts a déjà été atteinte pour certains systèmes d’ACE. « Beaucoup de produits que vous trouvez dans les supermarchés en ce moment sont déjà compétitifs. La question est de savoir comment l’étendre à l’échelle mondiale, afin que davantage de personnes aient accès à cet approvisionnement.​

« C’est le vrai défi que nous devons relever ensemble. »​

Autres défis du secteur : image et adoption​

En ce qui concerne les autres défis potentiels auxquels le secteur est confronté, Kamman estime que, comme toute nouvelle technologie dans l’agriculture, le « plus grand obstacle » réside dans l’adoption. « Perturbation » n’est pas un mot lancé dans le secteur agricole, a-t-il suggéré. « Ce n’est pas comme ça que ça marche en agriculture. Il y a des milliers d’agriculteurs professionnels, ce sont vraiment des experts… et ils ont 30 chances [yearly harvests] dans toute leur carrière pour réussir. C’est tout.​

Il est donc difficile d’encourager l’adoption de nouvelles technologies. Mais pour Source.ag, il ne s’agit pas de « perturbation ». L’entreprise travaille avec les producteurs pour développer sa technologie, en tenant compte du flux de travail et des points faibles des agriculteurs, nous a-t-on dit.

« Mettons les producteurs sur un piédestal et reconnaissons que nous sommes des fournisseurs de technologie, alors soyons des fournisseurs de technologie. »​

Un autre défi auquel est confronté le CEA, et en particulier l’agriculture verticale, est la perception erronée entourant le fonctionnement de la technologie. Cela provient d’images inexactes, a suggéré Farquhar d’IGS.

Ces images montrent souvent un humain dans la ferme verticale, portant souvent une blouse de laboratoire, un filet à cheveux et des lunettes de protection, et portant un presse-papiers. Ces humains respirent sur les plantes et les piquent, a rappelé le PDG. « Vous devez vous demander, qu’est-ce qu’ils font?​

« Vous êtes Soit vous gérez cette chose via le cloud, soit vous ne l’êtes pas. Les gens apportent trois choses: les parasites, les maladies et les erreurs. Vous devez entraîner la machine et utiliser des choses comme l’IA et la robotique pour l’exécuter pour vous. Si vous voyez une photo d’une ferme verticale avec un humain à l’intérieur, courez un kilomètre. »​

L’imagerie contenant des LED blanches et des rayonnages fixes est également un mauvais signe. « Si vous voyez des plateaux sur des rayonnages fixes, vous devez également parcourir un kilomètre parce qu’ils ne savent pas ce qu’ils font. »​

Source : Nature Food
« Un examen systématique de la portée de la durabilité de l’agriculture verticale, des alternatives à base de plantes, des services de livraison de nourriture et de la blockchain dans les systèmes alimentaires »
Publié le 3 novembre 2022
DOI : https://doi.org/10.1038/s43016-022-00622-8
Auteurs : A. Charlotte Bunge, Amanda Wood, Afton Holloran et Line J. Gordon.