Les serres de haute technologie pourraient être l’avenir de l’agriculture


Dans une petite ville de l’est du Kentucky, l’avenir de l’agriculture grandit. Une installation de 2,76 millions de pieds carrés est en cours de création sur 60 acres de terre qui utilisera des techniques respectueuses de l’environnement pour aider à nourrir une nation avec une population d’agriculteurs vieillissante, des terres agricoles en déclin et un climat changeant. La région qui était auparavant connue pour son industrie charbonnière en plein essor qui a apporté le pouvoir à la nation, contribue maintenant à façonner à nouveau l’histoire.

La nouvelle future économie de la région pourrait résider dans des serres de haute technologie. Non seulement elles sont plus respectueuses de l’environnement, mais les installations sont plus économiquement efficaces et pourraient apporter un soutien vital à un secteur agricole surchargé.

Les Pays-Bas se sont montrés le porte-étendard de cette technologie. Bien qu’il ne s’agisse que de la taille du Connecticut, c’est la deuxième plus grande production agricole au monde grâce aux serres de haute technologie. Le pays, avec seulement un peu plus de 1 300 habitants par mile carré, est le deuxième exportateur mondial de produits alimentaires en valeur, juste derrière les États-Unis, qui ont 270 fois leur masse continentale.

«Regardez les problèmes auxquels notre planète est confrontée», déclare Jonathan Webb, fondateur et PDG d’AppHarvest, une entreprise de serre de haute technologie dans l’État de Bluegrass. «D’ici 2050, nous aurons besoin de 70% de nourriture en plus. (Université de Californie,) Berkeley dit que nous aurons besoin de deux planètes Terre pour avoir suffisamment de terres et d’eau douce pour produire cette nourriture. Les Nations Unies nous ont dit qu’il nous restait 60 ans de terre végétale, avant que la couche arable ne soit dégradée au point de ne pas être très fertile.

Selon AppHarvest, la région orientale du Kentucky est un endroit idéal pour les serres de fruits et légumes à l’intérieur puisque leurs produits peuvent atteindre 70% de la population américaine en une seule journée de route. Les représentants de l’entreprise disent que l’emplacement central créera un système alimentaire plus résilient, un problème qui a été placé sur le devant de la scène pendant l’épidémie de coronavirus.

Une deuxième entreprise, Kentucky Fresh Harvest, est également en voie d’achèvement de sa serre de haute technologie. Située à 100 miles au sud-ouest de l’emplacement d’AppHarvest à Morehead, au KY, l’installation de 13,5 millions de dollars du Kentucky Fresh Harvest sera située sur 30 acres dans la ville de Stanford.

L’agriculture en serre moderne aux Pays-Bas a démarré après la Seconde Guerre mondiale en réaction à l’une des dernières expériences de famine en Europe. Dans ce document, près de 20 000 personnes sont mortes dans ce qui a été appelé «l’hiver de la faim aux Pays-Bas», au cours des derniers mois de l’occupation allemande en 1945.

Avance rapide jusqu’à l’an 2000, et les Néerlandais ont pris un engagement national en faveur d’une agriculture durable sous le cri de ralliement «Deux fois plus de nourriture en utilisant deux fois moins de ressources». Depuis lors, leurs agriculteurs ont réduit de 90% la dépendance à l’eau pour les cultures clés tout en éliminant l’utilisation de pesticides chimiques sur les plantes grâce à l’utilisation de serres.

L’Université et la Recherche de Wageningen (WUR) sont les principaux architectes de la technologie des serres de haute technologie, travaillant à 50 miles au sud-est d’Amsterdam. L’université s’apparente à Silicone Valley et est considérée comme la meilleure institution de recherche agricole au monde.

Une étude de l’école a révélé que les avantages de la culture protégée par rapport à la production de légumes en plein air ont une qualité de produit généralement meilleure avec des rendements plus élevés en eau, en nutriments et en agents de protection des cultures (consommation physique liée au niveau de rendement). De plus, la culture protégée est moins dépendante du facteur climatique et assure la livraison des produits à temps. L’étude estime que les établissements d’horticulture en serre fourniront entre 56,5 et 58,5 millions d’heures de travail, dont plus de 90% sont consacrées à la main-d’œuvre agricole.

«Dans la plupart des cas, les plantes ne sont pas cultivées dans le sol, mais dans un substrat (par exemple de la laine de roche) dans lequel l’eau des nutriments est fournie», a déclaré le Dr Leo Marcelis, responsable de l’horticulture et de la physiologie des produits chez WUR, dans un courriel . «Dans les serres, l’excès d’eau et de nutriments est collecté et réutilisé. Cela empêche les fuites d’eau et de nutriments vers les eaux souterraines ou de surface. Dans la culture en plein air basée sur le sol, beaucoup plus d’eau et de nutriments sont nécessaires et des nutriments (comme l’azote, le phosphore) fuient, (polluent) les eaux souterraines et de surface. De plus, dans cette eau qui fuit, il peut y avoir des produits chimiques comme des agents de protection des cultures. »

D’ici 2040, les horticulteurs néerlandais espèrent devenir climatiquement neutres, en ayant une empreinte carbone nette zéro. Ils y parviendront par plusieurs moyens: contrôler l’énergie et l’humidité utilisées par les serres; en utilisant des sources de chaleur déjà éprouvées telles que la géothermie et la chaleur solaire; intensification de la récolte; arroser plus efficacement; la prévention des insectes pesteux grâce à l’utilisation d’exterminateurs biologiques tels que les thrips, les aleurodes et les poux des plantes où des ennemis naturels des ravageurs sont introduits pour lutter contre le ravageur, ce qui est souvent plus efficace que la lutte chimique; et y compris des fenêtres intelligentes permettant au verre d’isoler en hiver, tout en se rafraîchissant en été.

«Grâce aux innovations techniques, nous pouvons générer une récolte plus importante en utilisant les mêmes ressources (que l’agriculture standard)», explique Frank Kempkes, chercheur en énergie et climat à effet de serre chez WUR, à propos de la récolte plus efficace des serres de haute technologie. «Cela motive les horticulteurs à investir dans des serres améliorées.»

Traditionnellement, par exemple, les rangées de fraisiers sont suffisamment éloignées les unes des autres pour qu’une personne puisse se déplacer entre elles. Les serres de WUR, cependant, ont un système intelligent qui soulève les rangées de plantes individuellement, permettant à l’université d’augmenter le nombre de plantes de 20% dans le même espace.

Un autre exemple est celui des gerberas qui aiment la lumière et qui sont éclairés par des lampes LED pendant l’hiver. Contrairement à la génération précédente d’éclairage, les LED ne génèrent pas autant de chaleur, ce qui empêche la température de monter au-dessus des niveaux souhaités. «Cela conduit à une récolte continue, permettant aux entreprises d’employer une main-d’œuvre stable et expérimentée, ce qui contribue à la qualité du produit», explique Kempkes.

Cette performance accrue des serres de haute technologie par rapport à l’agriculture traditionnelle pourrait finir par être ce qui fait pencher la balance dans l’avenir de l’agriculture américaine.

«Cela oblige ce mécanisme à amener la production à l’intérieur», a expliqué Webb, qui prévoit de produire environ 40 millions de livres de produits par an lorsque l’installation sera pleinement opérationnelle. «En ce qui concerne l’efficacité, notre installation de 60 acres fera à peu près ce que 1 500 ou 1 800 acres de production en plein champ en Californie peuvent faire. Donc, vous allez avoir 1800 acres de production sur 16 acres de terre et vous obtenez 30 fois le rendement par acre, tout en utilisant 90% moins d’eau sans les produits chimiques agressifs … Je pense que nous allons voir beaucoup des personnes dans le domaine des énergies renouvelables se tournent vers l’agriculture à mesure qu’elle se concentre davantage sur les infrastructures et la technologie et que nous reconstruisons des fermes à travers l’Amérique. Un grand nombre de ces compétences, issues du développement et du travail sur la technologie énergétique, se traduisent très bien par la construction de ces installations. »

Aux États-Unis, la demande de légumes locaux et biologiques augmente. Ceci est motivé par une demande croissante des consommateurs pour des aliments sains et la sécurité alimentaire. Malheureusement, la disponibilité décroissante de la main-d’œuvre et les conditions météorologiques de plus en plus extrêmes rendent la production alimentaire vulnérable, ce qui représente un énorme défi pour le système agricole du pays. En outre, la concurrence avec les importations en provenance de pays comme le Mexique, dont les coûts de production sont inférieurs, est une menace sérieuse sur le plan concurrentiel et environnemental. Selon un rapport de WUR, près de 20 000 acres devront être développées aux États-Unis afin de ramener la production de poivrons, de concombres et de tomates au pays depuis le Mexique.

«On estime à quel point l’horticulture en serre de haute technologie aux États-Unis (en termes de superficie et d’investissements) peut théoriquement avoir si les importations en provenance du Mexique et du Canada sont remplacées par leur propre production», indique le rapport. «Les avantages de la culture protégée par rapport à la production de légumes en plein air sont la plupart du temps une meilleure qualité des produits et une plus grande efficacité des intrants d’eau, de nutriments et d’agents de protection des cultures (consommation physique liée au niveau de rendement). De plus, la culture protégée est moins dépendante du facteur climatique et assure la livraison des produits à temps. »

Les avantages potentiels des serres de haute technologie ont également été suffisants pour amener l’icône de la cuisine et du style de vie Martha Stewart et l’auteur à succès JD Vance dans le jeu des serres, alors qu’AppHarvest a récemment ajouté la paire à son conseil d’administration. «L’avenir de l’alimentation sera, doit être, de cultiver des produits riches en nutriments et délicieux plus près de l’endroit où nous mangeons», a déclaré Stewart lors de l’annonce.

La société d’agriculture en intérieur basée à Brooklyn, dans l’État de New York, Gotham Greens, est également en train d’ouvrir des serres à travers les États-Unis. Leur nouvelle serre de 100 000 pieds carrés située à Providence, dans le RI, leur permettra de fournir toute l’année des produits locaux aux clients de la vente au détail, des restaurants et des services alimentaires de la région. Plus précisément, la nouvelle serre permettra à l’entreprise de produire plus de six millions de têtes de laitue par an. La société ouvrira également une installation de 30 000 pieds carrés à Denver, au Colorado, plus tôt cette année. En tout, la société exploite actuellement huit installations de haute technologie à travers le pays.

«Nous avons pour mission de transformer comment et où les produits frais sont cultivés», a déclaré Viraj Puri, cofondateur et PDG de Gotham Greens lors de la coupure du ruban Providence en décembre. «Depuis l’annonce de notre expansion en Nouvelle-Angleterre, nous continuons de nous sentir inspirés par l’héritage de la ville, de l’État et de la région en matière de fabrication et de culture alimentaire locale. Nous avons reçu un soutien formidable de la part des élus, des détaillants, des restaurants et de notre communauté, qui aiment pouvoir fournir un approvisionnement fiable tout au long de l’année en produits frais et sûrs.

Webb compare la nouvelle voie de l’agriculture à celle de l’énergie au début des années 2000. «Cela rappelle beaucoup l’éolien et le solaire il y a 15 ans, où les projets éoliens et solaires étaient des petites industries, et maintenant ils sont connus et pratiquement tous les États ont de grands actifs d’exploitation. Cela s’est passé du jour au lendemain. Il y a un réel potentiel qu’au cours des 10 à 15 prochaines années, nous voyons des milliers et des milliers d’acres de production de haute technologie construits, mettant les fermes à jour avec l’infrastructure et la technologie. Pour le nombre de personnes dans ce pays qui n’ont pas vraiment accès à des aliments sains, je pense que cela contribuera grandement à essayer de résoudre ce problème.

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