Technologies raffinées

Au mitan du siècle, les places à la table globale risquent d’être de plus en plus chères. Ce n’est toutefois pas une raison pour en perdre l’appétit puisqu’aujourd’hui déjà, les scientifiques nous proposent de multiples recettes durables.

L’humanité ne cesse de croître. D’ici 2050, la terre devrait compter dix milliards d’habitants. Un chiffre considérable et un défi auquel les États vont devoir répondre, car il faudra bien arriver à nourrir cette foule – alors que de nos jours, 11 % de la population mondiale souffre de la faim. D’autres facteurs tels que le manque d’eau, la spéculation alimentaire et le dérèglement climatique viennent compliquer la juste répartition des ressources alimentaires. Le milieu scientifique est conscient du problème et a déjà élaboré quelques concepts pour tenter d’empêcher le pire.

Lever le nez de son assiette

Les mentalités ont depuis longtemps commencé à changer. Dans le domaine de la production alimentaire, il suffit de lever le nez de son assiette pour réaliser que de nombreuses innovations commencent à bouleverser l’agriculture traditionnelle. Les Pays-Bas en sont un bon exemple: bien que deux fois plus petit que l’Autriche, cet État est le deuxième exportateur mondial de produits agricoles. Pourtant, si cette nation à la main verte, elle ne le doit pas à d’excellentes conditions climatiques, mais plutôt à des méthodes de culture extrêmement efficaces. Ainsi, les agriculteurs utilisent des drones pour contrôler l’état des sols ainsi que la croissance des plantes et une supervision précise du parcours des tracteurs par GPS permet de limiter les risques d’épandage excessif. À cela vient s’ajouter la culture hydroponique dans des serres ultramodernes. Les plantes poussent hors-sol dans un substrat inerte auquel est ajoutée la quantité de nutriments idéale pour obtenir les meilleurs résultats possible – une agriculture alliant gain de place et réduction des besoins en ressources. L’hydroponie a été ensuite perfectionnée et combinée à l’élevage de poissons de consommation. Ce système qui utilise les déjections des poissons pour nourrir les plantes est appelé aquaponie. 

Les alternatives fleurissent

Pourtant, ce que nous considérons actuellement comme révolutionnaire ne peut en réalité être qu’un début. Les experts sont unanimes pour dire que nos habitudes alimentaires actuelles ne pourront être satisfaites indéfiniment. Parmi les solutions proposées, la ferme verticale apporte une réponse prometteuse au problème. Ce concept est une forme bien particulière d’agriculture urbaine: les plantes sont cultivées hors-sol dans de grands bâtiments, mais cette fois-ci à la verticale, les unes au-dessus des autres, sur plusieurs niveaux. Ce système apparenté aux serres permet de créer toute l’année des conditions climatiques favorables à la culture de fruits, légumes, algues et champignons. Si les problèmes de place que l’on rencontre dans les zones urbaines sont ainsi résolus, ce type d’agriculture favorise également les circuits courts, et donc la réduction des émissions de CO2. La plus grande ferme verticale du monde, AeroFarms, où l’on cultive des légumes verts hors-sol et sans lumière naturelle, en est la preuve par excellence. Les racines poussent dans le vide et sont vaporisées avec de l’eau enrichie en nutriments, tandis que l’éclairage des plantes est assuré par des LED. Cette technique présente des avantages considérables: la consommation d’eau est réduite de 95 % et il ne faut ni pesticides ni engrais chimiques pour obtenir un meilleur rendement au mètre carré. La start-up Seawater Greenhouse a, quant à elle, adopté une stratégie différente. Cette société fabrique des serres pour les zones arides. L’humidité indispensable est produite par condensation de l’eau de mer. On obtient ainsi de l’eau douce utilisée pour l’arrosage des plantes. Mais l’intérêt de ces serres high-tech ne se limite pas à la production agricole terrestre. Un ingénieur en aérospatiale a passé l’année 2018 sur la banquise d’Ekström en Antarctique pour braver les conditions extrêmes du pôle Sud et y planter des légumes sous serre. L’objectif était de tester les technologies susceptibles d’être adoptées dans l’espace afin de nourrir les astronautes d’une station spatiale, voire les futurs colons qui s’installeront sur la Lune ou sur Mars. Il s’agissait là encore d’un système autarcique avec des racines poussant dans le vide et simplement humidifiées avec un mélange spécial d’eau et de nutriments, l’eau évacuée par les plantes étant ensuite recyclée. À l’intérieur de la serre, le circuit d’air était fermé, les spores et germes éliminés par rayonnement ultraviolet et la concentration en CO2 augmentée artificiellement. Dans l’aérospatiale, la question de la production alimentaire, absolument déterminante pour les longs vols interstellaires, semble donc réglée. (Vous trouverez de plus amples détails sur la culture intergalactique dans ce numéro, à la rubrique Design Portrait consacrée aux architectes de l’espace de la société viennoise Liquifer.)

Viande et bien-être animal

Ces techniques apportent un certain nombre de changements dans le domaine de la culture maraichère, ce qui ne règle toutefois pas le problème de la consommation de viande, en continuelle croissance. À l’échelle mondiale, l’élevage intensif produit 14,5 % des gaz à effet de serre. Près de 1,5 milliard de bovins et 20 milliards de poulets se bousculent notamment sur notre planète et la consommation de viande risque de doubler d’ici 2050 – un appétit qui ne pourra pas être satisfait par l’élevage traditionnel, si ce n’est au prix d’une complète redistribution des sols arables. La viande in vitro – le hamburger de laboratoire en quelque sorte – pourrait cependant nous permettre de sortir de cette impasse. Le principe est relativement simple: les cellules souches d’origine animale se multiplient dans une solution nutritive, puis se développent sur une armature comestible pour prendre la forme de la viande. Le premier steak haché produit à partir de cellules bovines date de 2013. Il est l’œuvre du chercheur néerlandais Mark Post. Si l’on considère son prix de revient, on peut dire qu’il s’agissait très certainement du steak haché le plus cher du monde, sachant que le scientifique a dû investir pas moins de 260’000 francs pour son élaboration. Entre-temps, le procédé a considérablement évolué et le même produit ne coûte plus aujourd’hui qu’environ 60 francs. Il reste toutefois deux problèmes à résoudre: d’une part, il va falloir convaincre les gens de manger de la viande de 
synthèse et, d’autre part, il est beaucoup plus compliqué de reproduire un steak que de la viande hachée. Cependant, si les recherches continuent à avancer aussi vite, cette technique risque d’entraîner une petite révolution. Et ceux qui ont du mal à se faire à l’idée de manger de la viande artificielle pourront toujours se rabattre sur les algues ou les insectes. Microalgues, grillons, vers Buffalo – tous sont considérés aujourd’hui comme les aliments du futur et présentent un fort potentiel, car le rapport entre les ressources nécessaires à leur élevage et leur teneur en protéines est beaucoup plus intéressant que dans l’élevage traditionnel – sans parler de leur excellent bilan carbone. Et tout n’est qu’une question d’habitude.

À l’ère des ciseaux moléculaires

Il en va de même de la génétique. Souvent décriée, elle continue pourtant d’être considérée comme une des solutions les plus prometteuses. La technologie d’édition génomique CRISPR/​Cas9 qui permet de supprimer le gène d’une plante ou d’apporter des modifications ciblées au matériel génétique sans avoir recours à un ADN étranger, a certainement un bel avenir devant elle. Grâce à elle, la science est sur le point de séquencer l’intégralité du génome du blé – un projet pharaonique étant donné qu’il se compose de 17 milliards de paires de bases, soit cinq fois plus que le génome humain. Mais le jeu en vaut la chandelle. Cette avancée devrait permettre d’augmenter le rendement du blé et d’améliorer la résistance des plants aux parasites et à la sécheresse. L’intérêt de ces innovations dépasse de loin la science. À l’avenir, nous serons en mesure de fabriquer nos propres aliments – avec l’aide d’une imprimante 3D à fort potentiel. Actuellement, cette technologie est principalement utilisée pour fabriquer des objets, mais elle ne va pas tarder à effectuer une percée dans le secteur agroalimentaire. Certains ont déjà pu goûter les premiers bonbons imprimés en 3D dont la fabrication est on ne peut plus simple: la buse d’impression qui se déplace sur plusieurs axes donne forme au produit choisi en déposant l’une sur l’autre des couches de pâtes à bonbon composées de différents ingrédients alimentaires. Grâce à cette technologie, il devrait être possible de produire sur place toute sorte d’aliments, avec pour conséquence une réduction des coûts de livraison et du prix de revient. L’utilisation de l’imprimante alimentaire 3D pourrait être particulièrement intéressante dans les mégapoles ou dans les pays en voie de développement dont l’infrastructure est limitée. Mais une autre technologie apparentée est également en cours de développement. Elle rappelle un peu les réplicateurs que l’on a pu voir dans les films Star Trek. Il s’agit d’un appareil électroménager baptisé «Genie» qui peut préparer différents plats en 30 secondes. Son inventrice, Ayelet Carasso, place de grands espoirs dans sa création. «Genie» transforme n’importe quel aliment lyophilisé ou déshydraté en un plat complet par simple ajout d’eau. Les avancées technologiques apportent également des réponses aux particuliers qui souhaitent contrôler la qualité des aliments. Actuellement, les chercheurs d’IBM mettent au point des capteurs portables dotés d’intelligence
artificielle en mesure de détecter les agents pathogènes éventuellement présents dans les aliments. À l’avenir, cette invention pourrait même être intégrée dans les planches à découper et plans de travail. Selon le Center of Disease Control and Prevention, il devrait être possible, grâce à ces capteurs, d’éviter les intoxications alimentaires et de sauver ainsi jusqu’à 5’000 personnes par an, rien qu’aux États-Unis. L’appareil enregistre la longueur d’onde et les détails microscopiques du produit sur une blockchain et compare cette «empreinte digitale» à d’autres substances identiques. Des algorithmes interviennent alors pour reconnaître immédiatement le danger. Mais même si les algorithmes et l’imprimante 3D entrent dans nos cuisines, et malgré les constants progrès de la science, l’influence de l’humain restera toujours déterminante dans ce domaine, car s’il est essentiel de préserver les ressources, manger reste avant tout un plaisir.

Food-Watchlist

L’alimentation est une question qui nous concerne tous. Voici quelques faits et chiffres pour résumer la situation: 

11 % de la population mondiale souffre de la faim, soit 821 millions d’individus. Toutefois, le nombre de personnes touchées a diminué de 200 millions ces 25 dernières années. 68 % de la population mondiale habitera les villes en 2050, alors qu’en 1950, les deux tiers vivaient encore à la campagne. 11 % seulement de la surface des terres émergées est dédié à l’agriculture – tendance à la baisse. D’ici 2050, la production agricole devra augmenter de 50 % pour arriver à nourrir toute l’humanité. L’agriculture urbaine augmente – 420 tonnes de légumes verts sont cultivées chaque année dans la plus grande ferme verticale d’Europe. Les pays industrialisés gaspillent 40 % de leurs denrées alimentaires, tandis que dans les pays en voie de développement, les pertes alimentaires se montent à 40 %.