Nous avons déjà évoqué dans un précédent article l’avenir de la nourriture. Mais même si les insectes, les soylent green et autres ouvrent d’intéressantes perspectives, force est de reconnaître qu’il s’agit pour l’instant de solutions marginales, dont on peut douter qu’elles permettent de nourrir la planète dans son ensemble alors que les besoins de nourriture se font de plus en plus pressants. A cela s’ajoutent les contraintes du réchauffement climatique que nous ne pouvons plus nous permettre de négliger.

Les promesses de l’aquaculture

Pour Ramez Naam : « Les océans du monde sont la prochaine frontière de l’agriculture. Aujourd’hui, la plus grande part du poisson consommé par l’humanité n’est pas élevée. Elle est capturée, ce qui signifie qu’elle est chassée« . Or, la vision du chasseur, explique Naam, diffère de celle du cultivateur. Ce dernier s’assure de la pérennité de son troupeau ; il cherche à augmenter son cheptel. Au contraire, le chasseur tente d’optimiser ses techniques pour extraire les animaux de leur environnement avec pour conséquence d’en diminuer le nombre.

L’aquaculture n’est pas une nouveauté. De fait, la pêche d’espèces sauvages a stagné depuis les années 90, et certaines, comme le saumon, sont aujourd’hui en majorité issues de l’élevage. Mais l’aquaculture actuelle n’est pas non plus sans poser de problèmes. Elle n’est pas très « écologique ». Cela est essentiellement dû, continue Naam, à l’élevage au sein de cages ouvertes : les poissons produisent des déchets qui se retrouvent dans l’environnement océanique.

De plus, ces animaux d’élevage consomment beaucoup de nourriture, notamment sous la forme d’espèces plus petites. Cependant, pour Naam, ces inconvénients sont solubles : les nouvelles fermes marines tendent à maintenir leurs hôtes dans des piscines fermées , avec recyclage de l’eau (une technique également recommandée par Greenpeace). Et l’on teste pour eux une alimentation à base de soja. On peut espérer que cette alimentation plus végétale mettra fin à l’usage des farines animales pour les nourrir, et bien entendu, il faudra aussi revenir sur la question des antibiotiques. Rappelons tout de même que de récentes études montrent que le saumon sauvage ne serait pas aussi sain qu’on a tendance à le penser, celui-ci accumulant dans son organisme un grand nombre de polluants comme le mercure ou les pesticides. Il ne s’agit pas forcément de chanter les louanges de l’aquaculture comme elle est pratiquée actuellement, mais plutôt de réfléchir aux moyens de rendre celle-ci la plus durable possible.

D’autres initiatives sont intéressantes. Ainsi, le phosphore est l’un des principaux déchets rejetés dans les eaux par les poissons élevés « en cages ouvertes ». Il entraîne une pollution qui encourage le développement des algues et la réduction de l’oxygène au sein de l’océan. Mais dans le même temps, nous explique Science Daily, le phosphore fait partie de ces minéraux qui sont de plus en plus difficiles à trouver, au point que l’on craigne la survenue d’un « pic de phosphore » dans un avenir proche (entre quelques décennies et 100 ans). Paradoxalement, la Norvège, très impliquée dans l’aquaculture, rejette 9 000 tonnes par an de phosphore… ce qui ne l’empêche pas d’en importer pour son agriculture et d’autres domaines ! Si un système de recyclage était mis au point, la Norvège pourrait non seulement réutiliser le phosphore produit par l’aquaculture, mais également en exporter. Les agences européenne et norvégienne se penchent actuellement sur la possibilité de recycler ce phosphore « gâché ». Ce qui est intéressant dans cet exemple, c’est que, si tous nos problèmes environnementaux sont connectés, les solutions le sont peut-être aussi. L’aquaculture destinée à la nourriture pourrait ainsi constituer la solution de l’un des aspects du problème du peak everything.

Dans le même esprit, on peut mentionner la culture d’algues à des fins alimentaires. Ces algues-là (en anglais, le mot seaweed s’emploie en lieu et place « d’algae ») sont largement cultivées en Asie en tant que produits de consommation. Ce ne sont donc pas les algues mentionnées dans la précédente partie de notre dossier, mais plutôt celles qui servent à enrober vos sushi-maki.

Eh bien, il semble que cette forme d’aquaculture représente aussi des solutions environnementales diverses. Tout d’abord, nous explique Next Nature, ces algues peuvent réduire l’acidification des océans, conséquence du réchauffement climatique (question à laquelle, rappelons-le, la plupart des actuelles technologies de géoingénierie n’offrent pas de solution). En effet, ces plantes marines absorbent le CO2 contenu dans l’eau. Ensuite, à l’instar de leurs congénères microscopiques, elles se montrent en mesure de produire du biocarburant. Toujours selon Next Nature, couvrir 9 % de la surface des océans avec une telle culture suffirait à combler complètement nos besoins en énergies fossiles.

Enfin, ces fermes aquatiques fournissent des abris pour les poissons fuyant l’acidification de leur environnement.

L’article de Next Nature se clôt en citant un passage du livre de Tim Flannery : Atmosphere of hope – Searching for solutions to the climate crisis : « Une étude affirme que la culture des algues produirait suffisamment de biométhane pour satisfaire tous les besoins actuels de combustibles fossiles en matière d’énergie, tout en permettant de retirer 53 gigatonnes de CO2 par an, directement, à partir de la production de biogaz […] Un autre avantage serait une augmentation durable de la production piscicole, fournissant 200 kilogrammes par habitant et par an de poisson pour une population de 10 milliards d’humains. »

Des fermes verticales… et robotiques

Pourra-t-on augmenter les capacités de production de nourriture pour répondre à la demande sans cesse croissante ? Peut-être, mais là aussi de grands changements s’imposent. Les espoirs se fixent actuellement sur la production de fermes verticales et hydroponiques : des plantes cultivées hors sol dans de l’eau, dans des bâtiments dédiés, qui reçoivent les nutriments via une solution aqueuse. Tout comme l’aquaculture, l’idée n’est pas nouvelle. En fait, selon les auteurs « hyperoptimistes » du livre Abundance : The Future Is Better Than You Think, Steven Kotler et Peter Diamandis (et on peut difficilement faire plus optimiste que Peter Diamandis, président de la Singularity University !), cette technologie plonge ses racines chez Francis Bacon, qui en esquisse les principes dans son livre : Sylva Sylvarum : or, a Natural History, in Ten Centuries. La première mise en application date des années 30, mais c’est lors de la Seconde Guerre mondiale que de véritables travaux ont été menés sur le sujet. Pourtant, après la guerre, cette pratique tombe en désuétude.

Aujourd’hui, c’est au chercheur Dickson Despommier que revient le mérite de la popularisation de l’idée « d’agriculture verticale » imaginant, en 1999, avec ses étudiants de l’université de Columbia l’idée de gratte-ciels en milieu urbain entièrement consacrés à la production alimentaire. Le « gratte-ciel étant considéré comme un vaisseau spatial« , pour employer la formule de Despommier. Selon lui, 150 immeubles de ce type suffiraient à nourrir la population de New York.

Aujourd’hui les fermes verticales se multiplient. Il en existe partout dans le monde, mais peut-être surtout au Japon où, nous apprend Slate.fr, les géants technologiques sont très intéressés par la question. A commencer par Toshiba, qui a ouvert récemment la Toshiba Cleanroom Farm vouée à produire trois millions de « sachets » de nourriture par an.
L’une des raisons de l’intérêt du pays du Soleil-Levant pour ce type de technologies serait l’accident de Fukushima qui a rendu un grand nombre de terres inutilisables. Comme Despommier l’explique au New Scientist : « Les gens passaient leur nourriture au compteur Geiger avant d’aller à la caisse. »

Selon Diamandis et Kotler : « Ces fermes peuvent déjà augmenter de plusieurs ordres de grandeur la quantité d’aliments cultivés par récolte et de multiplier par dix le nombre de récoltes possibles. Elles peuvent produire des aliments en exigeant 80 % de terres en moins, 90 % d’eau en moins, 100 % de pesticides en moins, et de réduire presque à zéro les coûts de transport« . En effet, il est difficile de rêver d’un circuit plus « court », puisque les aliments sont obtenus dans la cité elle-même ! Sachant que, selon une prévision des Nations Unies (citée par le New Scientist), 86 % des humains vivront dans des villes en 2050….

Comme toujours, les choses sont perfectibles. Le problème de l’énergie notamment. « Des études montrent en effet que la consommation d’énergie des champs empilés serait gigantesque en l’état actuel de la technique », souligne un dossier d’Arte consacré au sujet. »Si les fermes verticales étaient exploitées uniquement avec de l’énergie verte, le secteur US des énergies renouvelables devrait être multiplié par 400 rien que pour couvrir les besoins annuels en blé des States. Si on renonçait aux énergies renouvelables, alors le nombre des centrales nucléaires américaines devrait passer de 104 à 4000« , nous y explique-t-on.
Les plantes sont en général éclairées par des Leds, qu’il faut bien sûr alimenter. L’efficacité énergétique de ces lampes est en moyenne de 28 %, mais une recherche de Phillips aux Pays-Bas montre qu’elle pourrait atteindre les 68 %, explique le New Scientist. Une autre possibilité, dans les pays chauds, consiste à utiliser le plus possible la lumière solaire puisque le temps le permet. C’est le cas par exemple de SkyGreen, à Singapour, qui n’emploie pas de lumière artificielle.

Pour Despommier (toujours cité par Kotler et Diamandis), de l’énergie pourrait aussi être récupérée… à la sortie des toilettes, en recyclant nos déchets corporels ! « New York, explique-t-il, excrète plus de 900 millions de kilowatts d’électricité par heure« .
Mais des techniques comme la robotique et l’automatisation pourront aussi permettre de produire plus à des coûts moindres.

Ainsi, encore au Japon, la firme Spread est en train de construire l’usine Kizugawa, une ferme automatisée dont des robots assureront la plupart des fonctions. Cette usine devrait entrer en exploitation en 2017, nous apprend le Daily Mail. Les machines s’occuperont de la récolte, de la livraison et contrôleront même le taux d’oxyde de carbone et la luminosité. Quant aux êtres humains, ils resteront indispensables pour les processus d’ensemencement et de germination, trop délicats. La société espère produire 10 millions de têtes de laitues par an.

Dans le domaine des effets secondaires positifs, il faut aussi noter qu’une migration massive de l’agriculture vers les cités permettrait une reforestation des anciennes terres cultivées, ce qui contribuerait bien sûr à ralentir le réchauffement climatique.

Où en est la viande synthétique ?

On souvient du fameux hamburger artificiel fabriqué en 2013 pour la modique somme de 325 000 $. Aujourd’hui, son coût a baissé à… 12 $. Faut-il espérer que la viande synthétique se trouvera bientôt dans nos supermarchés ? Pas si vite. Selon Mark Post, le créateur du premier burger artificiel, il faudra attendre encore 20 ou 30 ans.

Le New Scientist, lui, nous donne quelques indications sur la difficulté à passer à vaste échelle. On y apprend la suite des travaux de Mark Post qui a lancé, fin 2015, sa propre société, Mosa Meat, afin de générer son aliment en grande quantité. Dans le même temps, en octobre 2015, se tenait la première conférence sur la viande en culture, à Maastricht.

La production de viande synthétique serait une bénédiction pour notre environnement. Pour obtenir un kilogramme de boeuf, il faut 15 000 litres d’eau et l’opération implique le rejet de 300 kg de dioxyde de carbone dans l’atmosphère. La viande cultivée en cuve utiliserait bien moins d’énergie, ne rejetterait qu’une fraction d’émission de carbone, sans parler bien sûr de l’eau et du terrain nécessaires.

Toutefois, ce n’est pas si facile. Aujourd’hui, on réalise de la viande synthétique en employant des cellules souches. Mais celles-ci ont besoin de nutriments, notamment 5 % de ce qu’on nomme le « serum foetal » et que l’on obtient à partir d’un veau extrait, avant sa naissance, d’une vache abattue à cette fin. Même si l’on oublie le côté peu sympathique du processus, cela nécessite de continuer à entretenir des cheptels (plus modestes qu’aujourd’hui, certes). Post veut trouver une alternative à ce procédé. Mais vient ensuite la question des quantités à produire. Mosa Meat espère mettre en place un bioréacteur de 25 000 litres capable de produire assez de viande pour 10 000 personnes en une année. C’est bien trop peu. D’autant plus que selon Chris Hewitt et Qasim Rafiq deux chercheurs cités par le New Scientist, l’espace total disponible, si on utilise tous les bioréacteurs existant aujourd’hui sur la planète, n’excède pas un million de litres. Ce qui procurerait de la nourriture à 400 000 personnes. Ce n’est pas mal, mais c’est loin, très loin, du chiffre actuel de la consommation carnée.

Vient enfin le problème de l’aspect et du goût. Les cellules souches cultivées produisent du muscle dont l’apparence blanche n’est guère ragoutante, et surtout, il lui manque la saveur du sang et des graisses.

La solution pourrait se situer ailleurs note le New Scientist. Comme l’a déclaré David Zilber, un fameux « chef » norvégien, « la viande est plus un concept qu’une substance spécifique et elle se définit d’abord par une combinaison de goût, d’odeur et de texture« . « Ce sont le sang et les graisses qui « font » la viande, insiste Zilber, le muscle n’est que le véhicule« . Une nouvelle voie possible serait de produire artificiellement le sang et les graisses, plutôt que le muscle, et de combiner ces éléments avec des protéines d’origine végétale, comme le soja.

Du reste, diverses startups tentent aujourd’hui de réaliser des aliments proches de la viande à partir de substituts, comme les protéines de pois pour la société Beyond Meat, installée à Los Angeles. Et Post lui-même travaille à synthétiser des graisses.

Comme pour toutes les technologies mentionnées dans cette série d’articles, la véritable question n’est pas tant de savoir si elles constituent à ce jour une solution viable, mais plutôt de se demander lesquelles se révéleront suffisamment prometteuses pour mériter des perfectionnements – et des investissements – supplémentaires dans les années à venir. Intuitivement, je dirai que l’aquaculture et les fermes verticales sont bien parties. La viande synthétique, elle, reste une voie intéressante, mais il faudra encore beaucoup de recherches pour décider si elle pourra ou non être produite à grande échelle. Reste à voir si ces solutions ne seront pas trop énergivores…

Rémi Sussan

Après Vers l’effondrement : aurons-nous encore un futur ?, retrouvez le dossier « Contre l’effondrement » :

• 1e partie : de la place pour l’optimisme
• 2e partie : la voie de la photosynthèse
• 3e partie : nourrir la planète
• 4e partie : des terres pas si rares
• 5e partie : vers une civilisation du vivant
• 6e partie : quel avenir pour la fusion nucléaire ?
• 7e partie : en route pour le cosmos !
• 8e partie : vers une civilisation spatiale !