L’agriculture du futur

Vers l’agriculture du futur ?

Le gaspillage alimentaire, la raréfaction des ressources naturelles, le changement climatique et la croissance démographique. Ce sont les quatre pièces du puzzle qui, une fois réunies, nous donnent une image générale du rôle que l’agriculture joue et jouera dans nos sociétés à l’avenir. À la lumière des dernières projections démographiques, qui estiment qu’il y aura 9 milliards d’habitants sur la planète en 2050, la question qui se pose est la suivante : « Est-ce que nous, les 9 milliards d’habitants, pourrons manger à notre faim en conservant nos habitudes actuelles ? » Pour tenter de répondre à cette question, une équipe internationale coordonnée par l’université Humboldt est parvenue à la conclusion que le système alimentaire actuel ne peut assurer une alimentation durable et équilibrée que pour un peu plus de 3 milliards de personnes ¹. Il y a trop de limites à la façon dont les aliments sont produits et à nos habitudes alimentaires, et ces limites ne nous permettraient pas de faire face aux changements radicaux que la hausse des températures mondiales provoque dans les premiers. Les modèles publiés par l’université Humboldt indiquent également où intervenir : améliorer la gestion des cultures en optimisant l’utilisation de l’eau et des nutriments, modifier notre régime alimentaire en renonçant à une part importante de la quantité de viande que nous consommons – le secteur de l’élevage est responsable à lui seul d’environ 15 % des émissions de gaz à effet de serre et la FAO estime que la consommation mondiale de viande augmentera de 76 % au cours des 20 prochaines années ² – et réduire les déchets. Aujourd’hui, environ 30 % de la nourriture produite est jetée avant d’arriver sur la table, et il a été calculé que si le gaspillage alimentaire était un pays, il serait le troisième producteur mondial de gaz à effet de serre après la Chine et les États-Unis ³. Les projecteurs se sont donc tournés vers le secteur agricole, source de toutes (ou presque toutes) les ressources alimentaires de la planète, consommateur de 70 % des prélèvements d’eau dans le monde, sujet des principaux débats sur la durabilité et utilisateur incorrigible d’insecticides, de pesticides et d’engrais.

Nous devons réfléchir à la manière de relever les défis actuels pour produire plus, mieux et avec moins de ressources, en proposant un nouveau modèle pour l’agriculture du futur qui évite les obstacles posés par le changement climatique et la croissance démographique et réduit l’impact environnemental d’un secteur qui, par la production, la conservation, la transformation, le conditionnement, le transport et la distribution des produits, est l’un de ceux qui contribuent le plus à l’émission de dioxyde de carbone, le principal gaz à effet de serre, dans l’atmosphère. Il suffit de penser que 21 % du dioxyde de carbone émis au cours de la période 2000-2010 (environ 44 milliards de tonnes) provient de la production alimentaire  ⁴. C’est pour toutes ces raisons que le débat sur l’agriculture 4.0 prend de l’ampleur, une sorte de révolution technologique et numérique du premier secteur, caractérisée par la fusion des pratiques agronomiques de précision avec l’ingénierie informatique qui permet l’utilisation harmonieuse et interconnectée de différentes technologies pour l’amélioration du rendement et de la durabilité des cultures, garantissant une qualité de production élevée et de meilleures conditions de travail pour les agriculteurs.   

Sans eau, pas de nourriture

L’eau devient une ressource de plus en plus rare : selon les Nations unies, d’ici 2025, deux milliards de personnes vivront dans des pays ou des régions touchés par des pénuries d’eau et deux tiers de la planète auront des difficultés à accéder à des ressources en eau adéquates ⁵. Le problème de la disponibilité de l’eau affecte également de manière tangible la production alimentaire puisque, pour dire les choses clairement, sans eau il n’y a pas de nourriture. Tout ce que nous mangeons habituellement au cours d’une journée nécessite une quantité d’eau plus ou moins importante pour être produit : une tasse de café (140 litres d’eau), un verre de lait (200 litres d’eau), une tranche de pain (40 litres d’eau), un œuf (135 litres d’eau) et ainsi de suite pour chacun des aliments de nos placards. Ce lien se reflète également dans le gaspillage : gaspiller de la nourriture revient, en fait, à gaspiller de l’eau. La situation est aggravée par le mauvais entretien des réseaux, le manque d’installations permettant d’économiser l’eau et de la stocker pendant les saisons les plus pluvieuses, l’irrigation excessive, voire inutile dans certaines circonstances, et les fuites des robinets, qui, rien qu’en Europe, entraînent le gaspillage de 20 à 40 % des ressources en eau disponibles. 

Dans la lutte contre la pénurie d’eau, les changements causés par le réchauffement climatique jouent également un rôle fondamental : les précipitations seront de plus en plus rares, mais d’une plus grande intensité, ce qui augmentera la précarité des cultures et la sécheresse des sols. Alors comment optimiser la gestion de l’eau ?  

Partant du principe que les champs cultivés ne sont pas des zones homogènes, l’agriculture de précision est un très bon moyen de répondre à l’urgence hydrique. L’utilisation des ressources doit être différenciée et calibrée sur la base de nombreuses variables, non seulement entre différents champs, mais aussi à l’intérieur d’un même champ cultivé, en fournissant à chaque culture l’eau dont elle a besoin tout en minimisant les gaspillages. En ce sens, l’irrigation goutte à goutte peut atteindre un niveau d’efficacité de plus de 90 %. Le processus innovant qui s’est développé ces dernières années a également mis à la disposition des agriculteurs des technologies qui leur permettent de planifier les interventions d’irrigation avec des applications pour smartphones, des services web, des capteurs, des drones et des satellites qui peuvent collecter et gérer une grande variété de données (du niveau des précipitations au type de culture, de la disponibilité de l’eau dans la nappe phréatique aux informations sur le stress hydrique  ⁶ des plantes) suggérant aux travailleurs comment et où intervenir. Une attention particulière doit être accordée tant aux drones qu’aux satellites, points d’observation privilégiés qui, en divisant les cultures en cellules, permettent de localiser les zones où les plantes en stress hydrique sont les plus abondantes et de suivre leur physiologie, permettant une surveillance efficace et scrupuleuse de toute la zone cultivée (avec les technologies actuelles, un drone peut examiner en moins de quinze minutes un champ de 70 hectares) et permettant, s’il est associé à des systèmes d’irrigation de précision, d’économiser jusqu’à 25 % d’eau sans réduire les niveaux de production ⁷. En 2017, le marché mondial des drones dans l’agriculture était estimé à plus de 30 milliards de dollars  ⁸. 

Mais cela ne s’arrête pas là. L’agriculture 4.0, d’une part, expérimente des capteurs qui mesurent directement l’humidité du sol et envoient les données par radio au smartphone de l’agriculteur et, d’autre part, développe des modèles biocompatibles qui peuvent être implantés directement dans la plante et qui permettront un véritable « dialogue » avec la plante elle-même, en analysant son état de santé et ses besoins en eau. Cependant, la question du gaspillage reste cruciale : en raison de la croissance démographique, on estime que d’ici 2025, la quantité d’eau nécessaire pour répondre à nos besoins augmentera de 50 % dans les pays en développement et de 18 % dans les pays développés  ⁹. Ces chiffres doivent nous faire réfléchir à l’importance de recycler une partie de l’eau utilisée dans les usines de production afin de réduire la consommation (et donc le gaspillage).

OGM et produits phytopharmaceutiques : faut-il avoir peur ?

En attirant l’attention sur les effets du changement climatique sur le premier secteur, le débat sur cette question suscite deux réflexions. Tout d’abord, pourquoi ne pas créer de nouvelles variétés d’aliments plus résistantes aux conditions climatiques du futur ? Et par conséquent, pourquoi ne pas réviser le cadre réglementaire qui interdit actuellement l’utilisation des organismes génétiquement modifiés (OGM) en Europe afin d’exploiter le potentiel génétique des aliments contre la sécheresse ? Selon de nombreux chercheurs, le réchauffement climatique réduira la production mondiale de maïs, de blé, de riz et de palmiers à huile, avec des pertes estimées entre 10 et 25 % pour chaque degré supplémentaire acquis à la surface de la terre, et il a déjà été prédit que d’ici 2050, plus de 120 millions de personnes souffriront d’une carence en protéines et 170 millions de personnes auront des problèmes de santé liés à une carence en zinc ¹⁰. Face à ces chiffres, est-il si absurde de penser à de nouvelles espèces alimentaires à « domestiquer » en laboratoire pour créer des variétés plus résistantes aux conditions environnementales actuelles et futures ? La Commission européenne a publié en avril 2021 une étude sur les nouvelles techniques d’amélioration génétique (édition du génome) qui montre que ces technologies peuvent contribuer à la création d’un système alimentaire plus durable dans le cadre des objectifs de l’accord vert européen. La même étude reconnaît toutefois que la législation actuelle sur les OGM, adoptée en 2001, n’est pas adaptée à la réglementation des biotechnologies innovantes telles que celles en question, et suggère qu’un processus soit lancé pour élaborer un nouveau cadre réglementaire  ¹¹.

Un deuxième aspect concerne le monde notoire des insectes. Le changement climatique permettra à de nombreux insectes nuisibles de se reproduire plus rapidement, et il est nécessaire de réfléchir à la manière de contrôler leur croissance sans nuire aux insectes bénéfiques tels que les pollinisateurs, qui sont déjà menacés, et sans protéger la biodiversité. Selon la FAO, sans mesures de protection, la production agricole mondiale chuterait de 30 %. Comment combiner l’objectif de production alimentaire durable avec la lutte contre les insectes nuisibles tels que la punaise chinoise ou le criquet pèlerin, dont les dégâts aux cultures sont estimés à 70 milliards d’euros par an ?  Malgré les conséquences négatives possibles de l’utilisation des produits phytosanitaires, leur élimination totale est, à ce jour, impensable. Et attention : proposer l’agriculture dite biologique comme solution ne résout pas le problème car, contrairement à ce que l’on pourrait penser, ce n’est pas un remède « zéro pesticide ». Contrairement à l’agriculture conventionnelle, l’agriculture biologique n’utilise pas de substances issues de la synthèse chimique, mais en utilise d’autres. Il est donc nécessaire d’optimiser l’utilisation des engrais et des pesticides, en commençant par surveiller les insectes, en connaissant leur répartition et leur abondance. En combinaison avec des pièges qui utilisent des couleurs pour attirer les insectes (chromotropes) ou qui utilisent des phéromones sexuelles, on a développé des capteurs et des caméras qui utilisent des photographies et l’analyse de données pour signaler la présence de ravageurs et leur nombre à distance (via le réseau sans fil), envoyant une sorte d’ « alarme d’infestation » à l’agriculteur qui peut intervenir dans une zone spécifique sans traiter toute la culture. En outre, l’installation sur les robots agricoles (agribots) de dispositifs qui appliquent les produits chimiques directement sur la plante sans les libérer sur le sol permet à l’agriculteur de ne pas avoir à se rendre dans le champ pour chaque traitement. L’agribot agit de manière autonome et ciblée, guidé par des capteurs et un GPS, collecte une multitude de données en temps réel et rend la gestion des insectes, des mauvaises herbes, des champignons ou des moisissures intelligente. On a calculé que la pulvérisation de précision permet de réduire les pesticides jusqu’à 80 % sans perte de rendement et, dans des conditions d’urgence comme celles qui ont suivi la pandémie de Covid-19, l’utilisation d’agribots dans certaines régions du monde a permis de pallier en partie le manque de travailleurs saisonniers dans le premier secteur et de permettre aux agriculteurs de travailler en toute sécurité, tout en restant suffisamment éloignés les uns des autres (selon les estimations les plus récentes, également en réponse à la pandémie, le marché chinois de l’agriculture 4. 0 pourrait valoir près de 27 milliards d’euros d’ici 2020) ¹². 

Des champs aux villes

Selon les données publiées par l’ONU dans ses Perspectives de l’urbanisation mondiale 2018, d’ici 2050, les zones urbaines abriteront près de 70 % de la population mondiale, devenant de plus en plus grandes et englobant de nombreux espaces aujourd’hui agricoles ou désignés pour la conservation de la biodiversité ¹³. Cela entraînera la perte d’environ la moitié des surfaces actuellement cultivées, avec une réduction de la production alimentaire comprise entre 1 % et 4 %. Ces pourcentages sont particulièrement importants si l’on considère qu’à l’échelle mondiale, cela signifie perdre ce qui nourrit entre 100 millions et un milliard de personnes en un an ¹⁴. C’est pourquoi les fermes dites verticales ont permis aux villes de récupérer des espaces et d’en réutiliser certains pour la production alimentaire à l’intérieur des bâtiments. Dans ces fermes urbaines, il est possible de produire en cycle continu toute l’année, car les environnements sont fermés et contrôlés, ce qui permet de filtrer et de purifier l’air entrant, et l’utilisation de l’eau est minimale, car l’eau de pluie et l’eau d’évaporation peuvent être récupérées très facilement : c’est le système connu sous le nom d’hydroponie, qui permet aux plantes de pousser dans des substrats autres que le sol (résolvant ainsi le problème des polluants dans le sol) avec des quantités minimales d’eau recyclée en permanence. Les fermes verticales sont utiles pour la production de céréales, mais aussi pour la culture de légumes : aujourd’hui, les légumes issus des fermes urbaines représentent 2 milliards d’euros par an, mais on estime que le marché dépassera les 10 milliards dans les cinq à six prochaines années. De nombreux pays les utilisent déjà, de la Corée du Sud au Japon, des États-Unis à l’Arabie saoudite, sans oublier la structure de 9 mètres de haut à Singapour, appelée Sky Greens ¹⁵. En Europe, la diffusion de l’agriculture verticale est encore limitée, bien que les investissements dans ce domaine aient augmenté ces dernières années et que la concurrence entre les start-ups se soit considérablement accrue ¹⁶. 

En bref, le changement, des champs aux villes, est déjà en marche et nous ne devons pas en avoir peur. Nous devons abandonner l’idée que la transformation de nos cultures en réservoirs de données grâce à l’utilisation de drones, de satellites, d’agribots et de capteurs fait partie d’un avenir dystopique et de science-fiction, car ce sont précisément les scénarios qui doivent nous devenir plus familiers si nous voulons réussir à produire 50 % de nourriture en plus de ce que la FAO estime nécessaire pour nourrir tout le monde d’ici la fin du siècle, tout en respectant l’environnement, les ressources et les personnes. La technologie, la recherche scientifique et l’innovation doivent être les mots-clés guidant les politiques de l’avenir et les secteurs attirant de vastes investissements. Nous devons être conscients de la valeur de ce que nous mangeons, du profil de durabilité de chaque produit alimentaire et pas seulement de ceux qui sont dans l’œil du cyclone, en développant une éthique alimentaire qui ne vise pas l’élimination radicale de tout ce qui est considéré comme nuisible à l’écosystème, mais l’amélioration et l’optimisation de nos habitudes et de la façon dont les aliments sont produits. Il est essentiel d’investir dans des réformes agricoles qui permettront la croissance et le développement des pays tirés par le premier secteur, comme de nombreux pays africains. Si aucune mesure appropriée n’est prise, plus de 80 millions de personnes fuiront le seul Sahel d’ici 2050 en raison de la pauvreté, des catastrophes et de pratiques agricoles inadéquates. La tâche de l’Europe sera donc également d’impliquer le continent africain dans la course au changement, en encourageant l’introduction de toutes les innovations possibles (y compris celles des génétiques) pour obtenir des rendements plus élevés. C’est peut-être ainsi, grâce aux efforts combinés, multiniveaux et multidimensionnels des organisations, des gouvernements, des individus et des citoyens, que « l’avenir de la planète commence dans notre assiette » ¹⁷. 

Ce qui nous concerne

Étant donné que la plupart des nouvelles technologies alimentaires constituent un progrès dans la lutte contre le changement climatique et la dégradation de l’environnement (pulvérisation de précision, non-délivrance des produits phytosanitaires au sol, protection de la biodiversité, etc.), les deux aspects les plus problématiques de la nouvelle révolution verte sont les coûts et le retrait de l’homme des champs. Il est indéniable que la présence de la technologie dans l’agriculture génère de nombreux coûts fixes, principalement liés à l’achat de machines, à leur entretien, au personnel technique spécialisé dans la gestion et le fonctionnement des équipements électroniques et, enfin et surtout, à une utilisation considérable d’électricité. 

Mais il est également vrai que les économies réalisées sur le fonds de roulement et les coûts variables peuvent compenser l’augmentation inévitable des coûts fixes. Les semences, les engrais, les produits phytosanitaires, l’eau et le carburant sont utilisés plus efficacement, ce qui permet d’éviter les mauvaises utilisations et de réaliser des économies pour chacun d’entre eux. Il convient également de rappeler que l’objectif principal de l’introduction des technologies alimentaires est d’augmenter la production (sans compromettre la qualité) : un champ cultivé intelligemment et efficacement aura un rendement plus élevé. En d’autres termes, les nouvelles technologies génèrent une baisse des coûts grâce à des opérations mécaniques plus rapides et plus efficaces. La résistance à l’investissement (même par les États) dans les nouvelles technologies et la difficulté à comprendre leurs avantages restent la principale pierre d’achoppement de l’émancipation de l’agriculture 4.0, ce qui rend difficile pour les agriculteurs individuels de supporter les coûts initiaux d’un tel changement. Les effets sur la main-d’œuvre sont doubles : d’une part, l’introduction de technologies alimentaires peut réduire l’utilisation de la main-d’œuvre mais, d’autre part, elle nécessite une augmentation du professionnalisme de la main-d’œuvre elle-même (et, par conséquent, des employés de l’exploitation), ce qui exige des compétences technologiques, environnementales et de gestion. 

Telles sont les caractéristiques requises des agriculteurs du nouveau millénaire qui, révolutionnant le stéréotype de l’agriculteur armé de bottes et de bêche, ne doivent pas être effrayés par l’utilisation de drones, de capteurs et de big data pour mener des activités sur leur exploitation. Ce scénario est renforcé par l’augmentation constante de la présence des jeunes dans le secteur agricole. 

Bien que seulement 6 % des agriculteurs en Europe aient moins de 35 ans et que près de 60 % aient plus de 55 ans, le nombre de jeunes agriculteurs augmente chaque année (y compris de nombreuses femmes), avec une formation universitaire déjà orientée vers l’introduction de l’agriculture 4.0 ¹⁸. Il faudrait en effet que le changement commence directement par la formation académique des nouveaux agriculteurs, en inversant la tendance selon laquelle en Europe la plupart d’entre eux n’ont pas reçu de formation agricole formelle ¹⁹. En effet, à ce jour, 80 % des agriculteurs de plus de 65 ans (et donc la part la plus importante) n’ont reçu aucune formation. Il est donc clair que le thème de l’agriculture 4.0 ne répond pas seulement aux grands défis environnementaux et climatiques auxquels les nouvelles générations doivent et devront faire face, mais fait des nouvelles générations des agents et des protagonistes du changement, rendant le secteur agricole projeté vers l’avenir dont elles feront partie. 

Certaines personnes s’opposaient, dans les années 1950, à l’introduction de la moissonneuse-batteuse dans les champs, craignant que cette nouvelle machine ne les mette au chômage.  Ils ne se rendaient certainement pas compte que cette machine était une réponse à l’augmentation de la population, à l’optimisation de la production, à l’évolution nécessaire du monde industriel qui, au fil du temps, a employé beaucoup plus de personnes qu’il n’en a laissées à la maison. 

Derrière l’introduction de la moissonneuse-batteuse, il y avait le désir et la nécessité de répondre à des défis immenses et complexes, tout comme il y en a derrière le développement de l’agriculture 4.0. Et qui sait si, dans quelques années, les technologies alimentaires ne seront également plus de la science-fiction, mais deviendront la normalité et feront partie de notre quotidien.