En réponse à la menace du changement climatique, la gestion raisonnée d’écosystème immergés à base d’algues dans des réacteurs biologiques insérés dans des smartgrids alimentaires, pourrait suffire à nourrir l’humanité à partir de l’eau, de l’air et de la lumière.

In response to the threat of climate change, managing submerged algae-based ecosystems in reactors embedded in agri-food smartgrids could be sufficient to feed mankind with just water, air and light

Organisée par l’homme, l’ensemble de l’agriculture peut être définie comme une chaine alimentaire sous perfusion d’énergies fossiles. Au sommet de cette chaine, la filière animale repose intégralement sur la filière végétale qui dépend notamment des engrais et pesticides dérivés du gaz et du pétrole. La vocation première de cette filière végétale est par le biais de la photosynthèse, de stocker sous forme de sucre l’énergie lumineuse émise par le soleil. C’est à partir de ces glucides que les plantes et animaux d’élevage sont à même de synthétiser les autres lipides et protéines nécessaires au miracle de la vie et partant de là, à notre alimentation. C’est en ce sens que la réaction photosynthétique propre au règne végétal est une condition nécessaire à la survie de la biosphère et donc de l’humanité.

Au fil des différents articles parus dans mon blog, un cheminement logique m’a conduit à croire qu’à terme, la production de végétaux est menacée par le dérèglement climatique auquel est exposé leur appareil aérien. A cet égard, les arbres seront probablement les premières victimes du dérèglement et les modes de production végétale actuels ne sont certainement pas pérennes.

Je pense que la culture d’algues vertes – celles qui sont aptes à la photosynthèse – est une parade possible à la menace. Hébergée dans une phase aqueuse qui fait office de milieu tampon grâce à son inertie thermique, elles sont relativement préservées des variations brutales de la météorologies. En outre, les algues ont l’avantage sur la plupart des autres végétaux et notamment sur les grandes cultures qui sont à base de notre alimentation, d’occuper l’espace dans les trois dimensions en échappant à la loi de la gravité qui les dispense de ce fait d’un système racinaire encombrant. Distribuées verticalement, elles sont en mesure de maximiser la quantité de lumière photosynthétique interceptée par unité de surface, pour une emprise au sol minimisée.

A la même enseigne que la majorité des végétaux, les algues vertes dépendent néanmoins de la fourniture d’azote qui est indispensable à la synthèse des protéines, à commencer par celle de la chlorophylle. Aujourd’hui, l’agriculture pourvoit au besoin des espèces cultivées par l’apport d’engrais azotés fabriqués à partir des énergies fossiles. Or nous savons que la production de ces engrais n’est pas soutenable à long terme. C’est la raison pour laquelle l’humanité sera en demeure de réhabiliter le mode d’obtention naturel des engrais dont bénéficie la famille privilégiée des légumineuses à laquelle appartiennent les luzerne, pois ou haricots. La production d’azote assimilable par les plantes repose chez ces espèces, sur la capacité de bactéries symbiotiques des racines (les Rhizobiums) à fixer l’azote gazeux naturellement disponible dans l’air que nous respirons. Cette voie métabolique originale étant exclusive aux légumineuses, il est logique que ces dernières aient tenu leur place pendant des millénaires dans le système de rotation triennale qui prévalait avant la généralisation de la monoculture concomitante de l’industrie des engrais. A défaut d’énergies fossiles, la réduction de l’azote de l’air par les bactéries nitrifiantes hébergées par le système racinaire des légumineuses est donc une condition nécessaire à la production de végétaux.

En somme, l’ensemble de l’agriculture repose sur deux processus naturels clef propres aux végétaux que sont la photosynthèse et la réduction de l’azote de l’air. A supposer que le scénario d’une filière végétale immergée se vérifie pour les motifs exposés plus haut, elle se doit d’incorporer des organismes photosynthétique qui seraient à même d’assurer la fonction vitale d’auto-fertilisation. Si ce genre d’organisme n’est pas encore constitutif de la flore des milieux aquatiques dont une grande part reste à explorer, gageons que l’homme sera en mesure de les concevoir sans tarder au moyen des biotechnologies. Cette étape décisive ouvrirait la voie à la genèse d’écosystèmes immergés où de tels organismes « augmentés » dotées de la potentialité des rhizobium, seraient associées  aux algues vertes. La disponibilité de l’azote de l’air étant indispensable au processus, on peut imaginer qu’un brassage mécanique du milieu de culture au moyen de sources d’énergies éolienne ou photovoltaïque ferait partie du dispositif de production. Au-delà, l’incorporation d’autres organismes planctoniques capables de synthétiser des protéines – à l’instar de la filière animale – pourrait complémenter ce type d’écosystème induit pour viser l’autosuffisance alimentaire. Sous la forme de réacteurs « autarciques » intégrés dans des smartgrids alimentaires comparables à ceux qui émergent actuellement dans le domaine de l’énergie, de telles unités de production décentralisées permettraient de fabriquer sur un mode durable l’ensemble des aliments nécessaires à l’espèce humaine à partir de l’eau, de l’air et de la lumière. Relativement simple sur le plan écosystémique, ce type de réacteur caractérisé par une emprise au sol avantageuse, serait géré automatiquement au moyen d’une informatique de régulation de process standard.

Envisagé comme substitut de l’agriculture conventionnelle qui dépend du sol et des énergies fossiles, ce modèle est le seul qui me semble à même de résoudre le problème de leur pénurie annoncée. Dans le domaine de l’agriculture, nous sommes aujourd’hui à la croisée des chemins avec de nombreuses initiatives qui visent à nous affranchir du sol et du climat. L’agriculture dite indoor – à savoir une agriculture en milieu totalement contrôlé – sera une tendance lourde à l’échelle globale. Certaines installations de ce type ont aujourd’hui vocation à produire de la protéine animale hors-sol sous forme d’insectes par exemple. En tant qu’alternative à la filière viande qui questionne désormais l’humanité du fait de son emprise au sol et de la souffrance animale, cette option est pourtant caduque dans la mesure où elle nécessite en amont la production d’aliments de nature végétale, ce qui ne fait que déplacer le problème. C’est la raison pour laquelle la culture d’algues sur le mode décrit ci-dessus me semble être la seule piste viable pour satisfaire à terme, les besoins alimentaires de l’humanité.


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