L’agriculture verticale : une révolution alimentaire
Les chercheurs étudient comment la gestion dynamique de l’environnement dans les fermes intérieures pourrait contribuer à fournir des fruits et légumes nutritifs, de haute qualité et cultivés localement pour soutenir une population croissante.
L’agriculture verticale a le potentiel de transformer la production alimentaire dans les environnements urbains et extrêmes en optimisant la croissance des plantes grâce à des contrôles environnementaux dynamiques, tels que l’éclairage intelligent qui s’adapte aux coûts de l’électricité et aux besoins des plantes. Les chercheurs soulignent la capacité de ces systèmes à améliorer la qualité et la durabilité des aliments tout en réduisant la consommation d’énergie.
Approches innovantes nécessaires pour surmonter les défis de l’agriculture verticale pour une production alimentaire durable
Alors que notre monde devient de plus en plus peuplé, des solutions innovantes sont nécessaires pour garantir que tout le monde ait suffisamment de nourriture. L’agriculture verticale, qui fait pousser intensivement des plantes à l’intérieur, offre une option prometteuse. Cependant, le principal obstacle à son adoption généralisée est le coût élevé et la demande énergétique de l’éclairage nécessaire à la croissance des plantes. Les scientifiques découvrent que l’ajustement de l’éclairage pour répondre aux besoins spécifiques de chaque culture peut favoriser une croissance plus saine tout en réduisant la consommation d’énergie.
« Le plus grand avantage de l’agriculture verticale est que des aliments sains peuvent être cultivés beaucoup plus près des consommateurs dans des zones où cela serait autrement impossible, comme les mégapoles, les déserts et les régions qui sont froides et sombres pendant une grande partie de l’année », a expliqué le Dr Elias Kaiser, auteur principal d’une étude publiée dans Frontiers in Science. « Le plus grand défi est de gérer les coûts de l’électricité. »
Le contrôle environnemental dynamique rend l’agriculture verticale plus rentable et plus saine.
De nombreux systèmes d’agriculture verticale dépendent de conditions environnementales constantes, ce qui est coûteux à maintenir en raison de la forte consommation d’électricité. Cependant, l’analyse des chercheurs suggère que de telles conditions strictes ne sont pas nécessaires. En utilisant un contrôle environnemental dynamique, l’agriculture verticale peut devenir plus rentable tout en produisant des plantes plus saines.
« Nous avons été inspirés par les rythmes naturels que les plantes présentent à la fois à l’échelle quotidienne et développementale, ce qui nécessite des ajustements réguliers de leur environnement pour une croissance optimale », a expliqué le professeur Leo Marcelis de l’Université de Wageningen, auteur principal de l’étude. « Nous proposons une stratégie qui intègre la physiologie des plantes, des techniques avancées de détection et de modélisation, ainsi que de nouvelles variétés de cultures spécifiquement élevées pour les systèmes d’agriculture verticale. »
Puisque les processus biologiques des plantes sont fortement influencés par des facteurs environnementaux tels que la température, les longueurs d’onde de la lumière et les niveaux de CO₂, le contrôle de ces variables permet aux fermes verticales de diriger le développement des plantes. L’éclairage est particulièrement crucial pour la photosynthèse, et différentes longueurs d’onde affectent diverses plantes de manière différente. De plus, l’éclairage est sensible aux coûts de l’électricité, offrant un potentiel d’améliorations de l’efficacité.
« Les fluctuations des prix de l’électricité peuvent bénéficier aux fermes verticales en utilisant plus d’énergie lorsqu’elle est moins chère », a déclaré Marcelis.
Le modèle d’éclairage intelligent améliore la photosynthèse et réduit les coûts dans l’agriculture verticale.
Les chercheurs ont développé un modèle d’éclairage intelligent qui maintient une photosynthèse stable tout en réduisant les coûts d’électricité. Ils ont constaté qu’un algorithme d’optimisation pouvait diminuer les dépenses électriques de 12 % sans réduire la fixation du carbone en ajustant l’intensité lumineuse. Des tests réalisés sur des plantes à feuilles, comme les épinards, souvent cultivées dans des fermes verticales, n’ont montré aucun effet négatif dû à des variations irrégulières de l’intensité lumineuse.
Cependant, plusieurs défis doivent être relevés avant que l’agriculture verticale puisse jouer un rôle significatif dans la production alimentaire mondiale.
« De nombreuses solutions proposées ont été testées sur des plantes individuelles mais pas à l’échelle de l’ensemble des cultures », a averti Kaiser.
Des ajustements dynamiques du flux d’air, de la température et des niveaux de CO₂ en fonction des besoins des plantes pourraient contribuer à réduire les coûts d’électricité. Toutefois, cela nécessite des capteurs avancés, des modèles et des variétés spécifiquement élevées pour l’agriculture verticale. Ces cultures pourraient privilégier la nutrition et la saveur plutôt que la robustesse et la durée de conservation, tirant parti d’environnements contrôlés et localisés. Plus de recherches sont nécessaires pour équilibrer la qualité des cultures et le rendement.
« Dans les fermes verticales, les conditions de croissance peuvent être contrôlées avec précision, ce qui est crucial pour optimiser le rendement, la qualité et l’efficacité des ressources », a expliqué Marcelis. « Mais des conditions constantes ne sont pas toujours idéales. Une fois que le contrôle dynamique deviendra standard, la consommation d’énergie et les coûts pourront diminuer, augmentant la rentabilité et la durabilité des fermes verticales. »
Lisez l’article original sur : Scitech Daily
Pour en savoir plus : Navigating Economic Stability in Farming: Challenges and Solutions
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