Cultiver des récoltes à partir de l’air : L’aéroponie offre un nouvel espoir pour un monde confronté à la pénurie de terres et d’eau

Avec de nouvelles technologies et conceptions en gestation, les modes d’agriculture prennent également des tournants différents et passionnants. L’une de ces innovations est l’aéroponie, qui signifie cultiver dans l’air dans sa forme littérale la plus simple. 

Dans le contexte précis de l’agriculture, il s’agit d’une technique de culture des plantes dans un environnement de brume riche en nutriments sans nécessiter de sol. 

Selon les estimations des études de marché, il a gagné une traction notable au cours des dernières années, atteignant plus de US$870 millions en 2022 contre US$523,7 millions en 2017. Le taux de croissance indique qu’il deviendra bientôt une industrie mondiale de plusieurs milliards de dollars. 

Plusieurs avantages stimulent la croissance de l’aéroponie, mais le plus important est sa consommation minimale d’eau. Elle nécessite 80 à 90 % moins d’eau que l’agriculture basée sur le sol et peut offrir davantage de plantes en moins de temps que l’agriculture traditionnelle en plein champ. 

De plus, elle ne nécessite pas une grande superficie de terrain pour réaliser une culture significative en volume et en variété. Sa science de la croissance, que nous aborderons en détail, la rend respectueuse de l’environnement avec une empreinte carbone nettement réduite.

Plusieurs entreprises constituent les services fournisseurs, stimulant la croissance et renforçant le leadership de la catégorie, notamment :

• AeroFarms LLC,
• AEssense Corp
• Agrihouse Brands
• Altihouse Farms
• Barton Breeze
• Bifarm Tech
• Biopolus
• Bowery Farming
• CleanGreens Solutions
• Evergreen Farm
• Freight Farms
• Future Growing
• Good Life Growing
• Hexagro Urban Farming
• LettUs Grow
• Living Green Farm
• Neofarms GmbH, and more. 

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La science derrière l’aéroponie

Pour commencer, l’aéroponie ne nécessite pas de sol pour que les produits poussent. Au lieu de cela, les racines suspendues dans l’air sont irriguées par une brume riche en nutriments. En d’autres termes, l’air sert de terre et la brume de source d’eau. 

Pour absorber la brume riche en nutriments, la suspension des racines doit se faire dans une atmosphère entièrement ou partiellement fermée. Cette atmosphère fermée doit être contrôlée climatiquement afin que les racines suspendues reçoivent la bonne quantité de lumière et d’air ainsi que la brume. 

Cultiver dans une atmosphère fermée et contrôlée implique davantage d’oxygène pour les plantes afin de produire de la nourriture et réduit considérablement les risques de parasites et d’autres vulnérabilités qui déciment les plantes. 

Des études montrent que dans l’aéroponie, les plantes ont un accès à 100 % au dioxyde de carbone pour la photosynthèse, entre 450 ppm et 780 ppm. Elle consomme également 70 % moins d’eau que l’hydroponie, la pratique de cultiver des plantes dans une solution nutritive avec ou sans substrat sans sol pour fournir un support physique. 

En aéroponie, des mousses biodégradables couvrent la partie inférieure de la tige d’une plante pour finalement la connecter ou l’insérer dans les ouvertures de la chambre d’aéroponie. Le liquide riche en nutriments est dispersé dans ces chambres par pulvérisation à intervalles automatisés et fréquents.

Innovations dans le domaine de l’aéroponie

Le rôle de la technologie dans l’aéroponie est évident à toutes les phases de son cycle de vie, y compris la modération précise des facteurs environnementaux tels que la conservation de l’eau, l’optimisation de l’espace et le contrôle des parasites et des maladies. 

Pour faciliter nos discussions, nous avons segmenté le rôle de la technologie dans l’aéroponie en quatre axes : capteurs de surveillance de l’environnement, utilisation de l’IoT, des données et de l’IA pour rendre le processus de production plus intelligent, technologie d’amélioration des distributeurs et techniques d’énergie renouvelable. 

Capteurs de surveillance de l’environnement

Ces capteurs surveillent en temps réel de nombreux facteurs environnementaux, notamment la température, l’humidité et les niveaux de nutriments. Ils permettent aux agriculteurs de prendre des décisions éclairées pour améliorer leurs processus. De plus, ces solutions offrent des options d’intégration de systèmes de contrôle automatisés pour s’adapter aux conditions environnementales changeantes.

Utilisation de l’IA, de l’IoT et des données

Ces solutions, souvent mentionnées ensemble sous le terme Industrie 4.0, aident à optimiser l’efficacité de plusieurs manières. Elles peuvent automatiser les tâches répétitives, détecter précocement les maladies des plantes, suggérer des mesures préventives appropriées et analyser de gros volumes de données essentiels à la croissance des plantes.

Technologie pour améliorer les distributeurs

Les technologies liées aux distributeurs jouent un rôle essentiel pour le succès de l’aéroponie. Le rôle des distributeurs en aéroponie est de fournir nutriments et eau aux plantes. Ces distributeurs comprennent des atomiseurs, pulvérisateurs, nébuliseurs, dispersions ultrasoniques, pompes à eau et pompes centrifuges.

Disposer de la meilleure technologie de distributeur garantit que les plantes reçoivent le dosage précis. La technologie de distributeur automatisée aide à réduire le travail manuel et à économiser des ressources.

Techniques d’énergie renouvelable

L’aéroponie est une technique agricole adaptée pour exploiter plusieurs options d’énergie renouvelable et alternative. On peut alimenter les fermes d’aéroponie grâce à des sources d’énergie solaire ou éolienne, réduisant ainsi la dépendance aux réseaux électriques nocifs pour l’environnement. Une utilisation prudente de l’énergie renouvelable peut également être très rentable pour les agriculteurs d’aéroponie lorsqu’ils atteignent une certaine échelle.

Dans un scénario idéal, toutes ces interventions technologiques devraient contribuer de manière optimale à faire de l’aéroponie un choix agricole efficace. 

Cependant, comme l’aéroponie est une technique émergente, encore en pleine évolution, il faudra du temps pour maximiser les retours sur chacun de ces investissements. 

Dans ce contexte, nous devons également nous rappeler qu’il a fallu de nombreuses années de recherche et plusieurs essais et erreurs sur le terrain appliqué pour atteindre le niveau actuel.

Chronologie de l’évolution de l’aéroponie

Le terme aéroponie a près de 70 ans, inventé par F.W. Went en 1957 pour le processus de culture aérienne du café et des tomates. L’entreprise GTi de R.J. Stoner a été la première à fabriquer des appareils d’aéroponie à usage commercial. 

M. Stoner l’a commercialisé sous le nom de Genesis Rooting System. Il est également considéré comme le « père de la technologie aéroponique américaine ». En 2013, Dewey Davidson, un passionné de jardinage depuis longtemps, a breveté le Dewey Mister 2013. 

Depuis, de nouvelles inventions, innovations et concepts technologiques ont permis à l’aéroponie de croître d’année en année pour réaliser son potentiel.

Entreprises transformatrices dans le domaine de l’aéroponie

 1. Aerofarms

AeroFarms a été l’un des acteurs majeurs de ce secteur, présent depuis 2004. Certaines caractéristiques qui l’ont aidé à se démarquer et à établir un leadership de catégorie au cours des deux dernières décennies sont son expertise dans la création d’environnements entièrement contrôlés et sa capacité à travailler avec des configurations biologiques végétales optimisées, des données plus intelligentes et des supports de culture brevetés.

Sa technologie propriétaire a optimisé la croissance des cultures avec 95 % moins d’eau et zéro pesticide. 

Développer des capacités d’aéroponie de pointe chez Aerofarms consiste à créer un espace interdisciplinaire idéal où l’innovation peut prospérer. C’est un espace où l’horticulture croise la génétique, l’ingénierie, la sécurité alimentaire, la science des données, la nutrition, et plus encore.

Aerofarms a cultivé à ce jour plus de 550 variétés différentes de plantes, y compris des légumes à feuilles, des baies, des tomates, et plus encore. 

Fondée par David Rosenberg, Ed Harwood et Marc Oshima et dont le siège se trouve à Newark, New Jersey, États-Unis, Aerofarms est une entreprise entièrement financée avec onze tours de financement à ce jour. Elle compte treize investisseurs au total, dont cinq investisseurs principaux. La ferme a levé plus de 70 millions de dollars le 28 septembre 2023. 

2. LettUs Grow

LettUs Grow a été un autre leader de catégorie dans ce secteur, avec son équipe d’ingénieurs travaillant avec des concepteurs de serres à l’échelle de l’hectare pour développer la prochaine percée dans l’Agriculture en Environnement Contrôlé (CEA), connue sous le nom de Bancs roulants aéroponiques.

Cette innovation de pointe, avec les offres d’aquaponie sans buse brevetées de LettUs Grow, entraînera des niveaux d’efficacité de culture fortement améliorés et un rendement supérieur avec une consommation d’eau considérablement réduite.

Les bancs brevetés seront disponibles sous des formats modulaires, évolutifs et faciles à installer. Ils seront applicables à un portefeuille diversifié de cultures, conçus pour s’intégrer universellement aux serres commerciales à couche unique et aux piles de cultures intérieures.

L’entreprise affirme que le déploiement de ces solutions peut augmenter les rendements jusqu’à 20 % pour les producteurs commerciaux avec une consommation d’eau bien moindre comparée à l’hydroponie.

Fondée par Ben Crowther, Charlie Guy et Jack Farmer et dont le siège est à Bristol, Royaume-Uni, LettUs Grow est une startup de série A. Elle a réalisé six tours de financement à ce jour. Lors de son dernier tour de financement, elle a levé 2,5 millions de livres sterling le 23 mars 2023.

3. Barton Breeze

Barton Breeze, autre nom de premier plan dans l’aéroponie, a déjà prouvé son efficacité sur plus de 800 000 pieds carrés de fermes automatisées en Inde, avec plus de soixante variétés de plantes cultivées, générant plus de 1 450 000 kilogrammes de nourriture chaque année.

Le Forum économique mondial a reconnu les efforts de Barton Breeze dans un rapport du 22 mars 2022 pour avoir déjà 10 hectares de fermes verticales en culture, produisant 3 250 tonnes de cultures provenant de plus de 65 variétés différentes.

L’entreprise levé 66 millions de roupies indiennes lors de son tour de financement seed le 28 février 2023. Barton Breeze a son siège à Gurgaon, Haryana, Inde. Elle est en activité depuis 2018.

4. Cultivation du safran en aéroponie

Dans un autre cas, une startup indienne unique de Gandhinagar, dans l’État du Gujarat, a développé une méthode authentique de culture du safran grâce à l’aéroponie. Elle est unique car elle cultive une plante traditionnellement adaptée à un climat plus frais dans l’atmosphère chaude et sèche de l’État.

La startup a été fondée en décembre 2021 par Sahil Ninama et Mayank Dabhi et a été incubée au Swarnim Incubation Center de Swarnim Startup and Innovation University.

Non seulement la startup a résolu les défis liés au climat, mais elle a également assuré que la culture soit possible quatre fois par an à un quart du coût de production traditionnel. Les fondateurs affirment également n’avoir constaté aucune détérioration de la qualité, même avec des niveaux de production accrus.

Le scénario commercial de l’aéroponie : un contexte mondial

A rapport publié par le Forum économique mondial estime que l’aéroponie pourrait devenir une véritable alternative mondiale à la culture traditionnelle. Puisqu’elle permet aux cultures de pousser sans sol et avec une utilisation minimale d’eau, elle offre de l’espoir aux régions arides où la culture par les moyens connus est difficile.

Le Forum économique mondial a souligné l’utilité de l’aéroponie dans un pays comme la Jordanie, entre autres, où l’eau est rare et les fermes consomment plus de 52 % de l’approvisionnement en eau du pays. Reconnaissant cet intérêt croissant pour les méthodes d’agriculture durable à l’échelle mondiale, une enquête a identifié plus de 110 startups d’entreprises aéroponiques en Amérique du Nord et du Sud, en Europe, au Moyen-Orient et en Inde.

Aéroponie : opportunités et défis

En termes d’opportunités, l’aéroponie nécessite une infrastructure modérée. Tout ce dont elle a besoin est une source lumineuse pour permettre aux plantes de photosynthétiser et stocker de l’énergie, un support semblable à un tissu pour séparer les plantes de leurs racines et leur offrir un soutien à la croissance, et une brume riche en nutriments dans la chambre de solution pour que les systèmes racinaires l’absorbent.

Comme l’aquaponie fonctionne en recyclant la solution nutritive, elle ne gaspille pas d’eau. Cependant, elle nécessite toujours de l’électricité pour faire fonctionner les pompes et l’éclairage artificiel afin d’aider les plantes à pousser.

Pour que l’aéroponie prospère réellement, la formation et l’éducation des agriculteurs sont indispensables. L’agriculteur doit continuellement se former pour suivre un secteur en pleine innovation et l’avènement de nouvelles technologies. L’un des domaines où la formation est indispensable est la manière de garder le système propre.

En somme, le succès en aéroponie repose sur la gestion efficace d’une combinaison de facteurs. Une mauvaise gestion d’un seul d’entre eux pourrait faire échouer l’ensemble du système. 

L’aéroponie doit également disposer d’une structure robuste qui assure un approvisionnement adéquat en lumière et en air, notamment pour les parties exposées des plantes.

L’aéroponie, fonctionnant à travers deux composants majeurs, les racines et la canopée, dépend également en partie de l’hydroponie. Ainsi, tout agriculteur souhaitant exploiter l’aéroponie doit posséder une connaissance adéquate de l’hydroponie. Par exemple, l’aéroponie doit disposer d’un système de secours pour fournir les nutriments nécessaires aux plantes si le système existant échoue.

Une pompe à diaphragme haute pression (80 psi) est utilisée en aéroponie haute pression pour fournir les nutriments aux racines via des buses de brume de 20 à 50 mm. Une telle connaissance de contingence est nécessaire pour gérer avec succès une ferme d’aéroponie.

Cela ne peut provenir que d’une formation et d’une éducation holistiques sur le fonctionnement de la culture pour diverses plantes et cultures dans des circonstances variées.

Aéroponie : ce que l’avenir réserve

La population de la planète augmente rapidement, et la demande alimentaire augmentera également. Selon les estimations des Nations Unies, la population mondiale devrait atteindre près de 11 milliards d’ici 2100.

L’approvisionnement en eau naturelle et en terres ne peut pas croître proportionnellement, car ce sont des ressources limitées similaires aux combustibles fossiles. Les méthodes agricoles traditionnelles consomment près de 70 % de l’eau mondiale. Si cette tendance se poursuit, on prévoit que près de 2 milliards de personnes vivront dans des zones sous stress hydrique d’ici 2025.

L’aéroponie a déjà émergé comme une solution à ces défis. Selon les chiffres publiés par AeroFarms, ses techniques ne nécessitent que 1% du terrain qui aurait été nécessaire en agriculture conventionnelle. La ferme estime que l’aéroponie pourrait être 390 fois plus efficace dans l’utilisation des terres pour produire le même volume de cultures, permettant jusqu’à 26 récoltes chaque année.

Mais l’aéroponie ne réalisera son véritable potentiel que si elle offre une véritable évolutivité. Pour devenir un système complémentaire à l’agriculture conventionnelle, elle devra pouvoir être appliquée avec succès à de nombreuses autres zones afin de correspondre au volume de production dont notre planète a besoin.

Avec les innovations en plein essor, la possibilité d’avoir l’aéroponie comme alternative viable à l’agriculture basée sur la terre n’est plus une réalité lointaine.

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