Imaginer des solutions pour accompagner des agricultures et des territoires en transitions
En à peine un siècle, la population de la planète aura quadruplé, passant de 2 milliards d’individus au début des années 1930 à 8 milliards dans les années 2025. D’ici à 2050, la population de l’Afrique devrait doubler et la demande alimentaire mondiale augmenter de +50%. Parallèlement, les ressources naturelles s’épuisent, les sols voient leurs surfaces se réduire et leur fertilité se dégrader, sous l’ensemble des pressions qui s’exercent (artificialisation, érosion, contaminations, usages intensifs...).
De plus, en 2025, 63% de la population mondiale devrait être impactée par un stress hydrique ou une pénurie d’eau. La préservation des milieux et des ressources est donc au cœur des objectifs de développement durable de l’ONU. A cette situation sociétale et environnementale s’ajoute le dérèglement climatique, qui impacte les productions alimentaires et plus largement agricoles avec les conséquences que l’on connait sur l’ensemble de la planète. Dans ce contexte, Recherche & Innovation sont des leviers incontournables pour mener les défis des transitions agroécologiques, alimentaires et énergétiques auxquels nos sociétés sont confrontées.
L'agriculture indoor répond à 3 enjeux majeurs :
- Souveraineté
- Ressources
- Qualité
Un centre d'innovation et de recherche pour mieux comprendre et mieux gérer
Un complexe R&D global jusqu'au champ
Depuis 2016, UniLaSalle développe, sur son campus de Rouen, un ensemble de technologies au bénéfice de la production végétale, offrant l’ensemble des conditions nécessaires à l’évaluation de nouvelles pratiques agroécologiques. En plus du Indoor Farming Research Center (165 m2), la station Normand Serre (600 m2) permet grâce à ses serres contrôlées, de réaliser des études en sols.
390m² de laboratoires de Recherche et de plateformes technologiques permettent également la caractérisation des sols, des plantes, de la biodiversité et la compréhension des mécanismes d’interaction sol / plantes / microorganismes pour des productions agroécologiques associées.
3 espaces technologiques modulables (3x20 m2) équipés de dispositifs permettant de maîtriser les milieux de cultures, la nutrition et l’irrigation, combinés à des stations de phénotypages racinaires et aériens, permettant le suivi des croissances des productions.
Un data modeling center vient compléter le dispositif pour valoriser les données et les référentiels obtenus.
De la recherche fondamentale à la recherche appliquée
- Tester les variétés et les environnements
- Comprendre les déterminants de la croissance
- Optimiser la production de biomolécules
- Innover pour répondre à des besoins ciblés
- Proposer des itinéraires et des modèles économiques
Cosmétique / Pharmacie / Bien-être
- Domestiquer des plantes sauvages et des plantes à fleurs muettes
- Sécuriser des approvisionnements
- Améliorer la production de biomolécules par les plantes
Des enjeux pour les consommateurs, les filières et pour la science
Aujourd’hui, les consommateurs en quête de sens, de naturel, de produits de qualité et/ou biologiques, souhaitent un minimum d’ingrédients d’origine pétrochimique dans leurs produits cosmétiques et leurs parfums, et poussent les producteurs d’ingrédients à innover. Cependant, les matières premières végétales nécessaires pour ces filières sont impactées non seulement par l’artificialisation des sols mais également par les aléas climatiques. Au-delà des plantes cultivées, les récoltes de plantes sauvages sont tout particulièrement affectées par ces évolutions donc aussi les quantités de principes actifs qui en sont extraites.
L’agriculture indoor est alors une réponse possible pour une production maîtrisée de matériel végétal permettant de fournir les laboratoires en matière première de qualité et répondant aux attentes réglementaires.
Une diversité de productions à investiguer
L’agriculture indoor permet de sécuriser la quantité et la qualité des matières premières, la domestication de plantes sauvages (myrtille, arnica, camomille, immortelle, …) ou encore de fleurs muettes (ex : muguet, lys, lilas, freesia, …), ou enfin l’optimisation de variétés adaptées à des besoins ciblés (ex : fleurs gustatives vs fleurs ornementale).
Toutefois, tous ces potentiels méritent un investissement profond en R&D pour comprendre, maîtriser et optimiser le déterminisme des caractéristiques de ces productions, l’influence des conditions de culture (milieux de croissance, température, hygrométrie, luminosité…) sur les qualités résultantes des productions végétales (le rendement, le goût, les molécules d’intérêt médicinal…).
Alimentation / Nutrition / Santé
- Produire localement plus de variétés
- Cibler des propriétés organoleptiques et nutritionnelles
- Proposer des alternatives à des produits de 4e gamme
Des enjeux pour les consommateurs, les filières et pour la science
Aujourd’hui, les consommateurs attendent une diversité de produits de qualité nutritionnelle et sanitaire, et respectant les valeurs du développement durable et de la responsabilité sociétale. Ainsi sont privilégiés les produits locaux, frais et accessibles toute l’année, les systèmes de productions sans pesticides et plus globalement à faible impact environnemental.
L’agriculture indoor, et en particulier l’hydroponie, devrait permettre d’amener des réponses à ces attentes des consommateurs. Par ailleurs ces nouvelles technologies pourraient permettre de soulager la pénibilité du travail, offrir des alternatives à des produits de type 4e gamme, envisager de valoriser des variétés à haute valeur ajoutée (HVA)...
Une diversité de productions à investiguer
La place de la naturalité de l’alimentation / nutrition et de La sécurité sanitaire dans la santé sont essentielles.
Les modèles indoor ont déjà fait leur preuve en termes de fraicheur et de goût sur des productions telles que les jeunes pousses et les plantes aromatiques. D’autres productions spécifiques méritent d’être développées pour leurs intérêts gustatifs ou nutritionnels (ex : les fruits rouges, la mangue, le poivre, les lentilles ou les arachides, …).
Environnement et durabilité
- Zéro pesticide
- Moins de CO2 (transport et réfrigération)
- Moins d'eau utilisée (70% à 90%)
- Optimisation des surfaces artificialisées et revalorisation des surfaces non productives
Des enjeux pour les consommateurs, les filières et pour la science
Aujourd’hui, les citoyens, conscients de l’importance des ressources naturelles, désirent les préserver, au bénéfice notamment des générations futures. En France, les terres agricoles n’occupent plus que 51% du territoire national, c’était 60% dans les années 60.
Par ailleurs, l’utilisation des engrais et produits chimiques doit être réduite. La culture verticale permet d’utiliser des surfaces artificialisées et de revaloriser des surfaces non productives. Par ailleurs, par une composition précise et minutieuse des nutriments, les plantes cultivées indoor reçoivent directement tout ce dont elles ont besoin pour leur bon développement.
De plus, les volumes peuvent être produits localement en fonction des besoins, réduisant ainsi les émissions dues au transport et à la réfrigération des aliments. Enfin, la consommation d’eau est réduite de 70 à 90%.
Une diversité de productions à investiguer
Des approches technologiques sont à tester en agriculture indoor pour garantir des performances agronomiques et environnementales :
- Les conditions agronomiques à paramétrer pour optimiser qualité production et rendement (choix des LEDs, des capteurs, …)
- L’effet des paramètres de culture sur la production des métabolites secondaires (stress hydrique, température, …)
- L’influence d’écosystèmes microbiens sur les propriétés organoleptiques des plantes (goût, terroir, AOP)
Exemple et typologie de livrables
Tous ces potentiels méritent un investissement profond en R&D pour comprendre, maîtriser et optimiser le déterminisme des caractéristiques de ces productions, les relations conditions de culture (milieux de croissance, température, hygrométrie, luminosité…) et les qualités résultantes des productions végétales (le rendement, le goût, les molécules d’intérêt cosmétique ou médicinal…).
Les connaissances ainsi acquises permettront d’établir des recettes optimisées selon les besoins des entreprises et des consommateurs. Ces recettes aux intérêts multiples devront répondre aux cahiers des charges des filières de productions.
Pour chacune de ces filières nombres de questionnements seront adressés tels que :
- Evaluation de la performance agronomique de milieux nutritifs et conséquences sur les qualités gustative et nutritionnelle
- Evaluation de systèmes lumineux sur les performances agronomiques et énergétiques
- Caractérisations de profils en métabolites secondaires à intérêt pharmacologique et cosmétologique
- Sélection de variétés adaptées et étude de stabilité en culture indoor
- Production et extraction d’arômes...
Cette typologie de livrables loin d’être exhaustive illustre la nature des travaux qui seront envisagés, suivis et évalués chaque année par le comité scientifique opérationnel.
Contacts
- Karine LAVAL, directrice Recherche & Développement d'UniLaSalle
- Claude SAINT-JORE DUPAS, Chargée de Recherche - Titulaire de la chaire Indoor et Résiliences
