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Edito : Comment faire face, avec intelligence, au réchauffement climatique ?

Selon des travaux récents de l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO), il faudra augmenter de 70 % la production alimentaire dans les trente-cinq prochaines années afin de nourrir les neuf milliards d’humains que comptera la planète en 2050, contre sept milliards aujourd’hui. Reste que cette équation alimentaire doit intégrer une nouvelle inconnue d’un poids considérable : le réchauffement climatique global. 

Aujourd’hui, la part de la population mondiale affectée par la malnutrition est descendue à 11 % de la population mondiale (805 millions de personnes), contre 18,5 % il y a 25 ans. Mais selon le Programme des Nations unies pour le développement (PNUD), d’ici à 2080, ce sont 600 millions de personnes supplémentaires qui pourraient retomber dans l’insécurité alimentaire sous l’effet du changement climatique et, comme le souligne Ali Abdou Bonguéré, coordinateur national du réseau Climat et développement au Niger, « En Afrique  subsaharienne et en Asie du Sud-Est, l’agriculture est le moyen de subsistance de 80 % de la population ».

Le cinquième rapport du Groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (GIEC), rendu public en novembre 2014, a mis en lumière les effets dévastateurs que le changement climatique en cours risque d’avoir sur tous les aspects de la sécurité alimentaire. A commencer par la quantité d’aliments produite : sans réel effort d’adaptation, les rendements des grandes cultures (blé, riz, maïs…) pourraient diminuer de 2 % par décennie. Or, ces baisses de la productivité, qui sont déjà  visibles y compris dans les régions tempérées, seront plus sensibles dans les zones tropicales, les plus exposées au changement climatique et déjà touchées par l’insécurité alimentaire.

Cette baisse prévue des rendements de certaines denrées de première nécessité, à laquelle s’ajouteront les pertes de cultures causées par des événements météorologiques extrêmes plus fréquents et plus intenses, fait peser un risque de hausse et de volatilité croissante des prix alimentaires. Une étude de l’ONG Oxfam, publiée fin 2012, soulignait que le prix moyen des denrées de base (maïs, blé, riz) pourrait plus que doubler au cours des vingt prochaines années par rapport aux prix observés en 2010 ; entre un tiers et la moitié de cette augmentation serait causée par le changement climatique. Or, comme le souligne à juste titre cette étude, « La sécurité alimentaire n’est pas uniquement une question de niveau de production agricole, c’est d’abord une question de répartition et d’accès à la nourriture ».

Mais une nouvelle étude publiée il y a quelques jours par des chercheurs de l’université d’Oxford et intitulée « Effets du changement climatique sur la production alimentaire mondiale » mérite cette semaine tout notre attention. Certes, on savait déjà que le changement climatique en cours s’accompagnait d’une sensible augmentation du nombre d’événements climatiques extrêmes - sécheresses, inondations, ouragans, cyclones, tsunamis - et menaçait la sécurité alimentaire, en entraînant une baisse des rendements agricoles. Mais pour la première fois, une étude a tenté d’évaluer les effets du changement climatique sur l’équilibre nutritionnel (voir The Lancet). « Jusqu'à présent, de nombreuses recherches se sont penchées sur la sécurité alimentaire, mais peu se sont concentrées sur les effets plus larges en matière de santé de la production agricole », souligne Marco Springmann, de l'Université d'Oxford, qui a dirigé ces travaux.

La production agricole et l’offre alimentaire disponible ont en effet aussi un impact sur la composition des repas. « Notre étude montre qu’une baisse, même modeste, de la nourriture disponible par personne peut entraîner d’importantes modifications dans l’équilibre des régimes alimentaires et avoir de fortes répercussions sur la santé des gens », souligne le Docteur Marco Springmann.

Ainsi, sans mesures immédiates de réduction des gaz à effet de serre, le changement climatique pourrait entraîner, en moyenne, une baisse de la disponibilité alimentaire de 3,2 % par personne, soit 99 kilocalories par jour. Cela aurait pour effet de réduire de 4 % (14,9 grammes par jour) la consommation de fruits et légumes, et de 0,7 % (0,5 g par jour) celle de viande. Au final, cette étude prévoit que la seule baisse de la consommation de fruits et légumes, et donc de vitamines, pourrait provoquer 534 000 morts supplémentaires par an dans le monde en 2050.

L’ampleur de ces effets du changement climatique risque évidemment d’être très variable selon les régions. Les pays à bas revenus et revenus intermédiaires seront très probablement les plus affectés, en particulier ceux d’Asie du Sud-Est, une région particulièrement vulnérable aux dérèglements climatiques. Près des trois quarts des décès surviendraient en Chine et en Inde et, selon ces travaux, la consommation réduite de fruits et légumes pourrait faire deux fois plus de morts que la sous-alimentation. 

L'étude souligne que si aucune mesure n'est prise pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, le changement climatique pourrait réduire « d'environ un tiers » l'amélioration prévue de la quantité de nourriture disponible d'ici à 2050. En revanche, le fait de limiter les émissions de gaz à effet de serre pourrait diminuer le nombre de morts de 29 % à 71 % selon les scénarios et dans un scénario sans changement climatique, l'accroissement du volume de nourriture disponible et de la consommation pourrait empêcher 1,9 million de décès.

Ces prévisions sont à rapprocher du dernier rapport de l'ONU, publié fin 2015, qui indiquait que, dans ces 20 dernières années, les catastrophes climatiques ont tué plus de 600 000 personnes et fait plus de 4,1 millions de blessés et de sans-abri. La très grande majorité de ces décès (89 %) ont été enregistrés dans des pays à faibles revenus et ont entraîné des pertes financières évaluées à 1,9 milliard de dollars (1,8 milliard d'euros). D'après le rapport, qui se penche uniquement sur ces vingt dernières années, "les catastrophes climatiques sont de plus en plus fréquentes, du fait surtout de l'augmentation soutenue du nombre d'inondations et de tempêtes et cette tendance devrait s’accentuer dans les décennies à venir".

Les inondations ont représenté à elles seules 47 % des catastrophes climatiques (entre 1995 et 2015) et affecté 2,3 milliards de personnes, dont l'immense majorité (95 %) en Asie. Bien que moins fréquentes que les inondations, les tempêtes ont été les catastrophes climatiques les plus meurtrières, avec 242 000 morts. En 2013, le Conseil norvégien pour les réfugiés, une institution indépendante, a estimé à 22 millions le nombre de "réfugiés climatiques" dans le monde, un nombre qui aurait triplé en 30 ans et, selon l’ONU, ces réfugiés climatiques pourraient être 250 millions en 2050, si nous ne parvenons pas à lutter plus efficacement contre le changement climatique sans précédent en cours.

On imagine sans peine les tensions et les conflits que risquent de provoquer de tels déplacements de populations qui vont immanquablement s’accompagner d’une paupérisation des personnes concernées et d’une régression en termes de sécurité alimentaire. Pour autant, ce sombre scénario n’a rien d’une fatalité et nous pouvons l’éviter, à condition de repenser complétement deux des variables essentielles de toute société humaine : la production agricole et la production d’énergie.

En 2013, La production mondiale de viande a atteint environ 300 millions de tonnes et elle a triplé en 50 ans selon l’Ifpri ; celle de poissons a atteint 158 millions de tonnes et a augmenté de 50 % en 50 ans. Il faut également souligner que, pour la première fois en 2012, la quantité de nourriture provenant des élevages piscicoles a dépassé la quantité de viande bovine d’élevage. 66 millions de tonnes de poissons d’élevage ont été produits contre 63 millions de tonnes pour la viande de bœuf. Quant à la production mondiale de céréales, elle a dépassé les 2,5 milliards de tonnes en 2014 (selon la FAO) et a triplé depuis 50 ans, une performance d’autant plus remarquable que, dans le même temps, la surface cultivée moyenne par habitant dans le monde a été divisée par deux, passant de 0,4 à 0,2 hectare…

Soulignons également que la production mondiale d’algues est passée, selon la FAO, de 2 millions de tonnes en 1970 à plus de 25 millions en 2013, 90 % de cette production provenant de l’algoculture. Si 60 % de ces algues sont utilisées par l’industrie pharmaceutique, 40 % se retrouvent dans notre alimentation, sous différentes formes.

Parmi ces nombreuses variétés d’algue, l’une d’entre elles est particulièrement intéressante pour l’alimentation humaine : la spiruline. Cette algue renferme environ 60 % de protéines d’excellente qualité et contient, outre de nombreuses vitamines et sels minéraux, tous acides aminés dont a besoin notre organisme. Son pouvoir nutritif est tel que la consommation d'une dose quotidienne de 1 à 3 grammes de spiruline pendant 4 à 6 semaines suffit à guérir un enfant souffrant de malnutrition grave. La culture de la spiruline présente en outre l’avantage d’avoir un excellent rendement et de ne pas requérir de surfaces trop importantes. Dans une ferme cultivant la spiruline, le rendement annuel est en effet de 9 tonnes de protéines à l'hectare, contre 1 tonne pour le blé ou le soja. La production mondiale de spiruline est passée en 30 ans de 500 à 6000 tonnes par an.

Certains chercheurs ont calculé que, pour fournir aux 200 millions d’enfants du monde souffrant de malnutrition l’apport protéique dont ils ont besoin, il suffirait de produire, au niveau mondial, environ 400 000 tonnes de spiruline par an, ce qui ne représenterait que 45 000 hectares de surfaces cultivées, soit 0,2 % de la surface cultivée en France… 

Mais, s’agissant de la raréfaction de l’espace agricole disponible dans le monde, il faut rappeler que celui-ci doit être relativisé, comme l’ont montré les travaux de Laurence Roudart, chercheuse reconnue au niveau international de l’Université libre de Bruxelles. Cette scientifique souligne que sur les 13,4 milliards d'hectares de terres émergées sur notre planète, environ 30 % sont considérées comme cultivables sans qu'il soit besoin d'irriguer. Or, sur ces 4,2 milliards d'hectares, 60 % ne sont pas cultivés, soit environ 2,5 milliards d'hectares, ce qui est considérable. Il reste donc 970 millions d’hectares potentiellement disponibles pour l’agriculture (Voir La Recherche).

Sur cette surface, même en étant volontairement très prudents et en prenant en compte les extensions urbaines, les infrastructures, la protection des forêts et des zones protégées et les surfaces importantes à prévoir pour les biocarburants, cette chercheuse estime qu’il est tout à fait possible de récupérer 590 millions d'hectares cultivés supplémentaires, ce qui suffit  largement, sans révolution agronomique majeure, à assurer une production alimentaire suffisante aux deux milliards d’humains supplémentaires qui peupleront notre planète en 2050 (Voir étude Etude).

Il n’est donc pas exact d’affirmer que la production agricole mondiale est vouée inexorablement au déclin, du fait d’une pénurie de terres agricoles exploitables. Paradoxalement, alors que la surface agricole mondiale ne cesse d’être rognée par l’urbanisation, il existe une réserve de terres agricoles non utilisées ou sous-exploitées tout à fait considérable et largement suffisante pour nourrir la planète, même avec 9 milliards d’humains.

Mais justement, l’impact prévisible du changement climatique sur les rendements agricoles va obliger l’ensemble de nos sociétés non seulement à mobiliser toutes ces surfaces agricoles potentielles mais également à les exploiter avec intelligence en systématisant le concept d’agroénergie, c’est-à-dire la production conjointe, synergique et circulaire de produits agricoles issus de l’agriculture durable et d’énergies renouvelables, faiblement émettrices ou neutres en CO2.

Partout dans le monde, les expériences de production agroénergétique se développent et se multiplient, en utilisant et en combinant les récentes avancées technologiques. Aux États-Unis par exemple, des chercheurs de l'université d'État du Michigan ont mis au point un nouveau type de concentrateur solaire transparent, capable de générer de l'énergie tout en laissant passer la lumière. Le système, peu coûteux à produire, est composé de molécules organiques spécifiquement conçues pour absorber certaines longueurs d'onde du spectre lumineux, comme les rayons ultraviolets et proche infrarouges. Pour l’instant le rendement énergétique de ces cellules solaires transparentes reste faible mais ces chercheurs pensent atteindre les 5 % vers 2020, ce qui permettrait alors d’utiliser ce nouveau type de panneaux solaires pour couvrir de vastes surfaces agricoles et faire ainsi d’une pierre deux coups en en utilisant les terres cultivées pour produire de l’électricité à faible coût.

Une autre voie très prometteuse est celle de l’agriculture hors-sol urbaine. Dickson Despommier, professeur de sciences environnementales et de microbiologie à l’Université Columbia de New York, fut l’un des premiers à formaliser le concept en 1999. Ce chercheur original a conçu au fil des années un projet de ferme verticale de 30 étages, qui pourrait suffire à nourrir 30 000 personnes, avec un rendement moyen 5 fois supérieur à celui de l’agriculture traditionnelle.

En septembre 2015, la plus grande ferme aéroponique du Monde a ouvert ses portes à Newark dans la banlieue de New York. D’une superficie de 6500 m², cette ferme high tech, largement inspirée des travaux pionniers de Despommier, utilise les techniques d’aéroponie qui consistent à nourrir les plantes en vaporisant eau et nutriments sur les racines et les feuilles. « Depuis dix ans, nous avons développé des algorithmes de croissance de plus de 250 légumes, si bien que nous pouvons prévoir et gérer en temps réel tous les besoins en lumière, eau et nutriments d’une grande variété de plantes, de fruits et de légumes », souligne Marc Oshima, co-fondateur d’AeroFarms.

Dans cette ferme urbaine high-tech utilisant des robots et des logiciels sophistiqués de prévision, il est possible d’atteindre et de maintenir des rendements record tout au long de l’année. L’arrivée à maturité des légumes prend en moyenne deux semaines, ce qui autorise entre 20 et 25 récoltes par an. Autre avantage considérable de ce nouveau mode de culture : la consommation d’eau est réduite de 95 %, les engrais et pesticides ne sont plus nécessaires et les nutriments non utilisés sont entièrement recyclés. Quant à la quantité d’énergie requise au bon fonctionnement global de ce système de production agricole, elle peut être en partie fournie par des sources d’énergie renouvelable (énergie solaire, pompe à chaleur, bio gaz) et surtout elle est largement compensée par le fait que cette production agricole à haut rendement est réalisée en pleine ville, donc à proximité immédiate des consommateurs, ce qui réduit considérablement le coût énergétique lié à la logistique et au transport. La ferme de Newark devrait produire 1000 tonnes de choux et salades par an.

Philips a pour sa part imaginé un concept permettant à chacun d’installer sa propre mini-ferme et de produire de la nourriture, de l’eau filtrée et du gaz 100 % naturel. Cet écosystème particulièrement ingénieux, baptisé « Biosphere Home Farming » fonctionne uniquement avec de l’eau, des déchets organiques et la lumière du soleil. Ses cinq niveaux accueillent différents types de culture et d’élevage qui forment un ensemble cohérent et autosuffisant : plantes et herbes aux 1er et 2e niveau pour fixer le CO², algues au 3e pour filtrer l’eau et fournir l’oxygène aux poissons et crevettes du 4e, et déchets de cuisine au 5e. Là encore, ce complexe agroénergétique permet de récupérer le méthane généré par la décomposition des déchets organiques pour générer de la chaleur et permettre l’éclairage nocturne de l’ensemble.

Il faut également évoquer le projet de Forward Thinking Architecture, conçu et développé par l’architecte Javier Ponce. Ce concept de ferme solaire flottante, qui combine agriculture et pisciculture est également très intéressant car il ne se pose pas en opposition à l'agriculture traditionnelle mais veut offrir des solutions novatrices pour relever le défi d’une production énergétique et agricole durable et écologique intégrée au tissu urbain.

Les concepteurs de ce projet ont calculé que cette ferme agroénergétique flottante, d’une superficie de 200 mètres sur 350, devrait pouvoir produire environ 8000 tonnes de légumes et 1700 tonnes de poisson par an. Mais surtout ce type de ferme, en consommant peu d’eau et d’énergie et en s’affranchissant largement des conditions climatiques, pourrait devenir le moteur d’une nouvelle économie agricole extrêmement souple, diversifiée et durable.

En France, la commune d'Ortaffa, en Languedoc-Roussillon, a mis en place depuis septembre 2013 un parc solaire tout à fait novateur dans lequel s'insèrent des activités agricoles : vignes, ruches, pâtures à moutons. Ce projet a été conçu et mis en œuvre avec les agriculteurs et éleveurs de la région. Au lieu d’être regroupé sur un site unique, ce parc, implanté sur un terrain à faible valeur agronomique, comporte 300.000 panneaux photovoltaïques ; il a été réparti sur 10 parcelles de 21 hectares au total.

Sous les panneaux solaires, la culture des plantes fourragères a été privilégiée, ce qui permet aux moutons de pâturer librement. Mais d’autres parcelles sont majoritairement peuplées de plantes mellifères qui vienne alimenter des ruches situées à proximité. Le parc solaire produit chaque année assez d’électricité pour satisfaire la consommation domestique de 15 000 habitants, tout en évitant l'émission de plus de 10 000 tonnes de CO2 dans l'atmosphère.

En matière de recherche, notre pays se distingue également avec un projet de serres agricoles révolutionnaires lancé en 2013 par le centre Agrobiotech de l'Inra Sophia et le groupe aixois Sunpartner. Ces serres futuristes visent à optimiser la culture des végétaux en utilisant de façon intelligente le contrôle des flux et des types de rayonnements solaires pour optimiser les cultures, tout en assurant la production de chaleur et d’électricité. "Nous étions à la recherche d’un partenaire qui, contrairement aux options actuelles de serres photovoltaïques, comprend et valorise les synergies indispensables entre la production agricole et la production d’énergie solaire, jusque dans leurs enjeux socio-économiques", précise Christine Poncet, directrice adjointe de l’Institut Sophia Agrobiotech. 

Mais les villes de demain, à côté des fermes urbaines verticales et des serres agroénergétiques iront peut-être encore plus loin dans l’intégration de la production agricole. Les architectes Pierre Sartoux et Augustin Rosensthiel ont ainsi conçu un projet de « Tour vivante » qui verra peut-être le jour à Rennes. L’idée est de construire un ensemble urbain regroupant 11 000 m² de logements, 8 600 m² de bureaux et un espace de production agricole prévu pour récolter 63 tonnes de tomates, 9 tonnes de fraises et 40 000 pieds de salade par an. Comme il se doit, ce complexe urbain est prévu pour être totalement autonome sur le plan énergétique grâce à ses 4 500 m² de cellules photovoltaïques, ses éoliennes urbaines et son système sophistiqué de récupération de chaleur.

Les enfants qui naissent aujourd’hui connaîtront un monde dont 80 % des 9 milliards d’habitants vivront en milieu urbain et devront faire face, quels que soient les efforts que l’humanité parviendra à accomplir, à un inévitable changement climatique dont les effets sont déjà perceptibles dans nos vies quotidiennes et dont personne ne peut encore prévoir l’ampleur et les conséquences globales sur nos sociétés.

Pour relever cet immense défi et s’adapter à ce nouvel environnement profondément différent de ce qu’il a connu depuis la naissance des grandes civilisations, l’Homme devra accomplir cette double révolution : apprendre à produire de manière circulaire synergique et durable sa nourriture et son énergie et organiser cette production diversifiée d’une manière totalement décentralisée et intégrée aux autres activités humaines. C’est à ces conditions que nous parviendrons à transmettre aux générations futures, sans renoncer à l’idéal de progrès économique, scientifique et humain issu des Lumières, une Terre non seulement vivable mais peut-être plus équitable.

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

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  • Lesage

    18/03/2016

    Pour sauver la planète, il faudrait réduire la population.
    C'est la surpopulation qui est à la base de tous les problèmes : pollution, dilapidation des ressources, conflits, manque d'espace, disparition des espèces, etc.
    Malheureusement, on entendra jamais les politiques dire "faites moins d'enfants".
    Il ne reste plus à la planète qu'à régler elle-même ce problème avec une grosse catastrophe...

  • Remy.B

    21/03/2016

    Bonjour M.TRÉGOUËT,

    Tout d'abord je tiens a vous dire que j’apprécie énormément vos article, actuellement en thèse de doctorat dans le domaine de l'énergie solaire. Je suis comme vous fasciné par les sciences et les nouvelles technologies, mais aussi sensible à la question écologique. Vous effectuez une veille technologique de qualité, bien sourcé, et toujours traité avec un optimisme revigorant et nécessaire. Pour ces raisons je vous remercie.

    La question que vous soulevez "serons nous capable de nourrir le monde ?" est malheureusement une question d'actualité depuis longtemps déjà, et qui comme vous le dite, va devenir de plus en plus préoccupante. A travers cet article, vous listez plusieurs "technologies" susceptible d'apporter une solution à ces problèmes, notamment la ferme aéroponique de Newark.

    Si vous le permettez, j'aimerai apporter une autre vision plus personnelle. J'ai l'intime conviction que rien n'est plus high-tech que la nature. Elle profite de centaines de millions d'années d'optimisation. Pour un résultat complexe, tissé de l'interaction de milliers d'organismes et créer un système qui fonctionne a l’énergie solaire, infiniment renouvelable, qui ne produit aucun déchets.

    Ainsi j'ai du mal a concevoir que la solution proposé à la ferme de Newark, qui consiste à retirer la terre, le soleil et la vie de l'agriculture. Soit réellement une solution écologique et durable. Je ne remet pas en cause certains avantages : rendement, occupation des sols, consommation d'eau, proximité de la ressource. Mais il me parait aussi essentiel d'en lister certains inconvénients que l'ont retrouve déjà dans l'agriculture conventionnelle. Dépendance des "agriculteur?" aux firmes qui produiront les solutions enrichie ou les semis, qualité gustatives de ce genre de fruits/légumes, sélection d'espèces à haut rendement pour très peu de diversité.

    Je pense que d'autres solutions existes, tel que la permaculture ou l'agroforesterie, qui sont des techniques d'agricultures qui cherche a booster les rendements en se rapprochant de ce que fait la nature avec toute sa complexité. Profiter intelligemment de ces interactions plutôt que de chercher a les combattre. Ces techniques peuvent fournir des produits valorisables de multiples manières : alimentation, énergie, matériaux de construction, fibres textiles, substances à usage médicinal, cosmétique, etc. Elles ont aussi l'avantages de pouvoir être totalement indépendantes, locales, de booster l'emploi, d'être plus résilientes face au changement climatique du fait de la pluralité de la production à l'inverse des monocultures d'aujourd'hui, de renchérir les sols au lieu de les détruire et de fournir des produits de très bonne qualité. Cela nécessite néanmoins bien plus de connaissances que dans l'agriculture conventionnelle.

    J'espère que dans l'avenir toutes ces techniques de production se côtoieront, cumulé a l'émergence de circuit cours. De façon a pallier la demande en répondant aux besoins de chacun. Je m’étonnait seulement que ces techniques ne soit pas mentionné dans votre article.

    Très cordialement et en vous souhaitant bonne continuation,

    Rémy.B

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