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Edito : Comment l'Humanité devrait se nourrir dans l'Avenir : Gastronomes s'abstenir !

AVANT PROPOS :

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René Trégouët
Sénateur Honoraire
Créateur du Groupe de Prospective du Sénat
Rédacteur en Chef de RT Flash

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Editorial :

Au cours de ce siècle, l’Humanité va devoir relever un triple défi en matière de production alimentaire : nourrir une population mondiale qui comptera sans doute deux milliards d’humains en plus dans 30 ans, augmenter d’au moins 70 % la production alimentaire mondiale, réduire l’impact sur l’environnement et le climat des productions agricoles et enfin, garantir aux consommateurs une qualité nutritionnelle et sanitaire suffisante des aliments.

Pour relever un tel défi, de récentes études montrent que les progrès de l’agronomie, la mise en culture de nouvelle terres (de plus en plus difficile, compte tenu des conflits d’usages liés à l’urbanisation croissante et aux productions agricoles à finalité énergétique) et le recours aux outils numériques ne suffiront pas. Il faudra également aller vers une profonde évolution du régime alimentaire mondial. Une grande étude britannique réalisée il y a deux ans par l’Université de Londres, et intitulée « La grande mutation alimentaire du XXIeme siècle », préconise de produire et manger deux fois moins de sucre et de viande rouge, et deux fois plus de légumes, fruits et noix. Cette étude souligne également le fait que le système alimentaire mondial reste à ce jour « le principal émetteur de gaz à effet de serre, le principal facteur de perte de biodiversité et la principale cause de prolifération d’algues mortelles le long des côtes et des voies navigables ». Autre constat alarmant, l’agriculture, qui occupe aujourd’hui près de la moitié de la surface terrestre, utilise également 70 % des réserves mondiales d’eau douce.

L’étude rappelle par ailleurs que la production et la consommation de bœuf n’est pas soutenable à long terme. Elle est trop consommatrice de terres et de ressources : il faut en moyenne au moins cinq kilos de grains et 15 000 litres d’eau pour produire un kilo de viande. Parallèlement, les chercheurs préconisent, pour des raisons à la fois environnementales et sanitaires, un doublement de la consommation de légumineuses telles que les pois et les lentilles, mais aussi des légumes, des fruits et des noix.

Une étude internationale publiée en 2018 proposait également de privilégier les régimes végétaliens, afin d’économiser les ressources en eau et de réduire de moitié les émissions de gaz à effet de serre générées par l’industrie alimentaire. Ces recherches recommandaient aussi d’améliorer les techniques agricoles, en accélérant notamment le passage à l’agriculture de précision utilisant la robotique, l’IA, les drones et les images satellitaires, afin de pouvoir augmenter la productivité, tout en réduisant l’utilisation d’engrais et l’empreinte carbone (Voir Nature).

Mais pour beaucoup de scientifiques, ces nécessaires mutations agronomiques, techniques, environnementales, ne suffiront pas à faire face à la forte augmentation de la demande alimentaire mondiale. Pour parvenir à nourrir correctement, et de manière supportable pour l’environnement et le climat, les 9,7 milliards d’habitants attendus en 2050, l’agriculture et l’élevage devront sortir de leur cadre actuel, pour être complétés par trois nouvelles et prometteuses sources de protéines que peuvent nous fournir la mer, les insectes et les micro-organismes.

La mer contribue déjà de manière décisive à nourrir les hommes. En 2016, 171 millions de tonnes de poissons et crustacés ont été pêchés pour la consommation, ce qui représente en moyenne 20 kg de produits alimentaires d’origine marine par an et par terrien. D'ici 2030, ce chiffre devrait dépasser les 200 millions de tonnes. Selon la FAO, 150 grammes de poisson suffisent à couvrir les besoins journaliers en protéines d'un adulte. L’Asie consomme déjà les deux tiers du poisson pêché dans le monde et une étude publiée en 2015 a révélé que la sécurité alimentaire mondiale était assurée à 10 % par le poisson (Voir Springer).

Reste que la pêche industrielle et intensive en mer des poissons sauvages est en train d’atteindre ses limites, et menace de plus en plus le renouvellement et la pérennité des ressources halieutiques. Face à cette situation, les poissons d'élevage, élevés en eaux douces ou dans des cages piscicoles en mer, sont appelés à prendre une part prépondérante dans l’exploitation des ressources marines à des fins alimentaires. Dans un rapport de 2016, la FAO soulignait que 47 % des produits de la mer que nous consommons proviennent déjà de l'aquaculture et, selon la Banque Mondiale, 62 % des produits de la mer seront issus de l'élevage d'ici 2030. En 2017, une autre vaste étude réalisée par des chercheurs de l’Université de Californie, intitulée « Cartographier le potentiel mondial de l’aquaculture », avait montré comment l'aquaculture pourrait être développée à plus grande échelle pour répondre à la demande mondiale en produits issus de la mer. L'étude préconisait l’utilisation de certaines zones des océans, comme celles situées à près de 200 mètres de profondeur, pour élever certaines espèces de poissons. Selon ces recherches, cette nouvelle aquaculture rationnalisée serait en mesure de produire à terme 15 milliards de tonnes de poissons par an, soit environ quatre kg de produits de la mer par jour et par habitant en 2050 (Voir Nature).

Une autre étude, également réalisée par des chercheurs de l'Université de Californie à Santa Barbara (États-Unis) et intitulée « Les performances environnementales de l’alimentation marine », montre qu’il faut absolument augmenter la part d'alimentation “bleue” (poisson, mais aussi algues, fruits de mer coquillages), si nous voulons réussir à nourrir correctement toute l’humanité, de manière supportable pour le climat et l’environnement (Voir Nature). Le rapport souligne que des produits de la mer comme le tilapia (poisson élevé en Asie, Amérique du Sud), le saumon, le poisson-chat et la carpe, ont une faible empreinte-carbone, comparable à celle du poulet, viande dont l'impact carbone est le plus faible. Pour les animaux et végétaux marins plus petits, comme les sardines, les anchois, les mollusques ou les algues, l'empreinte carbone est encore plus réduite et est toujours inférieure à celle de n’importe quelle viande produite à partir d'animaux terrestres. L'étude rappelle enfin que l’exploitation d’environ 2.500 espèces de poissons, de mollusques et de crustacés, de plantes aquatiques et d'algues, assure déjà des moyens de subsistance et des revenus à plus de 100 millions de personnes et permet de nourrir correctement un milliard de personnes dans le monde.

Les Algues (plus de 9000 espèces répertoriées, dont une vingtaine seulement est consommée) représentent également un immense potentiel, encore largement sous-exploité, pour produire demain les protéines durables et saines dont l’humanité aura besoin. Leur production, essentiellement asiatique, est passée de 2 à 30 millions de tonnes depuis 50 ans. En France, le volume d’algues fraîches récolté annuellement atteint les 80.000 tonnes, ce qui fait de notre pays le second producteur européen, derrière la Norvège. Lorsqu’elle est bien optimisée, la culture des algues peut fournir des quantités considérables de biomasse, avec des rendements 20 fois supérieurs à ceux du blé, du maïs ou du colza, et, atout décisif, l’algoculture n’a pas besoin de terres agricoles pour prospérer… En portant, ce qui est envisageable, la production mondiale annuelle d’algues comestibles à 100 millions de tonnes d’ici 2050, et compte tenu de leur forte concentration en protéines (20 % en moyenne), il serait possible de fournir à chaque terrien environ 10 % de son apport protéique journalier, une contribution décisive pour nourrir un monde qui comptera 9,5 milliards d’humains à cette échéance.

La deuxième grande source d’alimentation pour le futur est celle constituée par l’entomophagie, c’est-à-dire la consommation d'insectes par l'être humain. Selon la FAO, la consommation d’insectes, bien qu’encore marginale dans nos pays développés, concerne au moins 2,5 milliards de personnes au niveau mondial, essentiellement concentrées en Asie, en Afrique et en Amérique latine, où la consommation d’insectes est depuis longtemps culturellement admise. Les insectes comestibles représentent dans de nombreux pays en voie de développement une source importante de protéines : 100 grammes de chenilles séchées représentent environ 53 grammes de protéines, 15 % de lipides et 17 % de glucides. Fait remarquable, les insectes sont plus riches en protéines et en lipides que le bœuf et le poisson. Ils sont en outre si riches en minéraux – potassium, calcium, magnésium, phosphore, fer – et en vitamines que 100 grammes d’insectes pourraient fournir la totalité des besoins quotidiens pour ces nutriments. 

Autre atout majeur, pour produire un kg de protéine à partir d’insectes, il faut 100 fois moins de surface agricole que pour un kg de protéines animales ; en outre les insectes ont besoin de six fois moins de nourriture que les bovins, quatre fois moins que les moutons et deux fois moins que les porcs et les poulets, pour produire la même quantité de protéines. Sur le plan environnemental, ils émettent cinq à dix fois moins de gaz à effet de serre et d'ammoniac que l'élevage conventionnel, et peuvent être cultivés en utilisant et en recyclant des déchets organiques. Actuellement, les insectes sont principalement produits et utilisés comme une source de protéines dans l’alimentation animale mais il est très probable, selon nombre de scientifiques, que leur consommation alimentaire directe par l’homme augmente de manière considérable au cours de ce siècle.

On le sait peu, mais le leader mondial de la production industrielle d’insectes est français : il s’agit de l’entreprise Ynsect, qui a inauguré en mai dernier, à Amiens, la plus grande ferme verticale au monde – 46 000 m2 pour 36 mètres de haut – où seront produits plus de 100 000 tonnes par an, à partir d’une seule espèce, le ver de farine. Fort de la décision européenne, qui autorise depuis le début de l’année les farines à base d’insectes pour l’alimentation animale, Yinsect met en avant sa solution innovante et écologique pour nourrir les animaux, sans importer du soja, et compte bien convaincre les autorités européennes d’autoriser rapidement les aliments à base d’insectes pour l’alimentation humaine.

Enfin, la troisième source, incontestablement la plus surprenante et la plus futuriste, qui émerge pour améliorer, tant en quantité qu’en qualité, l’alimentation humaine, est celle des micro-organismes, qui s’organisent en microbiotes et en microbiomes. Dans le premier cas, le microbiote désigne l’ensemble des micro-organismes qui cohabitent en un même endroit, notre intestin, par exemple. Le microbiome renvoie pour sa part à une dimension écosystémique qui intègre les interactions entre êtres vivants. A ce titre, les microbiomes sont naturellement associés à l’ensemble de la chaîne agroalimentaire, de la production au consommateur.

Bien que nous n’en soyons pas toujours conscients, les micro-organismes sont déjà largement utilisés pour contribuer à améliorer l’efficacité des systèmes de production et la qualité et la sécurité de la production alimentaire. Ils peuvent non seulement limiter les risques de contamination dans les chaînes de production de l’industrie alimentaire, mais aussi prévenir les maladies dans les cultures, le bétail et l’aquaculture. Ils peuvent également prolonger la durée de conservation des denrées. Les progrès de la biologie et de la chimie ont permis d’identifier de nombreux micro-organismes inoffensifs, capables de conférer au produit final des propriétés nouvelles et bénéfiques, tant en matière de goût que sur le plan nutritionnel et sanitaire. A titre d’exemple, il est à présent bien établi scientifiquement que la consommation régulière d’aliments fermentés, contenant un grand nombre de micro-organismes vivants (dont les fameux probiotiques), a des effets très positifs sur la santé, la longévité et la prévention de nombreuses pathologies, y compris mentales.

Mais ce qu’on sait moins, c’est que ces micro-organismes peuvent également être cultivés et utilisés pour produire directement de nouvelles ressources alimentaires. Cette production d’aliments dérivés de la biomasse microbienne existe déjà, et se matérialise par la production industrielle des protéines unicellulaires (single-cell protein, ou SCP) à partir d’algues, de champignons ou de bactéries. Jusqu’à présent, ces microbes étaient essentiellement cultivés à partir de produits dérivés de l’agriculture comme le glucose, ou des ressources d’origine fossiles comme le méthane. Mais récemment, une étude internationale remarquée a montré qu’il était possible de produire de manière industrielle des protéines unicellulaires à l’aide de l’énergie solaire. Cette énergie est captée et convertie en électricité par des panneaux photovoltaïques ; elle est ensuite transformée en énergie chimique par conversion électrochimique et stockée dans un donneur d’électrons ou une source de carbone ; la croissance microbienne permet ensuite d’emmagasiner cette énergie chimique dans la biomasse ; enfin, une étape de filtration permet d’éliminer les nucléotides, acides gras et glucides afin de ne conserver que les protéines recherchées. Ces recherches montrent, qu’à production de protéines équivalente, une telle solution permet d’utiliser seulement 10 % de la surface au sol occupée par des plantations de soja, le type de culture végétale considérée actuellement comme le plus efficace (Voir PNAS).

Dorian Léger (Institut Max Planck), qui a dirigé ces travaux, souligne « que les protéines microbiennes sont également bénéfiques en tant que complément à nos régimes alimentaires, car elles constituent une source de protéines de haute qualité composée de tous les acides aminés essentiels, ainsi que de vitamines et de minéraux. Si vous avez 10 kilomètres carrés de champs de soja en Amazonie, vous pourriez en théorie fabriquer ces protéines microbiennes avec un seul kilomètre carré de panneaux solaires et reboiser les neuf autres ».

Et cette alimentation solaire ne relève plus de la science-fiction. La société finlandaise Solar Foods, basée à Helsinki, commercialisera ainsi, fin 2022, un nouveau produit appelé Solein, une protéine déshydratée, sous forme de farine, produite à partir de microbes vivants, de CO2, d’eau et d’électricité renouvelable. Présentée dans un premier temps comme une méthode de production de nutriments à destination des astronautes pour des missions longues, la Solein sera ainsi bientôt proposée au grand public sous forme d’une large gamme de produits transformés, aux qualités nutritionnelles et sanitaires soigneusement contrôlées.

Solar Foods est parti du constat que la production croissante de soja riche en protéines et destiné à l’alimentation animale, était une cause majeure de la pollution des sols et de déforestation dans certaines régions du monde, comme l’Amazonie. Cette société mise donc sur l’utilisation de l’énergie solaire pour transformer le dioxyde de carbone en produits chimiques utilisables pour la production de bactéries sélectionnées et pouvant être consommées sans aucun danger par l’homme. Cette société rappelle qu’à elle seule, l’agriculture occupe environ un tiers de la surface terrestre totale, provoque 80 % de la déforestation mondiale et consomme 70 % des ressources en eau de la planète.

Solar Foods veut donc mettre sur le marché dès cette année une source de production de protéines permettant de préserver les ressources naturelles. Ces protéines seront issues d‘ un processus naturel de fermentation proche de celui permettant la fabrication du vin ou de la bière. Mais la différence essentielle et novatrice, c’est que le sucre, utilisé dans la fermentation alcoolique, est ici remplacé par le CO2. Le concept Solein consiste à utiliser l’énergie solaire pour décomposer l’eau par électrolyse dans un bioréacteur, créant ainsi de l’hydrogène qui alimente en énergie les microbes également nourris de carbone. Ces derniers produisent alors une substance sous forme de poudre, qui se compose d’environ 20 % de glucides, 10 % de graisse et 65 % de protéines. Ce substrat à haute valeur nutritive peut alors entrer dans la composition de divers produits alimentaires, ou être consommé comme un substitut à la viande ou au soja.

Selon Solar Foods, Solein serait bien plus respectueux de l’environnement et du climat que la viande, et ses substituts végétaux. Il ne faudrait en effet que dix litres d’eau pour produire 1 kg de Solein, au lieu de 2 500 litres d’eau pour produire 1 kg de farine de soja et près de 15 500 litres d’eau pour produire 1 kg de viande de bœuf. La production de Solein serait également dix fois plus efficace que la production de soja en matière d’utilisation du sol et permettrait de réduire drastiquement la déforestation.

On le voit, nourrir correctement les 9,5 milliards d’humains qui peupleront notre planète dans trente ans, tout en respectant davantage l’environnement et en luttant contre le changement climatique, représente un immense défi politique, social et technologique. Heureusement, notre Terre possède une richesse du vivant qui est tout simplement prodigieuse et presque incalculable : en 2016, une remarquable étude dirigée par Jay Lennon et Kenneth Locey (Université de l’Indiana) a estimé, en se basant sur de nouveaux outils de calcul, que le nombre total d’espèces vivantes sur Terre, y compris les bactéries et micro-organismes, pourrait bien atteindre les 1000 milliards…

Si nous parvenions à mieux comprendre ce fabuleux microbiome planétaire, puis à développer et gérer de manière durable et équitable les nouvelles ressources alimentaires que je viens d'évoquer, nous pourrions enfin éradiquer la malnutrition et assurer à tous une alimentation saine et équilibrée. Ce défi est d’autant plus important que, même si la proportion d'êtres humains sous-alimentés a pratiquement été divisée par trois depuis 1970, ce qui est remarquable, compte tenu de l’accroissement démographique mondial, la part des habitants de notre terre qui reste victime de la malnutrition stagne depuis 2014 autour de 10 %. Nous devons donc tout mettre en œuvre, en sachant combiner de manière intelligente et audacieuse les politiques énergétiques, climatiques et agricoles, pour écarter définitivement, avant le milieu de ce siècle, ce spectre de la faim qui hante l’humanité depuis trop longtemps…

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

e-mail : tregouet@gmail.com

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