Des microalgues fixatrices d’azote qui produisent des engrais organiques de qualité, offrent désormais des avantages supplémentaires
Les engrais constituent actuellement un frein à une agriculture plus durable et à la sécurité alimentaire européenne. D’importantes quantités d’énergie sont nécessaires pour produire des engrais à base d’ammoniac, généralement générés par des combustibles fossiles nocifs pour climat. Les 150 millions de tonnes d’ammoniac produites dans le monde en 2010 représentaient plus de 450 millions de tonnes de CO2, soit environ 1 % des émissions de CO2. Avec le temps, les engrais à base d’ammoniac peuvent également compromettre la fertilité des sols. Qui plus est, l’approvisionnement européen en engrais minéraux, dont une grande partie était auparavant importée de Russie, a été gravement affecté par la guerre en Ukraine. En outre, les produits biologiques plus respectueux de l’environnement s’avèrent souvent inadéquats. «Les produits organiques, plus chers que les engrais chimiques mais affichant un rendement moindre, n’offrent tout simplement pas une alternative commerciale au secteur en pleine expansion de l’agriculture de précision», explique Lior Hessel, coordinateur du projet Cyanobacteria. Le projet a développé une biotechnologie basée sur des cyanophycées et alimentée par le soleil, afin de fournir un engrais liquide de haute qualité. Le processus est géré par la technologie de surveillance AlgaeNite du projet. «Non contente d’être efficace pour la croissance des plantes, notre production d’engrais ne génère pratiquement aucune pollution et, grâce à nos faibles besoins en électricité provenant des énergies renouvelables, elle est pratiquement neutre en termes de gaz à effet de serre», ajoute Lior Hessel de l’hôte du projet, Go Green FoodTech (connu mondialement sous le nom de Growponics).
La technologie des microalgues
Grâce à la lumière du soleil, les cyanobactéries fixent l’azote de l’air, qui est ensuite extrait et oxydé par des bactéries pour produire du nitrate utilisé comme engrais. L’eau nécessaire à la croissance des microalgues est recyclée, et le CO2 émis par le processus d’oxydation est à réutilisé pour la croissance des microalgues. «Le processus a également produit plus d’azote disponible (le type d’azote nécessaire à la croissance des plantes) que les engrais organiques conventionnels», souligne Lior Hessel. «Nos cultures cultivées avec des biofertilisants ont donné d’aussi bons résultats que celles cultivées avec des engrais chimiques de qualité supérieure.»
Surveillance pour l’optimisation
Pour tester la technologie, l’équipe a construit un photobioréacteur de 3 000 litres dans les locaux de Growponics à Kfar Bialik, en Israël. Cette installation produit suffisamment d’engrais pour alimenter en continu une unité hydroponique d’environ 800 mètres carrés. Le projet a également développé un système de gestion, AlgaeNite, qui recueille des données sur l’état des bioréacteurs à l’aide de capteurs et de caméras. Ces données sont ensuite analysées par l’intelligence artificielle et les résultats sont présentés aux utilisateurs finaux pour les aider à prendre des décisions.
Vers une agriculture de troisième génération
Depuis l’achèvement du projet l’année dernière, Growponics a évolué vers une solution qui fournit aux serres des bioréacteurs autonomes pour la culture de protéines végétales. Ces réacteurs ne requièrent aucune expertise interne, ni d’équipement ou infrastructure supplémentaire. Le système AlgaeNite est déjà fourni à des serres dans de nombreuses exploitations. «Nous avons également développé un moyen d’encapsuler les starters d’inoculum dans un produit similaire aux capsules Nespresso qui peuvent être envoyées par courrier aux clients, un concept totalement nouveau», ajoute Lior Hessel. Celui-ci estime que ce changement de paradigme pourrait préfigurer l’agriculture de troisième génération, car les microalgues contiennent plus de 50 % de protéines, leurs émissions nettes sont nulles et les coûts sont très faibles, tout en utilisant la moitié de l’eau et moins de 10 % des terres requises par d’autres méthodes. Tandis que l’équipe étudie des options pratiques pour les photobioréacteurs producteurs de protéines situés dans des endroits ensoleillés tels que les déserts, trois projets pilotes hydroponiques sont également en cours. Des installations commerciales sont actuellement testées pour répondre à la demande des sociétés agroalimentaires en produits biologiques dans des exploitations agricoles soutenues par Growponics et les autorités locales dans le Connecticut et en Floride, aux États-Unis. Les premiers résultats sont attendus pour la fin 2024. L’équipe entend également construire une installation commerciale grandeur nature, comprenant à la fois un site de production semi-commerciale de biofertilisants et un campus de recherche et développement à Shaar Efraim, en Israël.
Mots‑clés
Cyanobactéries, ammoniac, azote, engrais, agriculture, organique, sol, algues, bioréacteurs, émissions, bactéries
