Mieux produire

Agriculture in silico : des plantes virtuelles pour nourrir la planète

Nourrir la planète est encore aujourd’hui un défi. En effet, selon le Programme alimentaire mondial, 795 millions de personnes souffrent de la faim. Or l’enjeu est double : d’une part, la population mondiale ne cesse de croître à un rythme toujours très rapide — nous serons 9,6 milliards en 2050. De l’autre, le changement climatique affecte toute une série de paramètres (température, qualité des sols, ensoleillement, précipitations, etc.) qui à leur tour affectent les rendements agricoles.

Mais l’équation est simple : pour nourrir plus de monde, il faut produire plus avec moins… et donc maximiser les rendements. C’est ici qu’entre en jeu l’agriculture virtuelle, ou “in silico”, comme nouveau champ de recherches baptisé aux États-Unis.

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L’entreprise n’est pas aussi futuriste qu’elle en a l’air : il ne s’agit pas de nourrir les foules grâce à des pilules que l’on fait passer pour des vrais aliments grâce à la réalité virtuelle. Faire de l’agriculture virtuelle, c’est tout simplement utiliser des ordinateurs pour comprendre ce qui favorise les meilleurs rendements agricoles. Traditionnellement, c’est un travail qui se fait sur toute une saison : on plante, on observe, on compare, puis on constate quelles sont les conditions qui sont les plus favorables à la pousse. L’approche “in silico” réduit considérablement les délais : une journée aujourd’hui, peut-être une poignée de minutes dans quelques années. Mais comment fonctionne exactement ce procédé ?

Des simulations informatiques de plus en plus précises

Dans le numéro de septembre 2017 de la revue Bioenergy Research, des chercheurs de l’université de l’Illinois à Urbana-Champaign publient les résultats de leur travail sur les plantations de canne à sucre au Brésil. Ils ont conçu une canne à sucre virtuelle qui réplique tous les détails de la vraie plantation (hauteur des plants, taille et inclinaison des feuilles, qui eux-même ont un impact sur les ombres et lumières dont bénéficient tous les plants), grâce auxquels ils ont simulé la manière dont les cannes à sucre allaient pousser. Ils ont ensuite testé quatre configurations différentes, ce qui leur a permis d’établir que pour obtenir le meilleur rendement (+10% par rapport aux exploitations “normales”), il fallait planter la canne à sucre de manière asymétrique et selon un alignement Nord-Sud. Dans ce cas précis, le modèle a permis d’identifier comment planter.

Tous les laboratoires travaillent avec leurs propres logiciels, ce qui empêche leurs études de “dialoguer” entre elles.

D’autres chercheurs travaillent sur quoi planter, en identifiant les plants individuels qui poussent le plus vite, qui sont les moins sujets aux maladies, qui ont besoin le moins d’eau, etc. Comme l’explique un article de la revue Scientific American, le chercheur chinois Xinguang Zhu travaille sur un type de photosynthèse spécifique à certaines espèces de riz et de haricots. Jonathan Lynch, de l’Université de Pennsylvanie, étudie lui le comportement des racines en fonction des nutriments présents dans le sol. Enfin, Eberhard Voit, biologiste au Georgia Institute of Technology, explore ce qui contrôle la production de lignine dans les plantes.

L’avenir du bio ?

Le prochain horizon de la recherche, c’est de parvenir à mutualiser tous ces résultats. Scientific American explique que tous ces laboratoires travaillent avec leurs propres logiciels, ce qui empêche leurs études de “dialoguer” entre elles. C’est pourquoi, toujours à l’Université de l’Illinois, le National Center for Supercomputing Applications (NCSA) développe un “logiciel-cadre qui pourra combiner tous les modèles individuels de simulation agricole en une seule plante qui comportera une multiplicité de caractéristiques programmables.”

Les chercheurs pourront ainsi combiner tous les éléments afférents à une plante qui ont déjà été testés pour répondre à des questions biologiques spécifiques, sans avoir à tout refaire eux-mêmes. Dans le futur, il sera donc peut-être devenu complètement désuet de planter des légumes ou des céréales avant d’en avoir fait pousser une version virtuelle qui nous dira quoi et comment planter en fonction de la disponibilité en eau, de l’ensoleillement, des interactions microbiennes, etc. Moins de mystère, plus de rendement — le tout sans engrais et pesticides : l’agriculture virtuelle sera peut-être bien la meilleure amie d’une alimentation durable.

Un commentaire :

  1. Ngela dit :

    Je voudrais souligner que le facteur d’importance sur le fait qu’il y ai autant de personnes souffrant de la faim aujourd’hui est la distribution et le manque de moyen mis en place dans certain pays pour que les produits parviennent là ou ils sont nécessaires. Bien plus que le problème de devoir produire plus, les industries en questions doivent faire des efforts concrets en matière de logistique.

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