Yang Qichang : Que peuvent nous apporter les usines végétales ? | CCTV2 «Forum économique chinois»

Les conditions météorologiques extrêmes et les catastrophes naturelles telles que les fortes chaleurs, les sécheresses, les pluies torrentielles et les crues soudaines affectent continuellement la production et la qualité des aliments dans le monde entier. Comment résoudre le problème alimentaire de la population mondiale à l'avenir est devenu un défi majeur auquel toute l'humanité doit faire face. L'émergence des fermes végétales nous offre une voie prometteuse pour résoudre ce problème.

Quelles technologies magiques les usines végétales utilisent-elles pour simuler des environnements naturels et qu'est-ce qui rend spéciales les cultures qu'elles produisent ? Comment se déroule actuellement le développement des usines végétales en Chine ? Le 9 octobre 2022, la série de conférences économiques de la Chine a invité Yang Qichang, chercheur à l'Institut d'agriculture urbaine de l'Académie chinoise des sciences agricoles et scientifique en chef des usines végétales intelligentes, pour vous fournir une interprétation détaillée de ce que les usines végétales peuvent nous apporter.

Yang Qichang, chercheur à l'Institut d'Agriculture Urbaine de l'Académie chinoise des sciences agricoles et scientifique en chef des usines végétales intelligentes. Il s'est consacré depuis longtemps à la recherche scientifique dans le domaine de l'ingénierie de l'agriculture sous abri, réalisant de multiples résultats innovants dans les usines végétales intelligentes, l'agriculture verticale intelligente, les solutions à faible coût et la production industrielle de légumes-feuilles, apportant une contribution significative à la construction d'un système technologique central pour les usines végétales avec des droits de propriété intellectuelle indépendants de la Chine.

植物工厂无需泥土不洒农药，不受自然环境影响，通过模拟植物所需的光照、温度、营养等要素，在完全工厂化的条件下进行连续生产。它可以建在、荒漠、戈壁、海岛、水面、摩天大楼等各种地点，甚至在地球以外也能大显身手，是航天工程星际探索中实现食物自己的重要手段。作为设施农业的高级阶段，植物工厂不仅能为保障居民菜篮子的供应提供有效补充，也能成为农民致富和产业振兴的重要抓手。

Les usines végétales sont considérées comme une révolution des méthodes agricoles traditionnelles, représentant l'avenir de l'agriculture. Elles nécessitent un environnement entièrement contrôlable et comportent trois éléments clés : Premièrement, les sources lumineuses artificielles doivent remplacer la lumière du soleil, et la culture avec solution nutritive doit remplacer le sol ; Deuxièmement, un environnement contrôlable de température, d'humidité et de dioxyde de carbone ; Troisièmement, un équipement intelligent est nécessaire. Avec ces trois éléments clés, la production alimentaire peut être réalisée dans des conditions industrielles.

D'abord, les graines doivent être préparées, puis semées dans une tablette à semis percée. Grâce à un processus de germination de 2~3 jours, les graines se transforment en petites plantules, qui sont ensuite envoyées à l'atelier de production pour la culture.

Après 12 à 14 jours, une fois les plants développés, ils peuvent être transplantés dans des plateaux de culture et transférés dans l'atelier de culture.

Après environ 20 à 22 jours, lorsque les légumes-feuilles comme la laitue atteignent un poids d'environ 100 à 120 grammes, ils peuvent être récoltés, emballés et envoyés sur le marché. Théoriquement, presque toutes les cultures peuvent être produites dans un environnement d'usine végétale.

Depuis le XXIe siècle, nous faisons face à divers défis, notamment la croissance démographique, la réduction des terres arables et le vieillissement sévère de la main-d'œuvre agricole. Ces trois défis posent un défi sérieux à notre sécurité alimentaire et à notre garantie alimentaire.

Les usines végétales ont trouvé certaines voies efficaces pour notre sécurité alimentaire future. Nous pouvons considérablement augmenter la capacité de production alimentaire ; par rapport aux terres, le rendement par unité de surface des usines végétales peut atteindre plus de 40 fois celui des terres.

Si à l'avenir nous construisons un bâtiment d'agriculture verticale d'environ 30 étages, disons 30×40, alors notre capacité de production atteindrait environ 1200 fois.

Une usine végétale équivaut à la production alimentaire dans un environnement industrialisé, utilisant de nombreuses méthodes techniques mécanisées et automatisées. Cela rend le travail relativement facile, attirant un grand nombre de jeunes à s'engager dans l'agriculture.

Un autre sujet qui préoccupe grandement tout le monde est l'existence de certaines idées fausses dans la société, affirmant que les légumes cultivés dans des usines végétales ou par culture en solution nutritive sont nocifs. En réalité, nous avons effectué de nombreux tests : les résidus de 221 types de pesticides étaient tous nuls, les résidus de plusieurs métaux lourds étaient également nuls, et certains micro-organismes pathogènes étaient également absents. Par conséquent, les légumes produits dans nos usines végétales peuvent être consommés en toute sécurité.

Les usines végétales constituent également un moyen de soutien très important pour le développement futur de nos villes. Si nous disposons de capacités d'autosuffisance alimentaire dans certains lieux tels que les communautés et les foyers, et si nous pouvons garantir l'approvisionnement alimentaire pendant plusieurs jours ou une courte période, nous atténuerons considérablement la panique concernant les aliments, en particulier les légumes frais, causée par diverses pandémies et catastrophes naturelles.

De plus, dans des environnements spéciaux tels que les déserts et les régions extrêmement froides, ou lors de l'exploration spatiale, nous pouvons également utiliser des usines végétales pour résoudre certains problèmes d'approvisionnement alimentaire.

Dans les premières étapes des usines végétales, les cultures cultivées étaient principalement des légumes, des fleurs, des fruits, des plantes fonctionnelles, etc. Comment avez-vous pensé à cultiver du riz ? Yang Qichang a dit : « Une fois, l'académicien Qian de l'Académie chinoise des sciences avait quelques variétés de riz très naines et souhaitait particulièrement les utiliser pour une culture verticale multicouche. Plus tard, après nos recherches, nous avons découvert que si le riz nécessite normalement plus de 120 jours pour être récolté dans des conditions de champ ouvert, en utilisant nos méthodes techniques dans un environnement d'usine végétale, nous pouvons cultiver du riz en seulement 60 jours. C'est un résultat très intéressant. »

Notre laboratoire a maintenant terminé son travail. Pour le blé, nous pouvons récolter en environ 60 jours, alors que le blé original nécessitait plus de 120-150 jours. Cependant, pour les haricots verts, nous pouvons également récolter en environ 60 jours. De même, pour le soja que nous cultivons actuellement, le cycle est d'environ 60 à 70 jours, ce qui nous permet également de le récolter.

Le développement des usines végétales en Chine a commencé relativement tardivement, avec des explorations débutant vers 2002, sur une période de moins de 20 ans. Cependant, le chemin de la Chine a été plus fluide car nous avons effectivement sauté les ères de la Lampe au sodium haute pression et de la Lampe fluorescente, passant directement à la troisième ère, que nous appelons l'ère LED. Environ 52% du coût total d'une usine végétale provient de la consommation d'électricité ; dans cette consommation, 60% est attribué aux sources lumineuses et 35% à la climatisation.

Par conséquent, pour résoudre les goulets d'étranglement techniques clés des usines végétales, il faut d'abord traiter la question de la consommation énergétique des sources lumineuses, puis celle des systèmes de climatisation.

En 2005, lors de mon séjour à l'Université Martin en Europe, un jour, un collègue m'a conduit dans un laboratoire qui utilisait des panneaux lumineux LED avec des sources lumineuses rouges et bleues alternées pour cultiver une laitue très belle. Cela a eu un grand impact sur moi.

Nous avons découvert qu'il y a de nombreuses années, un physiologiste végétal a tracé une courbe appelée courbe d'absorption du spectre des plantes. Cette courbe montre que les principaux pics d'absorption des plantes se situent dans la région de la lumière bleue de 400 à 500 nanomètres et dans la région de la lumière rouge de 600 à 700 nanomètres, avec deux pics optimaux à 450 nanomètres et 660 nanomètres. Sur la base de cette référence, nous pouvons procéder au développement de LED.

Par la suite, nous avons proposé le concept de recettes lumineuses, explorant les effets de la lumière rouge lointaine, de la lumière ultraviolette, etc., sur la croissance des plantes, y compris la direction de l'irradiation lumineuse : quel effet a l'éclairage par le bas de la plante sur sa croissance ?

Actuellement, le coût des usines végétales reste relativement élevé. Une étude de cas d'une usine végétale commerciale à Pékin couvrant une superficie de 2 400 mètres carrés vend actuellement ses produits dans des restaurants et supermarchés renommés de Pékin. Globalement, le coût est d'environ 24 yuans par kilogramme. À l'avenir, grâce aux percées technologiques dans les usines végétales, il sera possible de réduire davantage leurs coûts.

Concernant le problème d'efficacité lumineuse et de consommation énergétique mentionné précédemment, les scientifiques chinois ont fait des efforts incessants. Nous avons maintenant réduit la consommation énergétique globale des 31-42 kWh initiaux par kilogramme de légumes à environ 8,25 kWh. Actuellement, le niveau international reste supérieur à 10 kWh. Par conséquent, cette percée technologique fournit un solide soutien technique pour l'application à grande échelle des usines végétales à l'avenir.

Cependant, la valeur théorique que nous avons calculée peut encore diminuer, jusqu'à environ 4~5. Cela signifie qu'à l'avenir, 1 kg de légumes pourra être produit en utilisant seulement 4~5 kWh d'électricité.

另外我们还有一个很有意思的研究，就是说植物工厂里的从小苗子、长到大苗子这个过程大概有20多天的时间，小苗子很小，如果你在全生育期都用同样的一个光去照的话，其他的地方就是浪费的。如果我们把一个光聚到植物体上去照，它小的时候给它小一点，大的时候光斑大一点，这样的话我们也可以节省50%左右的能耗。

De plus, nous avons testé la conversion d'une ligne laser en une surface, puis sa diffusion. Sa consommation d'énergie n'est que de 1/3 à 1/5 de celle du LED, aussi les lasers sont-ils considérés comme une source lumineuse très prometteuse pour l'avenir.

Les percées dans la technologie des usines végétales et l'émergence de ces usines ont donné naissance à de nombreuses industries. Par exemple, l'industrie de l'éclairage végétal : actuellement, notre industrie d'éclairage végétal représente environ 80-90 % de la part mondiale. L'année dernière, nous avons exporté des lampes d'une valeur d'environ 450 millions de dollars ; l'utilisation domestique de lampes végétales est d'environ 2 milliards de yuans. Cette échelle n'est pas encore grande, mais elle augmentera considérablement à l'avenir.

假想一下，我们未来可能在很多城市建立这种城市的垂直农场，比如说在北京我们建立一栋大概30层左右的垂直农场，一年的产菜的量大概是1.08万吨，就可以供应周围的4万人一年的蔬菜，所以说这个是非常可观的。

Les employés retraités possèdent encore des capacités physiques ; à l'avenir, nous pourrons visiter des fermes verticales pour participer à des activités de travail. D'une part, cela procure un exercice physique et mental, tandis que, d'autre part, il offre des récoltes tangibles. De plus, le désir des résidents urbains de découvrir l'agriculture peut être comblé grâce à des équipements compacts de culture de légumes à domicile. Cela ne répond pas seulement à leur demande de légumes frais, mais favorise également un sentiment de participation, d'immersion et de bonheur.

Source de l'article : CCTV.com, compilé et publié par le Réseau d'Éclairage Agricole.