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L'agriculture du futur

Comment l’optimisation de la photosynthèse pourrait permettre de répondre à l’explosion des besoins alimentaires de la planète d’ici à 2050

Publié le 07 août 2015
La population mondiale devrait s'établir à neuf milliards d'individus en 2050. Si le régime des habitants continue d’être riche en produits carnés et laitiers, la Terre devra fournir 85% de biomasse en plus, notamment des céréales pour les élevages. Selon une étude publiée entre autres par Stephen Long, de l'Université de l'Illinois, l'optimisation de la photosynthèse permettrait de répondre efficacement à ce défi.
Bruno Parmentier
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Bruno Parmentier est ingénieur de l’école de Mines et économiste. Il a dirigé pendant dix ans l’Ecole supérieure d’agronomie d’Angers (ESA). Il est également l’auteur de livres sur les enjeux alimentaires :  Faim zéro, Manger tous et bien et Nourrir l...
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La population mondiale devrait s'établir à neuf milliards d'individus en 2050. Si le régime des habitants continue d’être riche en produits carnés et laitiers, la Terre devra fournir 85% de biomasse en plus, notamment des céréales pour les élevages. Selon une étude publiée entre autres par Stephen Long, de l'Université de l'Illinois, l'optimisation de la photosynthèse permettrait de répondre efficacement à ce défi.

La population mondiale devrait s'établir à neuf milliards d'individus en 2050. Si le régime des habitants continue d’être riche en produits carnés et laitiers, la Terre devra fournir 85% de biomasse en plus, notamment des céréales pour les élevages. Selon une étude publiée entre autres par Stephen Long, de l'Université de l'Illinois, l'optimisation de la photosynthèse permettrait de répondre efficacement à ce défi. 

Atlantico : que penser de ce défi ? Est-il réaliste ?

Bruno Parmentier : La population mondiale continue à augmenter très rapidement : songeons qu’en un jour sur Terre, nous enregistrons de l’ordre de 360 000 naissances, contre « seulement » 160 000 décès, soit 200 000 habitants de plus, davantage que la population de villes comme Grenoble, Genève ou Liège, ce qui fait près de 75 millions de bouches supplémentaires à nourrir chaque année. C’est ainsi que l’on n’a mis que douze ans (de 1999 à 2011) pour passer de 6 à 7 milliards. Si on compare les chiffres de différents organismes internationaux, le plus probable est qu’on sera de l’ordre de 9,7 milliards d’humains en 2050 (dont 5,2 en Asie et 2,3 en Afrique). Après, les estimations varient davantage pour 2100…  Mécaniquement cela induit à un besoin supplémentaire de nourriture d’environ 35 % dans les prochaines décennies.

Mais ce n'est pas tout : les effectifs des classes moyennes du pays émergents (Chine, Inde, Indonésie, Turquie, Brésil, Mexique etc.) explosent, et tous ces gens-là se mettent à manger de la viande et/ou boire du lait, et donc à augmenter considérablement leur ponction sur la planète, puisque, bien évidemment, il est plus économe de consommer les céréales et légumineuses directement que transformées en produits animaux, une opération à la productivité assez faible. La FAO estime donc qu’il faut augmenter de 70 % la production agricole mondiale d'ici à 2050. L'auteur de cette étude force un peu en parlant de 85 %, pour tenter de mieux motiver ses sponsors (et il semble avoir obtenu 25 millions de dollars du plus grand sponsor mondial actuel, la Fondation Gates !), mais ces chiffres restent crédibles et donnent bien l’ordre de grandeur des efforts à accomplir.

Tout en sachant que nous gâchons énormément, puisque la même FAO estime que le tiers de nourriture produite dans le monde est jetée ! Et là, les espoirs d'économies sont, malgré tout, faibles, car lorsqu'un pays se développe, d'une part il conserve mieux ses récoltes en construisant des silos à grain ou des tanks à lait réfrigéré, mais en même temps il adopte le mode de vie dispendieux des riches. Rappelons qu’on peut considérer qu'un français gâche de l’ordre 280 kg de nourriture par an, un tiers au champ, un tiers dans les processus de transport, d'industrialisation et de commercialisation, et un tiers lors de la consommation (moitié dans les restaurants, moitié à domicile) !

Comment se situe ce défi par rapport aux victoires déjà remportées par l’agriculture mondiale ? Cette fois-ci, sommes-nous vraiment menacés de manquer de nourriture ?

Bruno Parmentier : Est-ce possible d'augmenter de 70 à 80 % la production agricole mondiale ? Si l'on regarde en arrière les énormes progrèsdu passé, oui ! D'après les statistiques de la FAO, entre 1970 et 2010, la production de blé et de riz a plus que doublé, celle de maïs a triplé, celle de soja à sextuplé. Côté produits frais, la production de légumes, et en particulier de tomates, et celle de fruits ont quadruplé. La viande n'a pas été en reste : triplement de la production d'œufs et de viande de porc, ou sextuplement de la viande de volaille. Il n'y a que la viande de bœuf et le lait qui n’ont augmenté que d’un « modeste » 68 %.

D'un côté on pourrait être optimiste : ce qu'on a réussi à faire à la fin du XXe siècle, il n'y a pas de raison qu'on y arrive pas au XXI! La réalité c'est que ce n'est pas du tout évident, pour au moins trois raisons :

  • En France, la productivité à l'hectare d'un champ de blé est passée depuis la guerre de 2 à 8, parfois 10 tonnes. Chaque grain de blé semé en produit 80 à 100 ! Chacun peut percevoir en se promenant dans la campagne que les champs de blé actuels sont beaucoup moins hauts, mais beaucoup plus denses qu'auparavant, et sans aucune plante parasite. L'amélioration génétique et le savoir-faire agricole est passé par là. Mais il sera bien évidemment beaucoup plus difficile d'atteindre couramment les 15 tonnes ! On ne peut indéfiniment repousser les limites naturelles.
  • Ces résultats sont obtenus moyennant une ponction massive sur les ressources non facilement renouvelables, en particulière énergie, engrais et de pesticides. Or nous arrivons vraiment aux limites productives de la planète. Nous savons produire beaucoup avec beaucoup, il nous reste à apprendre à produire encore plus, mais avec moins !
  • Et enfin, ces technologies agricoles existent et sont disponibles à peu près partout sur la planète, pourtant, on y trouve encore beaucoup de champs de blé à 2 ou 4 tonnes à l’hectare. On voit bien que la science et la technologie ne peuvent pas tout : les conditions sociales et économiques de leur mise en œuvre sont au moins aussi importantes. Ce qui en particulier explique ce paradoxe qui fait que dans nombre de pays africains, on produit aujourd'hui moins de nourriture que le jour de la décolonisation, alors que dans le même temps, en France, on a doublé notre production.

D'ici à 2050, il faudrait pouvoir absolument tripler la production agricole africaine, donc enfin y améliorer fortement la productivité, ce qu'aucun pays de ce continent n'a su faire dans les 50 dernières années. On voit bien en la matière qu'il ne s'agit pas que de technologie ! En Asie il faudrait arriver à encore doubler la production, dans un continent qui a peu de terre, peu d'eau, et qui a déjà un bon niveau de productivité ; là, il est probable que des innovations technologiques seront très utiles. En Europe en revanche, on produit déjà assez, parfois trop, et on ne fait plus d'enfants, donc le problème n'est pas en tant que tel d'augmenter la production, mais de la maintenir avec les technologies beaucoup moins consommatrice de ressources de la planète.

Une telle approche est-elle prometteuse, crédible? Par quels moyens une simple optimisation de la photosynthèse permettrait de répondre à une telle augmentation de la demande ?

Bruno Parmentier : Le « travail » d'une plante consiste bien à utiliser au mieux le rayonnement solaire pour capter les éléments de base, essentiellement carbone, oxygène, hydrogène et azoteet de les combiner pour les transformer en éléments solides. Toute amélioration de cette fonction de base, la photosynthèse, peut donc sembler très prometteuse. Et, restons modestes, nous sommes très loin d'avoir tout compris et la science peut encore nous offrir d'excellentes surprises. En particulier, l'agriculture dépend de deux univers qui sont encore presque totalement inconnus : celui des mécanismes de la photosynthèse et celui de la vie du sol. De même qu'en médecine, le XXIe siècle va probablement être celui de la découverte du cerveau, en agronomie, ce sont probablement ces deux territoires qui seront les plus porteurs d'espoir.

Compte tenu de cet énorme défi alimentaire, nous n'investissons actuellement pas du tout assez dans la recherche agronomique, et cet article tente de sensibiliser à ce problème les décideurs et financeurs ! Le maïs d'aujourd'hui n'a plus grand-chose à voir avec son ancêtre la téosinte du Mexique pré colombien ;il se peut très bien que cette plante miracle puis encore progresser de façon considérable. Des chercheurs hollandais viennent de trouver une pomme de terre qui pousse dans des terres salées (voir Atlantico du 10 mai 2015).Le champ des possibles reste immense.

Mais ceux qui pensent que la solution à la faim dans le monde se trouve dans les laboratoires de recherche génétique ou agronomique ne voient qu'une partie du problème. Songeons que 80 % des gens qui ont faim dans le monde sont justement des paysans qui consacrent la totalité de leur activité à se faire à manger, sans y arriver correctement. Ce n'est pas tant de haute technologie qu'ils ont besoin, mais de droits, d'éducation, de micro crédit, d’accès aux ressources, à commencer par la terre et l’eau, de règles économiques moins défavorables, etc.

En améliorant la photosynthèse ne prend-t-on pas le risque de perturber d’autres fonctions capitales pour la plante ? Quels sont les risques ?

Bruno Parmentier : Il y a toujours un prix à payerpour chaque avancée technologique. Mais souhaiter que les céréales produisent davantage de grain ou les vaches davantage de lait restent un objectif tout à fait souhaitable pour l'avenir de l'humanité. En la matière, il ne faut s'emballer et perdre tout « bon sens paysan ». Le soja OGM compatible avec l’herbicide Roundup fonctionne très bien au Brésil et en Argentine ; compte tenu du prixmondial très élevé de cette légumineuse, les agriculteurs enchaînent récoltes sur récolte deux fois par an sur le même champ. Ils commencent à payer au prix fort cette absence de biodiversité, avec l'apparition de « mauvaises herbes » très résistantes et de plus en plus envahissantes. Mais tout paysan sait bien au fond de lui-même qu’une rotation des cultures reste indispensable à long terme !

En 2014 on a récolté 50 tonnes de pommes de terre à l’hectare en France ; cela a certainement des inconvénients, mais qui veut revenir aux 3 tonnes du XIXe siècle, quand les années de mildiou étaient synonyme de famines ?

Outre l’optimisation de la photosynthèse, l'agronome américain propose aussi de modifier l’ADN. Des recherches ont déjà été menées, comme la technique dite CRISPR-Cas9 permettant une chirurgie très précise de l’ADN. En quoi consiste cette technique ? Quels sont les effets attendus ?

Bruno Parmentier : Ces « familles de séquences répétées » dans les gènes, découvertes récemment, semblent constituer une forme de système immunitaire héritable par transmission aux cellules filles. Il semble qu’on puisse utiliser ce nouvel outil de génie génétique pour cibler n’importe quel gène dans une cellule pour le modifier, éteindre ou allumer l’expression d’un gène, le réparer, l’enlever ; le champ des possibles semble avoir grandi. On en est au tout début de cette aventure scientifique, probablement prometteuse, mais attendons quand même de voir si on arrive à des applications concrètes utilisables pour l'agriculture.

Si c'est le cas, leur utilisation par les scientifiques risque fort de rencontrer, au moins en Europe, les mêmes réticences que les OGM « classiques ». Cela étant, on peut observer que l’opposition frontale de nombreux européens n’a pas empêché les dits OGM de première génération, pourtant très imparfaits, de se répandre à grande vitesse sur la planète (ils couvraient en 2014, 181 millions d'hectares, soit approximativement 1 champ sur 9 dans le monde, ou l'équivalent de 9 fois la superficie cultivée en France, et 18 millions d'agriculteurs les utilisaient !).

De plus, ce corpus ultra technologique ne s’adresse de toute façon qu’à une petite partie des agriculteurs de la planète : ceux qui ont accès aux crédits, aux machines, aux techniciens, aux assurances, et aux marchés mondiaux. Il peut éventuellement servir à mieux nourrir les classes moyennes urbanisées, sauf catastrophe. Mais il ne concerne aucunement le milliard de petits paysans isolés, ceux qui doivent aussi et impérativement augmenter leur production…

Quelles autres solutions existe-t-il pour faire face à l'augmentation prévisible de la demande en alimentation ?

Bruno Parmentier : Schématiquement,on peut considérer que deux grandes voies se sont ouvertes pour tenter d'améliorer l'agriculture mondiale, nullement incompatibles d'ailleurs. La voie de la génétique, très présente en Amérique, du nord au sud, semble penser de nous pourrons accélérer les processus naturels de sélection en trouvant, par intervention sur les gènes, de nouvelles plantes qui répondront à des besoins nouveaux.Dans un premier temps, c'est-à-dire actuellement, des fonctions très simples comme la production de substances insecticides ou la compatibilité avec un herbicide ; mais les espoirs vont bien au-delà, pour des fonctions beaucoup plus utiles, par exemple cultiver avec moins d'eau, dans des terres salées, produire davantage de protéines, de vitamines, retirer des allergènes, etc.

La voie alternative est avant tout agronomique : elle s'intéresse à la vie du sol et aux interactions entre les plantes. Il s'agit là d'arrêter de labourer pour ne pas perturber la vie du sol et d’utiliser le rayonnement solaire 365 jours par an, de cultiver ensemble des plantes complémentaires qui s’aident mutuellement à pousser, de mélanger les arbres aux racines profondes et les plantes annuelles qui n'ont pas le temps d’en faire (« agroforesterie »), d'utiliser intensivement les insectes, oiseaux et autres animaux auxiliaires de culture, ou encore de mieux imiter les fonctions naturelles de la nature. En un mot, une agroécologie, agriculture écologiquement intensive, comme la précédente était chimiquement intensive. Intensifier au maximum les processus écologiques. Comme la France refuse la première voie, elle aurait plus qu’intérêt à plus et mieux soutenir la deuxième pour rester un acteur majeur du monde agricole !

Le but est bien, dans nos pays d’agriculture efficace, de pouvoir produire « au moins autant avec moins », et, dans les pays tropicaux, où les forces de la nature sont considérables et où très souvent la productivité est faible, d'augmenter très fortement la production, ce qui correspond au véritable besoin social de XXIe siècle, pour nourrir en particulier les africains et les asiatiques.

 

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Bruno Parmentier
- 08/08/2015 - 07:02
Français & Chinois se son développés tout en faisant des enfants
Les africains vont faire exactement ce que les européens ont fait au XIXe et les chinois au XXe : leur transition démographique et leur développement. On mange beaucoup mieux dans la Chine de 1,3 milliards que dans celle de 800 ou 400 millions ! La plupart des pays africains sont encore vides on ne peut pas leur reprocher de faire des enfants. C'est quand ils seront riches et instruits qu'ils ils arrêteront, comme nous, pas l'inverse !
Anouman
- 07/08/2015 - 20:44
Biomasse
Plutôt que d'augmenter la biomasse il vaut mieux diminuer l'humanomasse et par tous les moyens possibles. Mais je m'en fiche en 2050 je ne serai plus là ou à moitié mort.
Anguerrand
- 07/08/2015 - 11:10
La question tabou
Et si l'on apprenait aux peuples et en particulier aux africains qu'il faut arrêter de faire de enfants comme des lapins. L'Afrique passera de 1 milliards d'habitants à 2 milliards. Pourquoi n'évoque t on jamais la question, pensent ils tous venir en Europe ? La Chine a bien trouvé une solution.