Cet article fait partie des 112 cas de l’économie bleue.

Cet article fait partie d’une liste de 112 innovations qui façonnent l’économie bleue. Il s’inscrit dans le cadre d’un vaste effort de Gunter Pauli pour stimuler l’esprit d’entreprise, la compétitivité et l’emploi dans les logiciels libres. Pour plus d’informations sur l’origine de ZERI.

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Cas 26 : Serres sans chauffage ni irrigation

Mar 1, 2013 | 100 Innovations, Alimentation, Eau, Energie

Le marché

L’agriculture écologique contrôlée, aussi connue sous le nom d’agriculture sous serre, a quadruplé ou quintuplé au cours de la dernière décennie, passant d’une activité agricole marginale mais traditionnelle à une activité mondiale de +100 milliards de dollars. La superficie des serres, tant en plastique qu’en verre, atteint 630 000 hectares, dont 443 000 en Asie seulement. La Méditerranée s’étend sur plus de 100 000 hectares, l’Espagne étant le leader européen avec environ 55 000 hectares. La région autour d’Almeria et de Murcie (Espagne) couvre 200 kilomètres carrés. Les Pays-Bas ont peut-être le pourcentage le plus élevé de terres agricoles couvertes avec environ 0,25 % de la masse terrestre totale sous forme de serres. Les Pays-Bas comptent environ 9 000 serres qui opèrent sur +10 000 hectares, emploient environ 150 000 personnes et génèrent 4,5 milliards d’euros en fruits, légumes, plantes et fleurs, dont 80 pour cent sont exportés. La Turquie est en train de devenir rapidement l’un des leaders mondiaux de la production de tomates de serre avec une production de plus de 6 millions de tonnes. Ces dernières années, la Chine est devenue le plus grand opérateur d’agriculture environnementale contrôlée. Son agriculture sans sol comprend la cendre de charbon, la mousse de tourbe, la vermiculite, la coco, la sciure de bois, la balle de riz mélangée à de l’engrais organique, y compris le fumier de porc minéralisé. Ces techniques chinoises, déjà décrites par Marco Polo dans son journal, sont peu coûteuses et adaptées aux conditions locales expliquant la compétitivité du produit. Cela a ouvert le marché à l’innovation et un portefeuille de produits chimiques propulseurs de substitution, allant des hydrocarbures (propane, butane), des hydrofluorocarbures (HFC), de l’éther diméthylique (DME), des gaz propulseurs comprimés (carbone, air, azote et oxyde nitreux) sont arrivés sur le marché. L’an dernier, environ 15 milliards de conteneurs de gaz propulseur ont été vendus dans le monde, l’Europe étant en tête du marché avec une production de +5 milliards d’unités. Les aérosols en acier représentent 3,6 milliards d’unités. Si tout était recyclé à vide, cela produirait assez d’acier pour plus de 160 000 voitures. Les gaz propulseurs représentent une plate-forme technologique qui couvre une grande variété de produits : inhalateurs pour l’asthme, produits de nettoyage, insectifuges, désodorisants, produits alimentaires, désinfectants, peintures, extincteurs, crèmes à raser, produits d’entretien automobile, aviation et microélectronique. Les produits de soins personnels consomment la plupart des gaz propulseurs, surtout les laques et les mousses. Cependant, les produits alimentaires, en particulier la crème fouettée, enregistrent une augmentation constante. En revanche, l’utilisation de gaz propulseurs dans les peintures et les finitions est en baisse. Les revenus générés par les produits aérosols de consommation aux États-Unis à des prix de gros atteignent environ 15 milliards de dollars et près de 40 milliards de dollars dans le monde.

L’innovation

La rareté et le coût de l’eau obligent les producteurs à utiliser beaucoup de pesticides. En réponse, la conception des serres a évoluée depuis le début de l’an 2000 vers un système complètement fermé – tout comme les commandes du bâtiment – permettant à l’agriculteur de contrôler complètement l’énergie, l’humidité et la productivité, réduisant ainsi sa dépendance vis-à-vis des produits chimiques. L’agriculture a évoluée simultanément vers la culture hydroponique dans un substrat artificiel composé de sable, perlite, laine de roche et graviers volcaniques. Cette dernière option était déjà appliquée dans les jardins flottants des Aztèques. Earthstone Inc. (USA) propose désormais du verre recyclé, transformé en mousse grâce à l’injection de CO².

Charlie Paton, un designer britannique sans expérience dans l’agriculture, a observé lors de ses fréquents voyages au Maroc un sol improductif avec l’Atlantique d’un côté, et un vaste désert de l’autre côté. Il a vendu son entreprise d’éclairage et a consacré sa vie à la conception et à la mise en œuvre d’un moyen simple et économique de cultiver des aliments dans le désert en utilisant une eau salée abondante. L’eau de mer est évaporée pour créer des conditions fraîches et humides à l’intérieur. Une partie de l’eau de mer évaporée est condensée sous forme d’eau douce pour irriguer les cultures. L’air sec du désert qui entre dans la serre est ensuite refroidi et humidifié par l’eau de mer qui ruisselle sur le premier évaporateur. Lorsque l’air quitte la zone de croissance, il passe par le deuxième évaporateur sur lequel s’écoule l’eau de mer. Cette eau a été chauffée par le soleil dans un réseau de tuyaux qui rendent l’air chaud et humide. Lorsque l’air chaud et humide atteint la surface froide, l’eau fraîche se condense.

Les conditions fraîches et humides de la serre permettent aux cultures de pousser avec peu d’eau. Lorsque les cultures ne sont pas stressées par des transpirations excessives, le rendement et la qualité s’améliorent. Le coût d’exploitation est une fraction du coût matériel, financier et écologique des serres traditionnelles. Elle offre une opportunité de revenus dans les zones côtières du monde entier qui doivent désormais opter pour l’osmose inverse comme seul accès à l’eau potable pour la consommation humaine ou l’agriculture. Le système fonctionne également bien en combinaison avec l’infrastructure de production d’électricité, en particulier lorsqu’il est nécessaire d’évacuer la chaleur, comme c’est le cas pour les centrales solaires à concentration, en utilisant la chaleur résiduelle produite pour augmenter la production d’eau douce. Cette innovation ne consomme pas d’eau douce, mais produit à la place de l’eau potable. C’est un bel exemple du principe de l’économie bleue : utiliser ce que vous avez, passer de la rareté à l’abondance.

Le premier flux de trésorerie

Charlie a ensuite créé Seawater Greenhouse Co. Ltd. et a investi de façon privée pendant plus de 15 ans dans trois installations pilotes pour prouver le concept : Ténérife, îles Canaries (Espagne) en 1992, île Al-Aryam, à Abu Dhabi (Émirats arabes unis) en 2000, et près de Mascate, à Oman, en coopération avec l’Université Sultan Qaboos en 2004. Il n’a utilisé que les vents dominants de la mer, des ventilateurs et de simples évaporateurs prêts à l’emploi pour convertir l’eau de mer en eau douce et créer ainsi un environnement humide dans lequel à peu près toutes les plantes peuvent pousser. Fin 2009, Seawater Greenhouse a finalisé une recapitalisation avec des investisseurs privés et signé un premier projet commercial à South Augusta, en Australie.

L’opportunité

Le potentiel pour cultiver des cultures avec des intrants simples comme les nutriments, le soleil et l’eau de mer est énorme. Il est maintenant prouvé qu’il est viable de cultiver de la laitue, des tomates, une grande variété de fruits, de légumes, d’herbes et de fleurs, et même de produire du sel marin de haute qualité dans le désert. Ce modèle d’entreprise rentable génère de multiples revenus grâce à un processus simple qui imite le cycle hydrologique où l’eau de mer chauffée par le soleil s’évapore, se refroidit pour former des nuages et retourne à la terre sous forme de pluie, brouillard ou rosée. Cela représente une plate-forme énorme pour les entrepreneurs du monde entier. Il y a une fenêtre d’opportunité pour en faire un système de production grand public n’importe où dans le monde puisque les cycles hydrologiques peuvent être imités sans restriction sur toutes les altitudes. Et au lieu de travailler uniquement avec de l’eau salée, une variante de la même plate-forme technologique permettrait d’utiliser de l’eau contaminée, en sécurisant l’épuration par les cycles d’évaporation et de condensation en exploitant les différences de température et d’humidité. Si l’on ajoute à cela la technologie vortex de Curt Hallberg et de son équipe chez Watreco en Suède, décrite dans le premier cas, on voit comment les résultats prévisibles de la physique peuvent faire passer nos sociétés de la faim à la suffisance en utilisant des terres inutilisables, assurant un développement social et environnemental rentable.

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