Les opportunités émergentes de la blockchain pour le secteur agroalimentaire

La FAO et l'ICTSD ont récemment publié un Issue Paper sur les opportunités émergentes de la blockchain pour le secteur agroalimentaire. Après une présentation pédagogique des « technologies des registres distribuées » (caractéristiques, fonctionnement, différence entre chaînes de blocs publiques et privées, etc.), le document se concentre sur trois principales applications potentielles dans ce secteur : les chaînes d'approvisionnement agricoles (incluant la finance : crédits, assurances, produits dérivés), les registres de propriété des terres, et les accords internationaux relatifs à l'agriculture (accords commerciaux sous l'égide de l'OMC, et ceux relatifs au changement climatique). Enfin, les auteurs analysent les implications de ces technologies en matière de politiques publiques, et les défis techniques, institutionnels et infrastructurels à surmonter.

Source : ICTSD

Plant factories vs serres horticoles : premiers éléments d'évaluation des performances

Malgré la multiplication des études sur l'agriculture urbaine, les systèmes de production intensifs à l'intérieur de bâtiments (indoor), en environnement contrôlé (chambres stériles), sans échanges avec l'extérieur (notamment sans ensoleillement), et désignés en Asie sous le nom de plant factories, sont encore très méconnus (voir à ce sujet une précédente brève sur ce blog). Les projets, portés par des start-up ou par de grands groupes, mettent rarement leurs données à disposition des chercheurs. Trois articles récents amorcent une comparaison de leurs performances avec les systèmes conventionnels sous serre et en pleine terre.

Ainsi, un article d'Agricultural Systems couple des modèles de croissance de la laitue avec des modèles climatiques en serre et en bâtiment, pour évaluer la viabilité économique des plant factories. Selon les auteurs, la rareté relative de différentes ressources déterminera l'intérêt des diverses options. Les bonnes performances en matière de rendements et de pertes dans l'environnement sont avérées, sous différentes latitudes, mais le facteur énergétique est un verrou, même avec le progrès des éclairages LED.

Un deuxième article, publié dans le Journal of Cleaner Production, mène le même type d'analyse de cycle de vie, mais cette fois à partir de données enregistrées sur deux sites expérimentaux de l'université de Chiba, au Japon. Là encore, le système high tech réduit l'utilisation des ressources non remplaçables (phosphore, eau, foncier), mais « au prix d'une consommation d'énergie accrue ». Les auteurs comptent sur des technologies énergétiques alternatives pour lever cette contrainte : échanges de chaleur avec les industries, pompes à chaleur, piles à combustible à oxyde solide et énergie photovoltaïque.

Enfin, dans un article de Procedia CIRP, des chercheurs ont eu accès aux données d'une ferme-pilote de l'entreprise Refarmers à Lyon. Ils constatent que l'hydroponie est effectivement très productive et suggèrent un couplage avec des sources d'énergie renouvelables (éoliennes).

Florent Bidaud, Centre d'études et de prospective

Sources : Agricultural Systems, Journal of cleaner production, Procedia CIRP

Les impacts potentiels, pour l'élevage, des animaux génétiquement modifiés

Le 21 juin dernier, l'Académie vétérinaire a consacré une séance à l'apport des nouvelles technologies génomiques en élevage, s'intéressant tant aux espèces aviaires qu'aux ruminants et à la filière ostréicole. Parmi les cas présentés figure la technologie CRISPR Cas-9 (voir à ce sujet un précédent billet, un second billet et une brève sur ce blog) et son utilisation pour supprimer les protéines allergisantes du blanc d’œuf, avec la perspective de diminuer certains risques allergiques alimentaires. S'agissant des maladies animales, des recherches sont conduites pour supprimer la transmission de l'influenza aviaire grâce à l'obtention de poulets génétiquement modifiés. En matière de bien-être animal, a été également mentionnée l'insertion d'un marqueur sur un chromosome sexuel permettant de différencier embryons mâles et femelles au niveau de l’œuf avant l'éclosion. Ceci contribuerait à résoudre une question éthique en mettant fin à l'élimination des poussins mâles, et permettrait aussi une utilisation industrielle des œufs embryonnés (production de vaccins par exemple).

Source : Académie vétérinaire de France

Une « biocolle » issue des carapaces de crevettes pourrait doper la production d'isolants à base de résidus agricoles

Conçue initialement pour le marché de la construction et, plus particulièrement, pour les panneaux isolants, cette invention récemment primée en est au stade du développement préindustriel, d'après un article publié sur le site de l'Irstea. En raison de l'importance de l'utilisation des colles pour la fabrication des panneaux de bois ou isolants, employés à la fois en construction, aménagement ou ameublement, et des problèmes pour la santé liés aux composés organiques volatils (COV), la mise au point d'alternatives biosourcées et non nocives, aux colles structurales de synthèse, est une des priorités de la bioéconomie.

Mise au point et brevetée par des laboratoires de recherche publics en Auvergne, la « biocolle » produite à partir de champignons ou de la chitine des carapaces de crustacés, obtient les mêmes performances que ses équivalents issus de la pétrochimie, surtout pour la résistance mécanique au cisaillement. Elle réduit la pollution de l'air ambiant liée à la présence de COV et présente également l'avantage (rare pour la majorité des alternatives biosourcées) d'être facile d'utilisation et peu coûteuse à produire. Reste désormais à développer des partenariats avec des industriels.

Vidéo de présentation de la « biocolle »

Source : innovergne.fr

Source : Irstea

Publication du premier code juridique de l'animal

Fin mars, l'éditeur LexisNexis a publié le premier code juridique de l'animal. Dans le cadre d'un partenariat avec la Fondation 30 millions d'amis, cette somme de plus de 1 000 pages est le fruit du travail de six universitaires de Limoges, sous la direction de J-.P. Marguénaud et de J. Leroy. Ce code privé rassemble l'ensemble des textes traitant des animaux de compagnie, d'élevage ou sauvages, en provenance de sept codes officiels, de règles européennes et de décisions de jurisprudences significatives. Sont traités successivement les animaux domestiques et assimilés (Livre 1), les animaux sauvages (Livre 2) et les acteurs de la protection animale (Livre 3). Dans sa préface, F. Burgat (Inra) souligne que ce Code de l'animal constitue une « photographie de nos rapports avec le monde animal ». Pour elle, une contradiction « travaille en profondeur le droit animalier », entre « reconnaître que les animaux disposent de la qualité qui fonde des droits fondamentaux » et, « dans le même temps, les soumettre au régime des biens ».

Rappelons également que c'est à Limoges qu'a été créé le premier diplôme universitaire français en droit animalier.

Sources : LexisNexis, Le Monde

Un robot loup pour protéger les cultures japonaises des sangliers et des cerfs

Alors que les loups japonais ont disparu depuis le début du XIXe siècle, un loup d'un nouveau genre a fait son apparition dans les exploitations : le Super Monster Wolf, robot reprenant l'apparence du loup et capable de produire différents types de grognements susceptibles d'effrayer les sangliers et cerfs s'approchant des cultures. Devant le succès des expérimentations menées pendant plusieurs mois, la production devrait passer à un stade industriel, sachant que le débat sur la réintroduction d'un prédateur pour les grands gibiers est particulièrement vif au Japon.

Source : Futurism

Source : Futurism

Un plan local pour réduire les émissions de méthane entérique des vaches laitières

Le méthane entérique émis par les vaches représente plus de 50 % des émissions de gaz à effet de serre d'une exploitation laitière. Dans ce contexte, et pour réduire l'impact carbone de son agriculture, le Pays de Fougères (Ille-et-Vilaine) a lancé fin 2017 un « Plan éco-méthane ». Celui-ci prévoit d'aider financièrement les agriculteurs qui mettent en œuvre des pratiques permettant de réduire les émissions de méthane de leurs animaux. Ainsi, pour chaque tonne-équivalent CO2 non émise, les agriculteurs recevront 15 € qui leur seront versés sous forme de bons d'achats utilisables localement. Porté par l'association Bleu-Blanc-Cœur, ce plan est financé à 80 % par des fonds européens (programme Leader), pour un total de 100 000 € sur trois ans et avec l'objectif d'impliquer 200 exploitations.

Il s'agit là du premier plan de réduction des émissions de méthane entérique mis en place à l'échelle d'un territoire. Au-delà de cet aspect, il illustre le rôle grandissant des acteurs locaux dans l'élaboration des politiques agricoles.

Sources : Ouest France, Actu.fr

Caractérisation d'un premier gène de résistance au champignon responsable de la septoriose du blé

La septoriose (ou STB), qui cause d'importantes pertes de rendement dans les cultures de blé, fait l'objet de nombreuses recherches scientifiques. Une récente publication dans la revue Nature Genetics, présentée dans un communiqué de l'Inra, expose les travaux sur un gène de résistance (Stb6) au champignon pathogène responsable de cette maladie, menés par des chercheurs de l'Institut et du centre de recherche de Rothansted (Royaume-Uni). Si 21 de ces gènes avaient été identifiés et localisés auparavant, aucun n'avait encore été cloné et caractérisé fonctionnellement comme Stb6, présent dans la plupart des variétés cultivées et primordial dans les voies de défense. Aujourd'hui connue, la structure de la protéine membranaire codée par Stb6 lui permet de détecter les modifications de la paroi cellulaire dues à l'agent pathogène, induisant, grâce à son activité kinase, les mécanismes de défense de la plante.

Ces avancées s'ajoutent à la découverte récente du produit de virulence du champignon, c'est-à-dire des protéines qu'il synthétise, codées par le gène AvrStb6, et qui sont reconnues par le blé grâce à la protéine membranaire codée par Stb6. La capitalisation des connaissances sur les interactions entre les organismes hôtes et pathogènes permettra, à terme, de développer de nouvelles méthodes de lutte contre la septoriose. Dans la mesure où la sélection variétale repose aujourd'hui sur les seules évaluations phénotypiques, le clonage du premier gène de résistance représente, d'après les auteurs, une avancée agronomique majeure, qui offre de nouvelles perspectives en matière de durabilité de la protection des cultures.

Source : Nature Genetics

Des capteurs pour suivre la transpiration foliaire

D'après un article de ScienceDaily, des chercheurs de l'Iowa State University ont mis au point des capteurs à base de graphène, dont une des applications est le suivi de l'utilisation de l'eau par les cultures. Ces capteurs d'une épaisseur de 5 µm sont collés sous forme de ruban sur les feuilles d'une plante, et n'influent pas, selon les auteurs, sur la croissance ou la production de celle-ci. Le recours à un oxyde de graphène permet, par changement de conductivité, de mesurer l'évaporation d'eau, autrement dit la transpiration foliaire.

Déjà testés en laboratoire et lors d'une expérience pilote sur le terrain, d'autres essais au champ sont prévus, notamment sur des cultures de maïs, suite à l'allocation de financements par l'USDA. D'autres utilisations, comme le suivi des maladies ou de l'application de produits phytosanitaires, sont évoquées par les chercheurs. Cette technologie fait actuellement l'objet d'une demande de brevet par l'Iowa State University Research Foundation.

Source : ScienceDaily

Des levures de vignes sauvages pour lutter contre les moisissures en viticulture

Le débat autour des résidus de fongicides dans les produits viticoles a accentué les recherches de moyens alternatifs de lutte sanitaire. C'est dans ce contexte que des chercheurs de l'université de Milan ont examiné le pouvoir antagoniste de levures de vignes sur les pathogènes fongiques provoquant de récurrents dégâts dans les vignobles (Botrytis, Penicillium, Aspergillus, etc.). Un article publié début novembre rend compte de leurs travaux.

Plus de 200 souches issues de 26 espèces de levure, récoltées sur des feuilles de différentes vignes sauvages d'Europe et de variétés cultivées en systèmes biodynamique, biologique et conventionnel, ont été sujettes à des expériences in vitro et in vivo. L'évaluation de leur efficacité respective repose sur l'analyse de leur caractère inhibiteur ou tueur, leurs sécrétions de molécules létales (enzymes, composés organiques volatiles, acide sulfurique, etc.), leur capacité à se fixer dans le milieu en formant un biofilm et à contrer les mécanismes de défense du pathogène.

Si les résultats concluent que 6 souches seulement sont intéressantes pour le biocontrôle, l'une d'entre elles s'est révélée plus efficace qu'un fongicide de synthèse.

Source : Frontiers in Microbiology

Le contrôle des troupeaux connectés en élevage bovin laitier

La diffusion en agriculture de nouvelles technologies concerne également le secteur bovin laitier, qui fait l'objet de nombreuses recherches pour le développement d'outils connectés. Dans un article du 26 octobre, le Financial Times présente l'exemple de vaches équipées de podomètres, colliers, capteurs stomatiques, mammaires, capteurs de mouvements, etc., soit autant d'outils permettant à l'éleveur de suivre leurs paramètres biologiques à distance. La santé, l'état de fertilité, les vêlages, mais aussi la qualité du lait sont alors sous contrôle de l'éleveur grâce à des applications sur smartphone ou ordinateur.

Des enjeux sont internationaux : l'amélioration de la production et de la productivité économique par l'optimisation du système d'élevage (anticipation des phénomènes biologiques permettant une meilleure gestion temporelle des interventions) grâce à des innovations technologiques. De nouveaux capteurs pour les troupeaux connectés et des applications sont ainsi déjà développés sur les marchés italiens, irlandais et japonais.

Faisant de l'animal un objet technologique, ces innovations sont néanmoins au cœur de débats éthiques sur la condition animale en élevage.

Représentation schématique d'une vache connectée

Source : Financial Times

Source : Financial Times

Chine : la nouvelle route de la soie pourrait changer le paysage des marchés de céréales

Les investissements massifs de la Chine destinés à construire les infrastructures permettant de mieux relier le pays au continent européen offrent de nouvelles opportunités aux pays producteurs de céréales de l'ancien bloc soviétique. Un article de la Nikkei Asian Review en décrit les enjeux. Ces nouvelles voies de transport ouvrent de nouveaux marchés aux céréales du Kazakhstan, du Kirghizistan, de l'Ouzbékistan et de la Russie, non seulement vers la Chine, mais aussi vers l'Asie du Sud-Est. À terme, selon l'auteur, cela pourrait fortement réduire la présence américaine sur ces marchés.

Source : Nikkei Asian Review

La FoodTech en France : état des lieux et perspectives

DigitalFoodLab a publié, début décembre, un rapport présentant la « FoodTech » en France, de 2013 à 2017. Il en dresse un panorama autour de six domaines : « AgTech » (ex : agriculture de précision), « FoodScience » (ex : produits alimentaires de rupture), « FoodService » (ex : plateforme de réservation de restaurant), « Coaching » (ex : nutrition personnalisée), « Media » (ex : recettes en ligne), « Delivery & Retail » (ex : livraisons de proximité). Depuis 2013, 400 startups ont été créées, levant 317 millions d'euros, avec une dynamique plus importante ces dernières années (premières levées de fonds supérieures à 20 millions d'€ notamment). Sur 2014-2015, les montants investis en France ne représentent cependant que 1,1 % du total mondial. À noter que AgTech, FoodService et Retail & Delivery attirent près de 90 % des investissements, et que l’Île-de-France concentre 63 % des entreprises et 80 % des fonds levés.

Évolution des investissements par domaine

Source : DigitalFoodLab

Les auteurs identifient des tendances pour le développement de la FoodTech à court terme (livraisons, produits innovants et locaux, données pour les restaurateurs et industriels), moyen terme (blockchain, nutrition personnalisée, aliments du futur) et long terme (rapprochement production–consommateur, plus grande transparence, personnalisation généralisée des produits).

Source : DigitalFoodLab

Un moyen novateur de lutte biologique contre les insectes ravageurs lors du stockage de denrées alimentaires

Fléaux sanitaires pour les industries agroalimentaires, mites, teignes ou tribolium se retrouvent fréquemment dans les denrées stockées. Ces insectes sont à craindre à chaque étape de transformation, de la matière brute au produit fini, et sont responsables de pertes alimentaires et de surcoûts sanitaires.

Si les produits phytosanitaires sont le plus souvent utilisés pour prévenir et traiter l'infestation, des méthodes de biocontrôle se développent. Le pôle de compétitivité Vitagora présente l'une d'elles sur son blog, fruit de plusieurs années de recherches chez Bioline Agrosciences : l'utilisation de micro-abeilles de la famille des Trichogrammes, prédateurs spécifiques des mites alimentaires. Les principaux enjeux de cette innovation sont l'identification des espèces prédatrices spécifiques à chaque ravageur et l'introduction de ces insectes dans le milieu à protéger ou à assainir. Enfin, cette alternative fait appel à des mécanismes biologiques qui ne sont pas pleinement prévisibles et son efficacité ne peut pas, de ce fait, être totalement garantie.

Source : Vitagora

Déchets organiques et résidus de culture : un gisement de matériaux pour la construction et une source de valeur à l'échelle des métropoles

L'utilisation de certains déchets organiques solides, dans la fabrication des matériaux de construction plutôt qu'en fermentation ou en amendements organiques, pourrait modifier profondément la chaîne de valeur des produits agricoles. Dans une publication récente, le cabinet Arup en étudie la faisabilité et l'impact à l'échelle d'une ville.

Sur la base d'un inventaire des solutions existantes à partir de sources organiques (canne à sucre, blé, ananas, tournesol, feuilles, etc.), les auteurs mettent en avant des complémentarités entre les acteurs de la construction et de l'agriculture, et le potentiel d'émergence de nouvelles activités économiques à l'échelle de différentes métropoles. Ainsi, 1 tonne de déchets et résidus organiques permet de produire 1 000 m² de panneaux minces.

Schéma d'économie circulaire à partir des productions agricoles et forestières

Source : Arup

Une simulation est conduite sur la métropole milanaise, prenant appui sur le système de recyclage des déchets organiques solides et sur l'importance de l'agriculture sur ce territoire. Près de 8 millions de m² de panneaux pourraient être produits annuellement, en transformant seulement 10 % des déchets organiques et résidus de culture.

Source : Arup