Histoire d’agriculture urbaine: d’une science de la NASA au jardinage intérieur avec Vertiponic

Ceci est une republication. L’article original est paru en anglais sur le blogue de RakeAround

Histoire d’agriculture urbaine: d’une science de la NASA au jardinage intérieur avec Vertiponic

par Dominique Bernier,

Cultiver de la nourriture dans l’espace nécessite de faire plus et mieux avec moins. Pour y parvenir, il fallait déconstruire les principes de l’agriculture et remettre en question l’importance du sol et de l’eau. Les recherches parrainées par la NASA ont montré que cela pouvait être fait avec l’aéroponie à haute pression (HPA). Vertiponic a décodé une partie de cette recherche et l’a poussée pour développer son propre jardin intérieur à haute efficacité.

Cette histoire a commencé lorsque je suis allé visiter Vertiponic à Montréal, curieux d’en apprendre plus sur l’Aji Charapita, un piment rare et coûteux qu’ils cultivent. J’ai été époustouflé par ce que j’ai découvert, comme vous pouvez le voir dans le clip ci-dessous.

Il s’est avéré que la vraie histoire n’était pas cette variété de piment appelée la mère de tous les piments, mais la façon dont Vertiponic les cultivait. Il n’est pas exagéré de dire que cela a le potentiel de bouleverser complètement la façon dont nous cultivons les aliments biologiques en milieu urbain.

Le jardin intérieur de Vertiponic, qui ressemble un peu à une nacelle de navette spatiale de l’intérieur, permet de faire pousser des aliments biologiques à haut rendement sur une petite surface à l’aide du HPA. Bien que la conception actuelle n’ait pas encore été perfectionnée pour le marché de masse, elle pourrait bientôt devenir le nouvel appareil électroménager à ne pas manquer.

JF m’expliquant les aspects techniques de son jardin
alt textLa fille de JF a décidé de se joindre à la discussion

Contrairement à la plupart des jardins d’intérieur actuellement disponibles sur le marché, qui peuvent servir à des fins plus décoratives que productives, le jardin de Vertiponic peut réduire considérablement le coût d’achat de produits frais. Il répond également à de nombreux autres problèmes tels que la traçabilité, la durabilité, la sécurité alimentaire et l’accessibilité des aliments.

Il peut cultiver 36 cultures sur 16 pieds carrés, y compris un espace supplémentaire pour les cultures secondaires comme les micro-pousses. Il y a un pied carré d’espace qui reste disponible à tout moment pour la récolte et la maintenance, l’une des tables de croissance pouvant être déplacée d’un côté à l’autre si nécessaire. Dans ce concept, la valeur de rendement est mesurée en pieds cubes au lieu de pieds carrés, simplement parce qu’elle reflète mieux l’efficacité de l’espace utilisé.

En moyenne, chaque espace de culture peut produire jusqu’à 10 livres de fruits ou de légumes verts par an (en fonction du type de culture: par exemple, laitue, 12 lb / an; poivrons King of the North 11 lb / an, poivrons Doe Hill 10 lb / an, radis Melon 5 lb / an). En considérant le prix du marché de chaque culture, la valeur annuelle des aliments cultivés dans cet espace de 128 pieds cubes peut varier de 500 $ à plus de 1000 $. Parce que Vertiponic cultive des poivrons Aji Charapita, leur revenu moyen par pieds cube monte en flèche. Le prix du marché au kilo pour ce piment peut atteindre 25 000 dollars. Leur espace peut en produire 400 grammes par an, ce qui leur donne une valeur de rendement avoisinant les 78,00 $ / pied3.

Le système HPA pour jardin intérieur est étalonné de manière à éviter l’encrassement pouvant mener à un bouchage des buses, pour un entretien minimal et des performances optimales. Il pourrait être entièrement alimenté par un panneau solaire de 5 000 watts ou par une éolienne de 2 000 watts, le rendant ainsi parfaitement autonome. La chaleur générée par les lumières est récupérée pour réchauffer l’appartement ou la maison en hiver et poussée à l’extérieur en été, comme le fait une sécheuse.

Jardin intérieur à portes fermées
Jardin intérieur avec panneaux enlevés pour une vue intérieure

Un autre aspect particulier de ce jardin est son coût de recherche et développement. Alors que de grandes entreprises technologiques telles que Microsoft, Tencent, and Intel investissent des millions de dollars dans des projets visant à développer des méthodes efficaces de culture des aliments avec l’aide de l’IA, Vertiponic a généré des résultats similaires, voire supérieurs, avec un budget inférieur à 5 000 $ (sans support en intelligence artificielle).

Qui est derrière Vertiponic?

Cette petite start-up a été créée par JF, un ouvrier du bâtiment très intéressé par la culture de plantes. Son épouse Noemi l’aide à communiquer en faisant la promotion de son travail sur le site Web Vertiponic et les médias sociaux.

JF a expliqué qu’il n’avait pas eu la possibilité de faire des études universitaires. Cependant, sa passion pour les sciences, l’ingénierie et la biologie, sa curiosité et son appétit de connaissances se sont avérés être les meilleurs enseignants. À l’âge de 18 ans, il commençait déjà à expérimenter des techniques de croissance à haute efficacité avec des plantes de cannabis médicinales.

En 2002, sa propre variété de cannabis médicinal biologique lui a valu la première place à la Coupe du cannabis au Québec. Sa variété primée, le Magic Crystal, était un croisement entre une White Widow et une Orange Bud. De là, le clonage est devenu sa spécialité.

«Avec ce que je sais aujourd’hui, il ne me faudrait que 4 plantes de qualité et une lumière de 600 watts pour produire 400 clones de haute qualité par plante en moins de 2 semaines», a déclaré fièrement JF.

Ces compétences sont devenues extrêmement précieuses au Canada depuis le17 octobre 2018 et vous vous demandez peut-être pourquoi JF n’est pas un cultivateur de cannabis professionnel à plein temps. “L’impact social entre la culture du cannabis et la nourriture n’est pas le même”, a déclaré JF. Déjà en 2003, il avait remarqué un changement dans l’industrie du cannabis. Le battage publicitaire autour de la culture du cannabis à des fins scientifiques et médicales a basculé vers le divertissement et la promotion de produits.

Pour JF, c’est le manque de sérieux et d’objectifs sociaux concrets qui l’a poussé à l’écart. Une industrie uniquement à la recherche de profits élevés dans le divertissement n’était pas exactement ce qu’il cherchait. Ses principaux intérêts étaient la recherche, le développement et la création de nouvelles techniques de croissance. Par conséquent, il a décidé de continuer ce qu’il avait commencé, mais il est passé du cannabis aux cultures alimentaires. Si vous y réfléchissez, c’est loin d’être un mauvais coup. Ce domaine a terriblement besoin d’innovations nouvelles, durables et économiquement viables.

JF comprend que le modèle agricole traditionnel a atteint ses limites. C’est pourquoi il a voulu créer un système offrant les rendements les plus élevés au moindre coût, en utilisant un minimum de ressources naturelles, de ressources humaines et d’espace.

«Une marge élevée peut être générée dans l’agriculture si l’on utilise la bonne science. Et vous n’avez pas besoin de Roundup, de travailleurs étrangers sous-payés ou d’une armée de volontaires pour y parvenir. ” -JF

Tout ce qu’il a appris dans l’industrie du cannabis a été appliqué à des cultures vivrières telles que la tomate, le poivron, le piment, le concombre, la laitue et bien d’autres. Pour mener à bien son projet, HPA est devenu sa principale technique de culture et son sujet de recherche.

L’aéroponie à haute pression est un processus de croissance de plantes qui utilise l’air comme substrat pour nourrir les systèmes racinaires. Pour les empêcher de se dessécher, les racines sont pulvérisées par une brume intermittente.

«Les recherches parrainées par la NASA ont montré que la HPA était la méthode la plus performante et durable pour cultiver des aliments jamais développée et qu’elle était tout simplement indiscutable.» – JF

Comment fonctionne l’aéroponie

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Selon Richard Stoner, le chercheur de la NASA qui a développé la méthode dans les années 80, l’HPA utilise jusqu’à 98% moins d’eau que l’agriculture traditionnelle. Par exemple, pour 1 000 litres utilisés dans l’agriculture traditionnelle, l’aéroponie utiliserait seulement 20 litres pour obtenir les mêmes résultats.

La même étude de la NASA montre que l’aéroponie réduit l’utilisation d’engrais de 95% par rapport à l’agriculture traditionnelle, ce qui la rend très compétitive par rapport aux autres techniques hydroponiques populaires. «Si vous comparez la méthode hydroponique du courant d’eau profonde (DWC) dans lequel vous avez besoin d’au moins 15 litres d’eau par plante, mon système aéroponique dispose d’un réservoir de 40 litres pour 36 plantes, ce qui réduit considérablement les coûts opérationnels et la quantité d’éléments nutritifs nécessaires», dit JF. “L’aéroponie est la seule méthode qui vous permet de travailler avec des nutriments de haute qualité, d’atteindre une efficacité élevée et d’obtenir des résultats optimaux, au moindre coût”, a-t-il ajouté.

Décoder la science de l’aéroponie à haute pression

  • niveau de ppm dans l’eau

  • taille de chaque gouttelette dans la brume

  • niveau de pH des gouttelettes

  • le dosage des nutriments dans chaque gouttelette

  • la fréquence de pulvérisation de la brume

  • durée de chaque pulvérisation

  • Pression (PSI)

“Ces paramètres sont l’arme secrète de Vertiponic”, a expliqué JF. En expérimentant sa configuration aéroponique, JF a appris que plus une plante poussait vite, meilleure était sa qualité et sa valeur nutritionnelle. Cela se remarque particulièrement à travers le goût et les arômes dégagés par les fruits.

Avec HPA, il faut 15 secondes à la plante pour détecter les éléments nutritifs dans la brume et environ une journée pour absorber ce dont elle a besoin. La taile d’une gouttelette est calculée en microns (1 micron = 0,001 millimètre) et c’est quelque chose que JF prend vraiment au sérieux.

Plus la qualité de la brume est bonne, meilleure sera la productivité de l’installation. Il travaille actuellement sur la réduction de la taille de ses gouttelettes pour se rapprocher un peu des 50 microns, ce que les chercheurs de la NASA ont établi comme taille pour obtenir des résultats optimaux. Cependant, le débat est en cours, a-t-il noté.

À ce stade, sa calibration actuelle évite le colmatage de toutes les buses et a considérablement réduit le temps et les coûts de maintenance. C’est quelque chose que très peu de personnes ou de systèmes peuvent se vanter d’avoir accompli, a déclaré JF.

Atteindre 50 microns aurait un impact sur les performances des buses? Il n’a pas encore la réponse, car pas assez de personnes ont traversé ce territoire et l’ont documenté jusqu’à présent. Il est dans une position où une partie des connaissances en la matière est créée par lui-même. Pour l’instant, il comprend comment et pourquoi ses cultures réagissent si bien à son calibrage spécifique, ce qui en fait l’une des informations les plus précieuses qu’il a développées.

“Avec la taille de mes gouttelettes, mon système fonctionne très bien, les buses restent propres, les efforts de maintenance sont faibles et les plantes prospèrent comme des folles!” – JF

JF hésite à discuter des résultats avec des personnes utilisant des méthodes d’agriculture traditionnelles, car l’écart entre ce que la science sait et ce que fait l’industrie agroalimentaire devient trop grand. Il est souvent victime de négation systémique, de dénigrement ou est accusé de mentir et de tricherie. Néanmoins, il persiste à partager beaucoup de ses connaissances pour que les gens puissent comprendre les possibilités de HPA. Vous pouvez également essayer en consultant le guide 7 étapes pour l’aéroponie à haute pression en intérieur/a> de Vertiponic.

“Je ne comprends toujours pas pourquoi l’aéroponie n’est pas enseignée à grande échelle dans les écoles d’agriculture et les universités d’Amérique du Nord”, a déclaré JF. “Cette méthode produit 30% de plus et plus rapidement que l’hydroponie, et dans mon système, mes cultures ne nécessitent ni fongicides, ni pesticides, ni algicides”, a-t-il ajouté.

Tous les nutriments utilisés sont à base minérale ou organique et aucun produit chimique n’est requis. JF a expliqué qu’il pouvait utiliser du Boron des fois, mais à certaines occasions et pour certains types de cultures uniquement, telles que les fraises./p>

Pour bien nourrir les plantes, JF a développé sa propre soupe pour son système aéroponique en utilisant les nutriments d’Advanced. Ce qu’il appelle soupe est une combinaison personnalisée de nutriments pour les cultures, qui les nourrit à travers la brume.

Voici quelques exemples de résultats de productivité des cultures de son système HPA :

  • Betteraves: 160g en 6 semaines

  • Plant de mûres sauvages: a grandi jusqu’à 17 pieds et a mis 8 semaines pour produire des baies

  • Concombre: produit 1-2 fruits par semaine

  • Poivron de Doe Hill: 100 à 200 poivrons par an

  • Piment d’Espelette: produit plus de 400 poivrons par an (prix moyen du marché 12 $ / lb)

  • Poivron King of the North: 50 à 100 poivrons par a

  • Laitue Iceberg: 5 semaines de la graine à la récolte

  • Radis Melon: 180g en 5 semaines à partir de la graine jusqu’à la récolte

  • Radis pourpres: 60g en 3 semaines à partir de la graine jusqu’à la récolte

  • Tabac: 3 semaines à partir de la graine jusqu’aux feuilles prêtes à sécher)

Pour voir plus d’images, consultez le compteFlickr de Vertiponic.

Prochaine étape

Vertiponic vise à créer une variété d’installations et de services HPA personnalisées pour répondre aux besoins de nombreux types de clients. Ces produits ou services pourraient :

  • aider à augmenter ou maximiser les rendements des fermes urbaines existantes

  • aider les organisations à but non lucratif à cultiver des produits alimentaires de manière efficace et à faible coût pour leur clientèle

  • permettre aux restaurateurs de réduire leurs coûts de nourriture

  • fournir des solutions clés en main aux entrepreneurs souhaitant démarrer leur projet d’agriculture urbaine.

Pour démontrer la puissance du clonage et la productivité du système, JF prévoit de faire de l’Aji Charapita, une plante rare en croissance au Pérou, aussi commune que le basilic en produisant jusqu’à 1000 clones par mois. C’est aussi une façon de montrer que sa productivité par pied carré peut être égale ou supérieure à celle de gros joueurs comme Square Roots, AeroFarm ou Bowery Farming.

Il a déjà commencé et vous pouvez voir dans la vidéo ci-dessous comment il a transformé le petit jardin intérieur en une mini-jungle péruvienne.

alt textAji Charapita dans le jardin intérieur
Une des récoltes d’Aji Charapita

Poursuivre la recherche et le développement du jardin intérieur reste une priorité. «Ce type de produit peut vraiment évoluer et devenir aussi utile que tous les appareils électroménagers que nous connaissons», a déclaré JF.

Le pod de jardin intérieur pourrait avoir différentes tailles. Le principal avantage de l’augmentation de la taille (si vous avez de la place) est que la valeur du rendement du jardin devient bien supérieure au coût initial, au coût opérationnel et aux efforts requis.

Le but du pod de jardin intérieur va au-delà de l’efficacité et de la productivité. Il s’agit de le rendre accessible au plus grand nombre de personnes possible. Associé à un logiciel de surveillance ou à un support d’IA, il pourrait potentiellement faire de chacun de nous les agriculteurs les plus durables et les plus productifs de l’histoire de l’humanité.

«Si mon système était supporté par un logiciel de surveillance ou une IA, un jardin ou une serre de 1 600 pieds cubes permettrait facilement à une famille de 4 personnes de devenir complètement autonomes en fruits et légumes.» -JF/p>

D’autres cultures seront testées prochainement, telles que les fruits exotiques, les avocatiers… et le café! Maintenant, imaginez ceci: les gens cultivent facilement leur café ou le café localement. Le potentiel et les opportunités sont réels. Cela représenterait un énorme soulagement pour la chaîne d’approvisionnement et une réduction considérable de notre empreinte carbone. C’est ce qui se produit lorsque l’on associe sciences spatiales et agriculture: on a le ciel pour limite.

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À propos de l’auteur

Dominique Bernier

Dominique est le co-fondateur de RakeAround . Pour lui, les tendances démographiques, la démocratisation de la technologie et la personnalisation de l’alimentation façonneront les systèmes alimentaires du 21ème siècle.

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