Actuellement, l'un des plus grands obstacles auxquels les agriculteurs verticaux sont confrontés est l'énorme demande d'électricité, à laquelle les besoins d'éclairage artificiel sont un facteur majeur. Les innovateurs travaillent d'arrache-pied pour résoudre ce problème et explorer les solutions possibles qui mettent en œuvre les connaissances scientifiques et techniques de diverses disciplines.

L'AVF s'est entretenu avec Lucas van der Zee, qui travaille sur "Fruit of Knowledge", un projet de recherche qui ne manquera pas de repousser les limites de la science agricole de nombreuses manières nouvelles. Leur technologie présente bon nombre des avantages de l'agriculture verticale, tels que l'absence de pesticides et la réduction des besoins en eau et en nutriments ; mais, curieusement, il ne nécessite de lumière à aucun moment du processus. "Cela étend ce que vous pensez être possible, donc nous pensons qu'il y aura beaucoup de dérivés intéressants."

Empêcher la photosynthèse en utilisant du sucre

Dans sa recherche pionnière en 1951, JP Nitsch a coupé une fleur d'une tomate et l'a cultivée dans un milieu contenant des sucres et des nutriments jusqu'à ce qu'une tomate pleinement développée émerge:

"Fruit of Knowledge" travaille sur "une technologie de production alimentaire radicalement innovante pour produire uniquement les organes récoltables au lieu de la plante entière". Il utilise une source de glucides/sucre pour nourrir directement la plante plutôt que d'utiliser une source de lumière, qui entraînerait normalement la photosynthèse pour produire les glucides/sucre nécessaires à la croissance. Cela supprime complètement l'exigence de source lumineuse du processus.

"L'idée est qu'au lieu de laisser la lumière produire ce sucre, vous pourriez avoir un site quelque part dans le monde [avec] de bonnes conditions environnementales où vous produisez les sucres [...] Vous devez produire une source durable de sucres et ensuite les transporter vers zones où la production de fruits/plantes fraîches est difficile.

Le sucre utilisé est simplement du sucre de table, plus précisément du saccharose. Ainsi, le sucre peut provenir de la betterave à sucre ou du sucre de canne, mais Lucas suggère qu'il pourrait également être «[...] une forme recyclée de sucre [provenant de] déchets alimentaires qui est hydrolysée pour créer des sucres».

Le processus mettra également en œuvre une nouvelle technologie de pointe pour induire la floraison "... instantanément au lieu de faire pousser une plante entière" et sans modification génétique, ce qui présente des avantages évidents en termes d'acceptation par le consommateur.

«Nous avons ce processus de conception transdisciplinaire, qui consiste essentiellement à [avoir] des conversations avec des gens de l'industrie, et nous voulons vraiment impliquer le réseau AVF. Donc des agriculteurs verticaux, mais aussi des gens de l'industrie de la culture tissulaire, des chefs/restaurants et des consommateurs.

L'objectif est de définir clairement quelles sont les exigences pour un produit réussi utilisant cette technologie, dans le but d'atteindre la communauté agricole verticale pour obtenir des informations pendant le processus de conception:

"Nous voulons vraiment savoir comment cette technologie pourrait fonctionner pour les agriculteurs verticaux [...] et avoir un aperçu de cela." L'idée du projet de recherche Fruit of Knowledge a pris racine à l'Université de Wageningen, où Lucas a d'abord étudié la faisabilité de ce nouveau type d'agriculture de « fruits cultivés en laboratoire ».

«J'ai vu que toutes les différentes étapes du processus avaient été essentiellement testées en science, mais personne n'a vraiment assemblé ou étudié le processus dans son ensemble. Il existe encore des goulots d'étranglement en termes d'efficacité des processus, mais il existe des solutions pour ceux […] nous voulons mettre en place un projet de recherche de 4 ans pour voir si nous pouvons produire des fruits sans plante ».

Le projet est maintenant un effort de collaboration entre le groupe Horticulture et Physiologie des Produits (HPP) de l'Université de Wageningen; le laboratoire de biochimie de l'université de Wageningen; et l'unité de recherche Plantes et Systèmes de Culture en Horticulture (PSH) de l'INRAE.

"La partie difficile à ce sujet est, d'une part, qu'une partie de la science est au niveau fondamental, en particulier l'induction [de la floraison]. D'un autre côté, ça s'applique vraiment. Notre principal défi en ce moment est donc de trouver la bonne source de financement qui se situe entre ces deux niveaux : à la fois appliquée, mais aussi plus fondamentale."

Les quatre étapes de la production de fruits cultivés en laboratoire

• Partie 1: Étape de multiplication
  Tout d'abord, une source de cellules souches est nécessaire. Puis ils se multiplient. Pour les fruits cultivés en laboratoire, les cellules souches proviennent du méristème à l'extrémité de la pousse de la plante. "C'est fondamentalement quelque chose que nous devons optimiser un peu et nous assurer que nous avons un bon système de travail car une fois que nous avons beaucoup de méristèmes, nous pouvons faire toutes nos expériences avec ça."
• Partie 2: « La grande question fondamentale : comment induire la floraison de ces méristèmes ? "Nous avons trouvé ce que nous pensons vraiment être une technologie révolutionnaire pour induire ces fleurs sans recourir à la modification génétique."
• Partie 3: Induction de la production de fruits. Une fois qu'une fleur a été pollinisée, des composés spécifiques sont produits dans la plante qui font pousser le fruit. Au lieu de la pollinisation, il est possible d'appliquer directement ces composés et d'induire le passage du fruit. Cela a déjà été assez bien étudié, donc ce ne sera pas l'objectif principal du projet.
• Partie 4: Cultiver le fruit. Cela implique de fournir des glucides et des nutriments optimaux. Fruit of Knowledge propose également d'innover des bioréacteurs pour la culture des fruits. "Ainsi, nos deux principaux domaines d'intérêt sont l'induction florale avec cette nouvelle technologie et également la modélisation et l'expérimentation de la croissance des fruits."

Portée future, commercialisation et applications dérivées
Fruit of Knowledge entend consacrer les deux premières années de recherche à la résolution de certains problèmes fondamentaux. Après quatre ans, ils veulent présenter à la fois des preuves de concept et des conceptions pour montrer comment cette technologie pourrait être mise en œuvre, en travaillant avec les parties prenantes pour voir comment elle peut être transformée en réalité commerciale. Cela impliquera également l'optimisation de certains attributs de qualité, y compris le goût, ainsi que la mise à l'échelle, le travail sur l'efficacité du système et la compréhension de l'acceptation par les consommateurs.

Pour l'instant, la recherche est menée en utilisant des tomates comme fruit modèle, mais Lucas est positif quant à la possibilité d'étendre à d'autres produits à l'avenir : "Je pense qu'une traduction est nécessaire, mais une grande partie de la logique sera la même. . »

Lucas est également enthousiasmé par les applications dérivées potentielles, y compris la «myriade» de grandes applications qui pourraient découler de la capacité de contrôler la floraison ou d'induire une floraison rapide. «Peut-être voulez-vous avoir plus de contrôle sur votre offre-demande et votre floraison, ou peut-être voulez-vous fleurir beaucoup plus tôt ou faire une reproduction très rapide, ce genre de chose […] si nous avons ce système de contrôle de haute précision pour faire pousser un fruit alors il y a beaucoup d'idées que nous pouvons obtenir. Par exemple, les relations entre l'afflux de nutriments et de sucres et la qualité finale du fruit ».