2.7 Ressources énergétiques
2.7.1 Prédictions
À mesure que la mécanisation se propage à l’échelle mondiale, l’agriculture intensive en plein champ repose de plus en plus sur les combustibles fossiles pour alimenter les machines agricoles et pour le transport des engrais et des produits agricoles, ainsi que pour faire fonctionner le matériel de transformation, d’emballage et de stockage. En 2010, l’Agence internationale de l’énergie de l’OCDE a prévu que la consommation mondiale d’énergie augmenterait jusqu’à 50 % d’ici 2035 ; la FAO a également estimé que 30 % de la consommation mondiale d’énergie est consacrée à la production alimentaire et à sa chaîne d’approvisionnement (FAO 2011). Les émissions de gaz à effet de serre (GES) associées aux combustibles fossiles (environ 14 % dans l’analyse du cycle de vie) ajoutées à celles provenant de la fabrication d’engrais (16 %) et à l’oxyde nitreux provenant des sols moyens (44 %) (Camargo et al., 2013), contribuent toutes de façon importante aux impacts environnementaux de l’agriculture. La tendance au XXIe siècle à produire des biocarburants à base de cultures (par exemple le maïs pour l’éthanol) pour remplacer les combustibles fossiles a accentué la pression sur le défrichage des forêts tropicales, des tourbières, des savanes et des prairies pour la production agricole. Toutefois, des études font état de la création d’une « dette carbone » à partir de ces pratiques, puisque le rejet global de COSub2/Sub dépasse les réductions de GES qu’elles procurent en remplaçant les combustibles fossiles (Fargione et al., 2008). On peut supposer qu’il existe une dette carbone similaire lorsqu’il s’agit de défricher des terres pour élever des cultures vivrières par l’agriculture conventionnelle qui repose sur des combustibles fossiles.
Dans une analyse comparative des systèmes de production agricole, on a constaté que les pêcheries au chalutage et les systèmes d’aquaculture en recirculation (RAS) émettent des GES de 2 à 2,5 fois plus que les pêcheries non chalutées et l’aquaculture non réglementée (enclos, chemins de roulement). Dans le RAS, ces besoins énergétiques sont principalement liés au fonctionnement des pompes et des filtres (Michael et David, 2017). De même, les systèmes de production en serre peuvent émettre jusqu’à trois fois plus de GES que les cultures en plein champ si l’énergie est nécessaire pour maintenir la chaleur et la lumière dans des fourchettes optimales (ibid.). Toutefois, ces chiffres ne tiennent pas compte des autres impacts environnementaux des systèmes non réglementés, comme l’eutrophisation ou les transferts potentiels d’agents pathogènes vers les stocks sauvages. Ils ne tiennent pas compte non plus des GES provenant de la production, du transport et de l’application d’herbicides et de pesticides utilisés en plein champ, ni du méthane et de l’oxyde nitreux provenant de la production animale associée, qui ont tous deux un potentiel de réchauffement de serre de 100 ans (PRG) 25 et 298 fois plus élevé que celui du COsub2/sub, respectivement (Camargo et al., 2013 ; Eggleston et al., 2006).
Ces estimations minutieuses de la consommation d’énergie actuelle et future et des émissions de GES associées à la production alimentaire ont donné lieu à de nouvelles méthodes de modélisation et de nouvelles approches, par exemple l’approche des Nations Unies entre l’eau et l’énergie mentionnée dans sect. 2.1. Les objectifs de développement durable des Nations Unies ont mis en évidence la vulnérabilité de la production alimentaire aux fluctuations des prix de l’énergie en tant que facteur clé de l’insécurité alimentaire. Cela a incité les efforts visant à rendre les systèmes agroalimentaires « intelligents » en mettant l’accent sur l’amélioration de l’efficacité énergétique, l’augmentation de l’utilisation des sources d’énergie renouvelables et l’encouragement de l’intégration de la production alimentaire et énergétique (FAO 2011).
2.7.2 Aquaponie et économie d’énergie
Les progrès technologiques dans le fonctionnement des systèmes aquaponiques tendent à être de plus en plus « intelligentes en matière d’énergie » et à réduire la dette carbone des pompes, des filtres et des dispositifs de chauffage et de refroidissement en utilisant de l’électricité produite à partir de sources renouvelables. Même dans les latitudes tempérées, de nombreuses nouvelles conceptions permettent de réintégrer complètement l’énergie nécessaire au chauffage et au refroidissement des bassins à poissons et des serres, de sorte que ces systèmes ne nécessitent pas d’intrants autres que les réseaux solaires ou l’électricité ou la chaleur générée par la production bactérienne de biogaz de boues dérivées de l’aquaculture (Ezebuiro et Körner 2017 ; Goddek et Keesman 2018 ; Kloas et al. 2015 ; Yogev et al. 2016). De plus, les systèmes aquaponiques peuvent utiliser la dénitrification microbienne pour convertir l’oxyde nitreux en azote gazeux s’il existe suffisamment de sources de carbone provenant des déchets, de sorte que les bactéries anaérobies hétérotrophes et facultatives peuvent convertir les nitrates en azote gazeux en excès (Van Rijn et al. 2006). Comme indiqué dans [Sect. 2.7.1](#271 -prédictions), l’oxyde nitreux est un puissant gaz à effet de serre et les microbes déjà présents dans les systèmes aquaponiques fermés peuvent faciliter sa conversion en azote gazeux.