Selon les calculs de chercheurs, fabriquer des protéines à partir d’air et d’électricité permettrait d’économiser 90 % d’espace sur Terre par rapport à l’agriculture, et ainsi de diminuer la pression environnementale sur la Planète. Vraie solution ou miroir aux alouettes ?

Après la viande sans boeuf fabriquée in vitro, voici le sojasoja sans plante, généré en laboratoire. Et si la perspective de voir disparaître les immenses champs de céréalescéréales de la Beauce ne vous réjouit pas trop, sachez que c'est pourtant la meilleure option pour sauver la Planète, affirme une équipe de chercheurs allemands, italiens et israéliens. Selon eux, produire de la nourriture à partir de bactériesbactéries et d'airair serait 10 fois plus efficace que de planter un champ équivalent. Autrement dit, un champ de un hectare de terrain, destiné à de la culture in vitro permettrait de produire l'équivalent de dix hectares de soja planté en plein champ. « Cela signifie que les neuf autres hectares pourraient être rendus à la nature », avancent les chercheurs.

Produire de la nourriture à partir d’air et d’électricité

Mais qu'est-ce qui se cache au juste derrière cette nourriture 2.0 ? Il s'agit de produire des protéinesprotéines monocellulaires (SCP) grâce à un processus de fermentationfermentation à partir de levureslevures, bactéries ou microalgues, alimentées en eau, en dioxyde de carbonedioxyde de carbone et en nutrimentsnutriments (méthane, éthanol, sucressucres...). Ces protéines monocellulaires vont ensuite servir à produire un aliment à haute teneur en protéines.

Processus de fabrication de protéines monocellulaires (SCP). © JaniSillman et <em>al., Global Food Security</em>, 2019
Processus de fabrication de protéines monocellulaires (SCP). © JaniSillman et al., Global Food Security, 2019

Plusieurs start-upstart-up travaillent déjà sur ce sujet, comme Deep Branch Biotechnology, qui produit des aliments pour le bétail ou l'aquaculture. La start-up finlandaise Solar Foods a, elle aussi, développé de la « Soline », une sorte de farine de blé riche en protéine obtenue en séparant les moléculesmolécules d'air et d'eau grâce à l'électrolyseélectrolyse. Nourries avec du CO2 et nutriments, les microbesmicrobes vont ensuite fabriquer des acides aminésacides aminés et produire une protéine « ultra pure ». Selon l'entreprise, le procédé est 20 fois plus efficace que la photosynthèse et 200 fois plus efficace que la viande pour obtenir la même quantité de nourriture, et nécessite considérablement moins d'eau. La start-up californienne Air Protein, sur le même créneau, vient de lever 32 millions de dollars auprès d'investisseurs dont Barclays et GoogleGoogle Ventures.

La start-up Solar Foods produit une protéine appelée Soléine à partir d’air et d’électricité grâce à la fermentation bactérienne. © Solar Foods

Toutes ces start-up avancent le même argument : ce procédé est bien plus économe en ressources naturelles que l'agricultureagriculture classique. Et c'est ce que confirme aujourd'hui l'équipe de scientifiques dans la revue PNAS. « La production alimentaire occupe actuellement plus d'un tiers de la surface terrestre de la TerreTerre et exerce déjà une importante pressionpression environnementale », font valoir les auteurs. Et, avec la croissance démographique combinée à l'augmentation de la production animale, l'offre alimentaire pourrait vite atteindre ses limites. Selon la FAOFAO, il faudra, d'ici 2050, augmenter la production de céréales de 43 % et la production de viande de 135 % pour répondre aux besoins, le tout sans augmenter de plus de 20 % les surfaces cultivées. Bref, le besoin de trouver des sources de nourriture alternatives apparaît plus que nécessaire.

Un hectare dédié à la fabrication de protéines <em>in vitro</em> permet de nourrir 520 personnes, contre 90 personnes pour une production à partir de fermentation de sucre de betteraves et 40 personnes avec un hectare de soja cultivé en plein champ. © Dorian Leger et <em>al., PNAS</em>, 2021
Un hectare dédié à la fabrication de protéines in vitro permet de nourrir 520 personnes, contre 90 personnes pour une production à partir de fermentation de sucre de betteraves et 40 personnes avec un hectare de soja cultivé en plein champ. © Dorian Leger et al., PNAS, 2021

Dix fois plus de calories et de protéines pour une surface équivalente

Alors, pour Dorian Leger et ses collègues, la protéine de synthèse apparaît comme une solution idéale. Pas besoin d'engrais polluants ni de pesticides nocifs, une occupation du sol réduite au maximum, et des protéines produites en quelques heures au lieu de plusieurs mois, sans risque de subir les aléas climatiques. Selon les calculs des chercheurs, la production de protéines via la fermentation bactérienne permet d'obtenir jusqu'à 10.000 caloriescalories, et 1.500 calories par mètre carré et par an (une surface dédiée notamment aux panneaux solaires nécessaires à la production d'électricité). Par comparaison, le rendement d'un mètre carré de soja est de 1.010 calories et 115 grammes de protéines par an, et celui du riz de 1.450 calories et 31 grammes de protéines par an.

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L'élimination de l'agriculture n'est cependant pas pour demain. Car, si la technologie a fait ses preuves à petite échelle, nourrir le monde avec de gigantesques fermenteurs à bactéries reste assez incertain. De plus, la poudre obtenue, composée à 70 % de protéines, ne remplira pas tous les besoins nutritionnels. Quid des fibres, des vitaminesvitamines, des glucidesglucides ou des matièresmatières grasses ? Il faudra bien compléter notre alimentation avec de bons vrais légumes et de l'huile de tournesoltournesol. Trouver des protéines alternatives, d'accord, mais nous priver de tomates et de hamburgers, bof !