PARTIE 1 (8 points) - NOURRIR L'HUMANITÉ

 Le 30 octobre 2011, le cap des sept milliards d'êtres humains a été franchi sur la planète. Subvenir aux besoins alimentaires de ces milliards d'êtres humains, tout en respectant l'environnement, est un des enjeux actuels majeurs. Les fermes hors sol peuvent-elles répondre à cette problématique ?

Document 1 : Les sols en danger

 Par ses activités, l'Homme modifie la structure des sols indispensables à l'agriculture. Le tableau suivant présente quelques conséquences des activités humaines sur les sols agricoles.

 

Activités humaines	Conséquences
Urbanisation	Perte annuelle de 60 000 hectares de sol sous le béton
Surpâturage Labours trop profonds	Altération des complexes argile-humiques du sol et donc accentuation de l'érosion des sols pour : • 45 % des sols en Europe • 25 % des sols en France

Selon l'institut national de la recherche agronomique (INRA), la vitesse de formation d'un sol est de 0,02 à 0, 1 mm par an alors que l'érosion moyenne exporte 1 mm de sol en un an.

La résistance et la structure "d'éponge" du sol dépendent du complexe argilo-humique.

Document 2 : les fermes sur les toits au Québec

 

Ces fermes hors sol imaginées au Québec sont des serres placées sur les toits de bâtiments industriels, qui permettent la culture hors sol de fruits et légumes avec une utilisation optimale de l'eau et de l'énergie. Depuis 2011, une première serre d'environ 3000 m? approvisionne localement 2000 personnes en fruits et légumes chaque semaine.

Les serres de ces fermes hors sol sont capables de recréer des conditions de température et de lumière propices à la culture de chaque espèce cultivée. Elles utilisent l'eau de pluie en goutte à goutte, et utilisent des insectes, comme la coccinelle, pour lutter contre d'autres insectes. Ces fermes d'un nouveau genre proposent des fruits et légumes cultivés sans herbicide, sans fongicide et sans pesticide.

Document 3 : les cultures hors sol

* Présentation

Les cultures hors sol ou sans sol se définissent comme des cultures de végétaux effectuant leur cycle complet de production sans que leur système racinaire soit en contact avec leur environnement naturel : le sol. Dans la plupart des systèmes hors sol, les racines des végétaux se développent sur un support solide (ou substrat généralement inerte). L'alimentation est assurée par un arrosage au goutte à goutte avec une solution nutritive qui apporte l'eau, l'oxygène dissous, et les éléments minéraux indispensables. Cette solution nutritive correspond à de l'eau enrichie par des engrais solubles qui respectent les besoins spécifiques des végétaux. Lorsque la plante a puisé dans cette solution nutritive ce dont elle a besoin, il reste la solution de drainage.

Exemple d'organisation d'une culture hors sol

 * Commentaires de l'INRA :
Les cultures hors sol permettent la maîtrise de plusieurs facteurs du milieu et une forte productivité.
Leur récent développement s'accompagne malheureusement de rejet important de solution de drainage dans les cours d'eau ou les nappes souterraines. Pour limiter ce problème tout en gardant les avantages de la culture hors sol, il est recommandé d'estimer le plus précisément possible les besoins hydriques et minéraux de la plante et de recycler la solution de drainage.

 D'après le site de l'INRA (Institut National de la Recherche Agronomique) : http://www.inra.fr

COMMENTAIRE RÉDIGÉ :
Responsable d'un site internet présentant les initiatives en faveur du développement durable, vous rédigez un article ayant pour titre : "Les fermes hors sol, une réponse possible aux besoins alimentaires des milliards d'êtres humains, tout en respectant l'environnement".
Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances (qui intègrent entre autres les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires).

Corrigé personnel (forme du texte non respectée ni l'argumentaire demandé)
Les deux premières phrases du sujet « Le 30 octobre 2011, le cap des sept milliards d'êtres humains a été franchi sur la planète. Subvenir aux besoins alimentaires de ces milliards d'êtres humains, tout en respectant l'environnement, est un des enjeux actuels majeurs. » pourraient faire croire que l'augmentation de la population mondiale implique un problème nutritionnel. Or il est connu de tous les acteurs intervenant sur ces questions que "la faim est faite de main d'homme" selon le mot de Jean Ziegler (Destruction massive. Géopolitique de la faim, 2011, Ed. du Seuil). Les famines ne sont pas dues à une incapacité à produire, mais bien à une répartition des richesses inégale du fait de la volonté de certains de s'enrichir ou de contrôler les autres hommes (guerres principalement, mais aussi non régulation des marchés des denrées alimentaires ouverts à la spéculation...).
Ceci étant posé, il est clair qu'il est intéressant de rechercher des modes de production alimentaire nouveaux performants et non polluants et les cultures hors-sol peuvent peut-être s'inscrire dans cet objectif.

C'est surtout dans les pays développés que la surproduction va de pair avec la diminution de terres agricoles au profit d'une urbanisation ou au moins d'une augmentation de la surface de l'habitat qui va de pair avec l'augmentation de la population et surtout de l'augmentation de son niveau de confort et de richesse matérielle.
L'érosion augmente aussi dans certains milieux et le sol s'érode plus vite qu'il ne se forme (chiffre de 0,02-0,1 mm/an par rapport à 1mm/an.... mais on ne sait pas où ce chiffre a été obtenu : quel sol ? Quel climat ? Quelle végétation ? Quelle altitude ? ... ce qui le rend totalement inutile).
Le même document indique que 45% des sols en Europe (et 25% en France) s'érodent en perdant notamment leur complexe argilo-humique qui retient les cations et l'eau et fait ainsi la richesse des sols. Les sols en milieu tropical sont nettement plus pauvres et les phénomènes d'érosion bien plus importants à ces latitudes. La forêt amazonienne par exemple possède un sol extrêmement mince et en cas de déforestation il ne peut guère produire que quelques années, voire une seule, avant de nécessiter un déplacement de la culture vers un autre sol neuf. Sachant que la régénération mettra des dizaines d'années, on voit les dégâts causés dans ces milieux par le système de culture sur parcelle déforestée.
Notre questionnement concerne donc clairement les pays indutrialisés et non le monde entier.

connaissances de seconde
[La possibilité de culture hors-sol d'une plante provient de son mode de nutrition (type trophique) autotrophe : la plante se nourrit "par elle-même" (par opposition aux allotrophes ou hétérotrophes qui se nourissent des autres êtres vivants) en utilisant l'énergie lumineuse comme source d'énergie pour son métabolisme (ensemble de ses réactions chimiques) et le CO₂ de l'air comme source de matière ou plus précisément de carbone pour fabriquer ses propres molécules carbonées (sucres, acides aminés....). C'est le mécanisme de la photosynthèse. L'eau et les sels minéraux (boisson) sont apportés par la solution minérale, la lumière est artificielle au moins en partie et le sol, qui ne sert plus qu'au maintien de la plante est remplacé par un système de tuteur.]

Lors du développement des cultures hors-sol, que ce soit sous serres au sol, ce qui se pratique depuis de nombreuses années, où même sur des toits ainsi rentabilisés, on a rarement fait attention à la pollution réalisée par le rejet des solutions de drainage très riches en minéraux et qui peuvent donc eutrophiser les rivières et cours d'eau. Pour améliorer la technique, on s'efforce de fournir des solutions en fonction des besoins réels de la plante, quitte à mettre en place des systèmes électroniques couteux de suivi de la végétation ou des systèmes d'épuration des eaux usées.

....... en travaux.... vraiment barbant et creux pour un scientifique !