Après un court trajet à travers la campagne pittoresque du Sud, où les cyprès chauves recouverts de mousse dominent marécages et étangs sombres, un ensemble de seize fermes conteneurisées AmplifiedAg apparaît en bord de route. Le site se situe au centre de recherche agricole (ARS) du ministère américain de l'Agriculture, à Charleston, en Caroline du Sud.
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Transposer le contrôle en intérieur pour stimuler la croissance en extérieur
Après un accueil chaleureux, nous pénétrons dans ce que Kai-Shu Ling appelle avec humour sa « seconde maison » : une plateforme de recherche construite autour de systèmes d'agriculture verticale en conteneurs. Le site s'inscrit dans une initiative fédérale lancée en 2018, visant à mieux comprendre le rôle de l'agriculture en environnement contrôlé dans l'avenir de la production agricole américaine. « Notre objectif était d'acquérir des connaissances sur le CEA et d'identifier les contextes dans lesquels ces systèmes sont pertinents. En réunissant des chercheurs issus de différents sites à travers le pays, nous pouvons analyser cette technologie sous plusieurs angles », explique Kai-Shu Ling.
Le programme rassemble des chercheurs issus de treize sites de l'ARS à travers les États-Unis et couvre des domaines variés, de la génétique végétale aux systèmes hydroponiques, en passant par la santé des plantes, la lutte intégrée contre les ravageurs et la biologie des pollinisateurs. Au cœur des conteneurs, le principe est clair : chaque unité constitue un environnement de culture autonome, permettant de contrôler précisément les variables et de comparer différentes conditions en parallèle. « En serre ou en plein champ, les facteurs extérieurs influencent toujours les résultats. Ici, nous pouvons isoler un paramètre à la fois et observer avec précision la réaction des plantes », explique Kousik Shaker.
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Kousik Shaker et Kai-Shu Ling, chercheurs à l'USDA, aux côtés de David Flynn d'Amplified Ag
Un conteneur, deux environnements de culture
« Le site de Charleston compte seize fermes conteneurisées installées en plusieurs phases : quatre lors de la première, quatre lors de la seconde et huit lors de l'extension finale », précise David Flynn. À ce stade, seuls trois conteneurs sont pleinement opérationnels, en raison d'un manque de personnel. « Dès que nous disposerons de davantage de techniciens, nous pourrons activer plus d'unités et multiplier les essais », ajoute Kousik Shaker.
Chaque conteneur fonctionne comme une unité expérimentale indépendante. L'espace de culture est divisé en deux zones distinctes, chacune équipée de son propre système de fertigation. « Un côté sert de témoin, l'autre de zone de traitement. Cela nous permet de comparer directement les performances des plantes dans deux conditions différentes. Nous pouvons tester différents spectres lumineux, niveaux de nutriments ou caractéristiques génétiques. C'est une approche à la fois efficace et stimulante pour la recherche. »
© Rebekka Boekhout | FreshPlaza.frLe Dr Kai dans l'un des conteneurs de R&D
Une ingénierie pensée pour les environnements contrôlés
Initialement orientée vers la production commerciale, AmplifiedAg développe désormais de plus en plus de fermes conteneurisées dédiées à la recherche et au développement, afin de tester de nouvelles cultures ou technologies. « Nos conteneurs sont conçus pour être immédiatement opérationnels », explique David Flynn. « Nous développons des systèmes pensés pour un usage quotidien. Tout le monde peut devenir producteur avec ces fermes. Et en cas de maintenance, il n'est pas nécessaire d'avoir recours à des pièces propriétaires : tout peut être réparé avec des composants standards. Cette flexibilité est essentielle, notamment pour les chercheurs. »
Cette approche pragmatique se reflète dans la conception des installations. Les composants reposent sur du matériel facilement disponible localement, ce qui simplifie la maintenance. À l'intérieur, des ventilateurs assurent la circulation de l'air, tandis qu'un système CVC trois-en-un gère chauffage, refroidissement et déshumidification. Le logiciel AmpEDGE permet un pilotage à distance, couvrant l'ensemble du cycle de production, de la semence à la récolte.
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Laitue à maturité
« L'environnement doit être extrêmement stable. Des résultats scientifiques fiables nécessitent des conditions constantes. Les conteneurs sont fortement isolés (R25-R28), ce qui permet de maintenir la température tout en limitant la consommation énergétique. La modularité est également clé : les panneaux sont démontables et les systèmes d'irrigation mobiles facilitent le nettoyage et l'entretien », souligne David Flynn. « Nous avons conçu ces systèmes pour que la technologie ne devienne jamais un obstacle. L'objectif est de permettre aux utilisateurs de se concentrer sur leur travail. »
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Jeune plant de patate douce
La patate douce sous un nouveau regard
Parmi les cultures étudiées, la patate douce figure parmi les plus surprenantes. « Les visiteurs sont souvent étonnés d'en voir dans un système vertical », sourit Kai-Shu Ling. « Mais notre objectif n'est pas ici de produire des racines. » Il s'agit plutôt d'évaluer le potentiel des fermes verticales comme centres de multiplication de plants sains. « Nous suivons l'ensemble du cycle, de la propagation jusqu'aux essais en plein champ. »
Le processus débute par une culture in vitro, garantissant des plants exempts de maladies. Après quelques semaines de développement en conteneur, les jeunes plants sont transférés en extérieur. Kai-Shu Ling présente ses cultures de patates douces sur substrat, avec des dispositifs limitant le développement d'algues. « Nous voulons observer le comportement des plantes du laboratoire jusqu'au champ. Cela permet de réduire les besoins en maintenance et d'améliorer l'efficacité. À terme, ces systèmes pourraient accélérer la production de matériel végétal sain et robuste. »
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Semis de patate douce
Exploration génétique et matériel végétal
« Une grande partie de nos travaux consiste à identifier les variétés les mieux adaptées aux environnements contrôlés », explique Kai-Shu Ling. En analysant différentes ressources génétiques, les chercheurs identifient des caractéristiques clés telles que la tolérance au stress, le port compact ou la facilité de récolte. « Ces critères deviennent déterminants dans des espaces de culture limités. »
Les conteneurs servent également de plateforme pour tester de nouvelles technologies. Parmi elles, le système Nitrowater, qui capte l'azote de l'air pour l'intégrer à l'eau d'irrigation. « L'objectif est de réduire les apports d'engrais tout en maintenant une nutrition optimale », précise-t-il. Un autre conteneur est exploité par Zaru Systems pour tester la production de micro-pousses avant un déploiement en Caroline du Nord. « Ces collaborations nous permettent d'évaluer des innovations en conditions réelles tout en enrichissant notre expertise. » AmplifiedAg accompagne ses partenaires à chaque étape, du concept initial à l'exploitation complète.
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Une des fermes conteneurisées dédiées à la R&D
Main dans la main
Au terme de la visite, une conclusion s'impose : l'agriculture en environnement contrôlé ne remplace pas l'agriculture traditionnelle, elle la complète. En combinant essais en intérieur et validation en plein champ, les chercheurs développent des approches complémentaires. « Il reste encore beaucoup à apprendre, mais ce type d'installation nous permet d'explorer un large éventail de possibilités », conclut Kai-Shu Ling. Avec treize sites impliqués à travers les États-Unis, les enseignements tirés à Charleston dépassent largement ce cadre local.
Pour AmplifiedAg, ce projet illustre le potentiel des systèmes conteneurisés au-delà de la production commerciale. « Ces installations permettent aux producteurs, aux chercheurs et aux développeurs de tester et de valider des innovations avant leur déploiement à grande échelle », souligne David Flynn.
« Ce qui nous enthousiasme le plus, c'est que nous n'en sommes qu'au début. À mesure que davantage de conteneurs seront opérationnels et que le programme se développera, les connaissances acquises bénéficieront à l'ensemble du secteur, qu'il s'agisse de fermes verticales, de serres ou de cultures en plein champ. Ce type de collaboration est précisément ce dont l'industrie a besoin aujourd'hui. »
Pour plus d'informations :
AmplifiedAg
David Flynn, PDG
[email protected]
www.amplifiedaginc.com
USDA Agricultural Research Service (ARS)
Dr. Kai-Shu Ling, phytopathologiste
Kousik Shaker, responsable de la recherche
Tél. : +1 202 720 2791
[email protected]
www.ars.usda.gov
