Groupe opérationnel ALGAVID : Digitalisation de l'effet produit par les biostimulants et les biorégénérateurs de sols à base de micro-algues, produits dans la même installation que l'agriculteur

Un protocole a été développé pour la mise en œuvre et le suivi de la culture de microalgues, assurant ainsi leur croissance et leur reproduction autonomes à l'aide de photobioréacteurs installés dans différentes fermes. Ce système permet une production de microalgues efficace et durable, adaptée aux caractéristiques spécifiques de chaque environnement agricole. À Viñedos del Río Tajo, des photobioréacteurs d'une capacité totale de 2 300 litres ont été installés, tandis qu'à Bodegas Robles, spécialisée dans l'agriculture biologique en zone sèche, un système de 300 litres a été mis en place. Un consortium stable de Chlorella sorokiniana et de Scenedesmus costatus a été développé avec succès, adapté aux conditions uniques de chaque ferme et capable de s'auto-entretenir dans le temps. De plus, les opérateurs ont été formés à la manipulation appropriée des photobioréacteurs, en intégrant leurs retours d’expérience pour optimiser les performances du système en fonction des besoins identifiés. Tout au long du processus, des stratégies ont été élaborées pour réutiliser les microalgues excédentaires, en les appliquant à diverses applications viticoles, telles que le traitement des vignes malades ou l'amélioration du développement racinaire. Des manuels d’exploitation complets ont été élaborés pour garantir une mise en œuvre correcte du système. De plus, l’adaptation des microalgues à différentes conditions environnementales a été évaluée, révélant des variations dans les deux écosystèmes en raison des interactions avec les micro-organismes indigènes.

Un système d'aide à la décision (SAD) a été développé pour intégrer les données collectées par des capteurs de terrain et des sources externes, facilitant une prise de décision agronomique et environnementale efficace et simple. Le système permet la collecte, le stockage et la transmission de données à l’aide d’appareils autonomes alimentés à l’énergie solaire, garantissant un fonctionnement ininterrompu même dans des conditions défavorables. La communication s'effectue via des modems LTE qui transmettent les informations à un serveur central. Des capteurs avancés ont été mis en œuvre pour surveiller des paramètres critiques tels que l’humidité du sol, la température, la conductivité électrique, le pH et les conditions météorologiques. De plus, une validation expérimentale a été réalisée pour le développement d'un capteur NPK en caractérisant des échantillons synthétiques dans différentes gammes spectrales. Une plateforme cloud a été mise en œuvre qui intègre des données externes provenant de sources telles qu'AEMET à l'aide d'algorithmes ETL et d'API pour garantir une gestion efficace des données. SAD permet la visualisation des données via des graphiques interactifs, avec des options pour exporter les résultats sous forme d'images ou de tableaux de données. Le système calcule également l'intégrale thermique quotidienne, une mesure clé pour prédire les étapes critiques du cycle phénologique de la vigne et optimiser la gestion du vignoble.

Un système a été développé pour optimiser la production de biostimulants à base de microalgues, dans le but de maximiser l'efficacité et la qualité. Ce système intègre la détection des anomalies, la gestion des alertes et la génération automatisée de recommandations pour optimiser en permanence le processus de production. Le module de détection d'anomalies vérifie chaque mesure du capteur pour s'assurer qu'elle se situe dans les plages attendues, en identifiant et en enregistrant les défauts ou erreurs potentiels. De plus, un module de contrôle d'absence de données a été mis en place pour surveiller périodiquement la transmission des données, garantissant ainsi la continuité ininterrompue du processus. De plus, des sous-modules ont été développés pour définir des actions et un référentiel de recommandations, permettant de configurer des actions personnalisées en fonction de conditions de terrain spécifiques. Ces recommandations comprennent des ajustements d’application d’engrais, une correction du pH et des modifications de l’irrigation des microalgues.

Un nouveau consortium de microalgues comprenant Chlorella sorokiniana et Scenedesmus costatus a été développé pour produire des biostimulants agricoles et des bioremédiateurs des sols rentables et durables. Cette combinaison a été sélectionnée pour son adaptabilité à diverses conditions environnementales et son efficacité prouvée dans l’amélioration de la santé des cultures et de la qualité des sols. Le processus d’optimisation a consisté à stabiliser l’écosystème, à évaluer les performances dans diverses conditions environnementales et à s’adapter aux exigences spécifiques de chaque vignoble. De plus, des protocoles complets ont été établis pour la préparation, la manipulation et l’application des biostimulants, garantissant une facilité d’utilisation pour les opérateurs et une efficacité constante dans divers contextes agricoles. L’efficacité du consortium de microalgues a été validée par sa capacité à améliorer l’enracinement des plantes et à réhabiliter les sols présentant des carences spécifiques. Leur stabilité à long terme et leur capacité à s’adapter aux conditions environnementales changeantes ont également été démontrées avec succès.

Une plateforme agronomique a été développée qui intègre un système d'aide à la décision (SAD) avec interaction vocale pour une facilité d'utilisation et d'accessibilité. Ce système permet aux utilisateurs d'accéder à des informations, de recevoir des recommandations et de naviguer dans les différents modules de la plateforme à l'aide de commandes vocales. Le module d'interaction vocale comprend des capacités avancées de reconnaissance vocale et de recommandation via un assistant virtuel. Cet assistant offre un accès rapide et intuitif à différents modules de la plateforme, tels que la visualisation des données, la visualisation des graphiques, la réception d'alertes et de recommandations et l'accès aux images satellites. La navigation vocale améliore l'expérience utilisateur en offrant un accès efficace sans nécessiter d'interaction manuelle. Le système permet aux utilisateurs d'écouter directement les notifications et les recommandations générées par la plateforme, ainsi que de naviguer entre les modules à l'aide de commandes vocales, facilitant l'accès aux informations pertinentes et améliorant l'accessibilité.

Une analyse économique de l’application de microalgues dans les vignobles a été réalisée, évaluant son impact sur la fertilité des sols, la biodiversité et la production de déchets. Cette évaluation a comparé des parcelles traitées avec des microalgues avec des parcelles témoins soumises à une fertilisation conventionnelle. Les résultats démontrent que l’application de microalgues améliore la matière organique du sol, améliorant ainsi sa qualité et sa fertilité. De plus, les microalgues ont démontré une amélioration progressive et durable de la structure du sol, avec des effets positifs cumulatifs à long terme. D’un point de vue économique, la mise en œuvre du système a permis de réduire de 20 % l’utilisation d’engrais, améliorant considérablement l’efficacité des ressources et réduisant les coûts. De plus, l’intégration de microalgues s’est avérée compatible avec des pratiques agricoles durables, réduisant la dépendance aux intrants chimiques. De plus, l’application de microalgues dans une zone affectée par la chlorose ferrique a produit des améliorations significatives par rapport aux zones non traitées, soulignant leur efficacité potentielle pour atténuer cette carence.

Dans le cadre de ce projet, la faisabilité de l’approbation de l’utilisation des microalgues en agriculture biologique a été examinée, avec la participation d’experts tout au long du processus. Cette étude est particulièrement pertinente, car les données de la Politique agricole commune (PAC) indiquent que la production biologique des cultures ligneuses irriguées est nettement inférieure à celle des cultures irriguées. L’application de microalgues offre des avantages significatifs en termes de fertilisation naturelle et d’amélioration de la santé des plantes, contribuant à réduire la dépendance aux produits phytosanitaires. Cependant, l’approbation des microalgues comme engrais ou biostimulant n’est pas actuellement reconnue par la réglementation européenne de l’agriculture biologique. Les microalgues n’étant pas incluses dans le codage des substances actives, leur approbation nécessiterait des études spécifiques et un processus réglementaire tant au niveau européen que multiculturel. En réponse à ces limitations réglementaires, l’utilisation des microalgues est proposée sous le label commercial « Compatible avec l’agriculture biologique », plutôt que de rechercher une approbation formelle. Cette compatibilité repose sur le fait que les microalgues sont une solution basée sur la nature (NBS) dont l’application évite l’utilisation de produits agrochimiques de synthèse, s’alignant ainsi sur les principes de la production biologique.

Le potentiel des microalgues pour la capture du CO2 dans les cultures irriguées a été évalué, reconnaissant leur contribution malgré la complexité d'une quantification précise. Les microalgues capturent le CO2 de l’atmosphère grâce à la photosynthèse. En fertigation, ils fournissent environ 82,44 grammes de biomasse pour 1 000 litres d’irrigation, ce qui entraîne une économie de CO2 estimée à 2,95 tonnes par hectare et par an. De plus, le remplacement des engrais chimiques contribue à une réduction supplémentaire de 672 kg de CO2 par an. Combinés, ces facteurs entraînent une réduction totale estimée à 1,9 tonne d’équivalent CO2 par hectare et par an. Cette réduction correspond à une valeur économique approximative de 60 €/ha par an, en supposant un prix du crédit carbone de 30 € par tonne. De plus, l’application de microalgues améliore la matière organique du sol (MOS) en introduisant des micro-organismes bénéfiques. Les essais ont montré une augmentation moyenne de la MOS de 2,1 % par rapport aux parcelles témoins. Cependant, des facteurs tels que le climat, le type de sol, la topographie et les pratiques de gestion agricole rendent la quantification précise difficile. La capture du CO2 est mesurée in situ grâce aux pratiques globales de gestion des cultures, et non pas uniquement par le biais des intrants appliqués. Il est donc conseillé d'associer cette solution à base de microalgues à une meilleure capture du CO2 sans préciser de valeurs exactes. Le positionnement marketing proposé est le suivant : « L’application de microalgues comme biostimulants contribue à une meilleure capture du CO2 dans le sol. »