Seeding Food Innovation - Projet récompensé 2019
Agriculture durable amplifiée de nouvelle génération (NASA). C’est une question d’espace.
Titulaire de subvention
Dr. Rupp Carriveau, Dr David S-K Ting, Dre Jill Urbanic, Dr Xiuming Hao, M. James Dyck, Mme Niki Bennett, M. Lucas Semple, M. Stephen Fields, Dr Tom Grochmal, Dr Matt Davison, Dre Lindsay Miller
Description du projet
D’ici 2050, certaines prévisions indiquent que la demande alimentaire mondiale augmentera de 60 %. Pour atténuer les risques importants de malnutrition, de faim et de conflit à l’échelle mondiale, la production alimentaire doit devenir plus efficace et plus durable. L’agriculture en environnement contrôlé (AEC) permet d’obtenir des rendements plus élevés avec une empreinte spatiale et environnementale réduite. Ce contrôle améliore la gestion des éléments clés comme l’eau, les nutriments et les valeurs nutritionnelles. Ces avantages ont toutefois un coût, et l’énergie est l’un des plus importants. Les serres et les fermes verticales modernes peuvent avoir des besoins importants en matière de gestion thermique et, de surcroît, des besoins en électricité très importants.
Ce nouveau projet vise à repenser radicalement la manière dont l’AEC devrait être développée, construite et mise en œuvre à petite, grande et grande échelle, et dans des mondes autres que le nôtre. Cette plateforme révolutionnaire de modélisation et de création de modèles transcendera les paradigmes existants qui, historiquement, ont pu limiter l’AEC à des emplacements, à des configurations, à des échelles ou à des classes socio-économiques en particulier. Ce programme vise à : 1) transformer l’efficacité énergétique, la résilience et la durabilité des activités de l’AEC à toutes les échelles, 2) accroître l’accès mondial aux avantages de l’AEC, et 3) développer et habiliter la prochaine génération d’agronomes amplifiés.
Pertinence en matière d’innovation alimentaire
Cela sera réalisé grâce à un puissant modèle capable de simuler le climat transitoire à l’intérieur d’une serre ou d’une ferme verticale. Les concepteurs pourront expérimenter avec la manière d’optimiser les paramètres de cet environnement. Les variables fondamentales typiques sont la forme et le matériau du bâtiment, la température, la lumière et l’irrigation. Des efforts de modélisation innovante seront également utilisés pour étudier comment des systèmes énergétiques plus propres et plus durables peuvent être développés pour alimenter et gérer thermiquement les nouveaux espaces de croissance. Les premières applications du modèle consisteront à étudier le potentiel d’amélioration de l’efficacité des grandes exploitations commerciales établies.
Résultat anticipé
En prolongement des leçons tirées de ce travail, des environnements de croissance totalement nouveaux seront imaginés pour trois endroits éloignés différents, Kuglugtuk au Canada, Syansu en Inde et Angas en Australie. Les outils de simulation développés dans le cadre de cette recherche permettront aux chercheurs de concevoir de nouveaux espaces de croissance et des systèmes énergétiques correspondants adaptés à ces lieux très différents et extrêmes. Les conceptions optimales pour chaque site seront ensuite fabriquées à l’échelle du laboratoire avec des techniques de fabrication avancée et additive (FAA) « d’impression 3D ». Elles seront ensuite testées dans des conditions reproduisant chacun des emplacements. Enfin, grâce à un partenariat avec le Windsor Essex County District School Board, des élèves seront sensibilisés aux avantages et aux exigences de l’agriculture en environnement contrôlé. Ces étudiants pourront imprimer en 3D et tester leurs propres conceptions pour différents environnements.
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