Les énergies renouvelables pour une agriculture durable en Algérie : des ressources renouvelables abondantes et un avenir prometteur

PUBLIÉ LE 31-10-2022 dans le Quotidien Le Soir d’Algérie

Par le Professeur Ali Cheknane, université Amar-Telidji de Laghouat

«Pour que l'agriculture soit durable, on doit utiliser la bonne énergie, au bon endroit et au bon moment.»
Selon les Nations unies, la population mondiale continuera à croître. La planète, qui compte aujourd’hui 8 milliards d'habitants, en comptera 9,7 milliards en 2050 et 11,2 milliards en 2100. La croissance urbaine se poursuit, et la population urbaine devrait passer de 5% à 68%. Le principal défi consiste par conséquent à répondre à la demande mondiale croissante en nourriture, en eau potable et en énergie. C’est dans ce cadre que s’inscrit le deuxième objectif de développement durable fixé par les Nations unies en 2015, à savoir éradiquer la faim et assurer la sécurité alimentaire d'ici 2030.
Depuis 2007, les prix mondiaux de l'alimentation et de l'énergie ont augmenté régulièrement, créant un «tsunami silencieux» qui n'a guère touché les économies qui dépendent de l'énergie et de l'alimentation. Alors que la hausse des prix perturbe près de 30 pays où la sécurité alimentaire et énergétique est plus que jamais liée à la stabilité politique, l'équilibre entre sécurité alimentaire et besoins énergétiques est devenu un sujet brûlant au sein de la communauté internationale.
C'est dans ce contexte que la Chine, l'Inde et d'autres pays asiatiques ont réagi rapidement avec une série de mesures, notamment des interdictions d'exportation, des interventions sur les prix et des subventions, en réponse à la crise alimentaire et énergétique mondiale. Cependant, malgré les effets à court terme de l'atténuation des pressions inflationnistes par les exportations et l'intervention sur les prix, rien ne semble ralentir le rythme des hausses de prix.
«Par rapport à d'autres secteurs, la croissance de l'agriculture a des effets deux à quatre fois plus efficaces sur l'augmentation des revenus des populations les plus pauvres. Selon une étude publiée en 2016, 65% des travailleurs pauvres dépendent de l'agriculture pour leur subsistance. L'agriculture est également un moteur majeur de la croissance économique. En 2018, elle représentait 4% du PIB mondial et, dans certains pays en développement les moins avancés, sa part peut dépasser 25% du PIB», a stipulé un rapport de la Banque mondiale sur l’agriculture et l’alimentation, publié le 4 octobre 2021. L'insécurité alimentaire entraîne une détérioration de la qualité de l'alimentation et un risque accru de diverses formes de malnutrition : dénutrition, mais aussi surpoids et obésité. On estime que 3 milliards de personnes dans le monde n'ont pas les moyens de se nourrir sainement (source : Banque mondiale). Selon Maximo Torero Cullen, économiste en chef à l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), les principales conclusions qui ressortent du rapport sur l'état de la sécurité alimentaire et de la nutrition dans le monde pour cette année 2022 ne sont pas aussi bonnes que prévu. La raison est simple : le rapport sur l'état de la sécurité alimentaire et de la nutrition dans le monde indique que 828 millions de personnes souffrent de sous-alimentation chronique, ou ce que l'on appelle l'indice de «prévalence de la sous-alimentation», ce qui signifie une augmentation de 150 millions de personnes par rapport à l’année précédente (2021).
Pour effectuer les diverses tâches primaires de la chaîne alimentaire et agricole (travail du sol, ensemencement, pulvérisation, le désherbage, la récolte, le pompage, les séchages primaire et secondaire, ….), l’approvisionnement en énergie est vital. C’est également un élément important pour les opérations tertiaires, y compris l'achat de fournitures, la fabrication d'outils et la création d'une ferme. De plus, pour répondre à l’augmentation de la demande, l’industrie agricole s'est orientée vers la mécanisation, qui conduit à la croissance économique mais menace l'agriculture, l'irrigation et la récolte durable en raison de la consommation de grandes quantités d'énergie. Le secteur agricole est cependant autant compatible avec l’utilisation des énergies renouvelables – solaire, éolienne, hydro-électrique, etc. –qu’avec l’utilisation des énergies fossiles.
Agrivoltaïque et agriculture intelligente... pour une agriculture durable
Le développement de systèmes photovoltaïques de grande surface crée un conflit d’intérêt potentiel entre production d'électricité et production alimentaire quant à l'utilisation des terres. Souvent, une surface considérable, servant à des fins agricoles, est dédiée aux installations photovoltaïques ou aux éoliennes au détriment des terres agricoles. La forte demande énergétique accentue la concurrence pour les ressources, en particulier dans le secteur agricole qui exploite actuellement 12% (1,6 milliard d'hectares) des terres mondiales pour la production de cultures. Pour remédier à cette situation, un processus appelé «Agrivoltaïque» correspondant au développement conjoint de production d'électricité photovoltaïque et des cultures sur un même terrain, pourrait être élaboré (Figure 1).
Le préfixe «agri» désigne la science et la technologie de la production végétale en agriculture, et «voltaïque» désigne la production d'énergie photovoltaïque. Ce concept a été proposé pour la première fois par Goetzberger et Zastrow en 1982 comme un moyen d’implanter des centrales solaires tout en permettant de produire des cultures supplémentaires dans la même zone. L’agrivoltaïque implique un compromis entre l'agriculture et le développement de l'énergie photovoltaïque. Les systèmes agricoles photovoltaïques peuvent être installés à la fois dans des fermes en plein champ ou combinés à des environnements de culture protégés par des serres.[1]
Au cours du XVIIe siècle, les agriculteurs utilisaient des outils agricoles tels que des faucilles, des fourches pour l'agriculture, connue sous le nom d'Agriculture 1.0. Avec de telles méthodes agricoles, un grand nombre de travailleurs étaient nécessaires pour effectuer des activités agricoles, mais le rendement des cultures était très faible.
L'agriculture 2.0 s'est développée au XXe siècle, profitant des avantages de la génération précédente pour augmenter la productivité. Au cours de cette génération, diverses machines et outils agricoles ont été introduits pour la récolte, le désherbage, l'irrigation, le semis et la préparation des semences afin de réduire les coûts de main-d'œuvre et d'augmenter la productivité. Avec l'avancée des nouvelles technologies, le gaz et le pétrole ont été remplacés par des énergies renouvelables, énergies propres et inépuisables.
Par ailleurs, les développements récents dans le transport soutiennent l'expédition à longue distance des expéditions agricoles et contribuent à la chaîne d'approvisionnement alimentaire. Enfin, d’autres innovations dans le secteur agricole telles que les technologies de communication, le génie logiciel et l'Internet des objets, ont augmenté la capacité des équipements modernes.
Les technologies ci-dessus ont conduit à l'émergence d'une nouvelle génération : l'Agriculture 3.0. Cette génération vise à explorer des techniques agricoles intelligentes telles que la prévision des récoltes, le suivi des rendements et le système de connaissances pour les agriculteurs. Au cours des dernières décennies, l’agriculture intelligente (Smart farming) (Figure 2) s'est imposée comme une application de l'Internet des Objets (IoT) avec le développement des technologies de l'information et de la communication. Par rapport à l'agriculture traditionnelle, l'agriculture intelligente présente de nombreux avantages grâce aux données collectées lors des opérations agricoles. Ainsi, l'irrigation intelligente contribue à économiser de très grandes quantités de ressources en eau par rapport aux méthodes traditionnelles. La qualité des produits peut être améliorée grâce à un suivi adéquat. Par exemple, toute infiltration de ravageurs ou de maladies peut être détectée à l'avance à partir des données collectées.
Les informations précédemment enregistrées peuvent être utilisées pour soutenir la main-d'œuvre à la ferme, gérer efficacement les ressources et réduire l'utilisation de pesticides et d'engrais non essentiels. L’agriculture 3.0 peut partager les connaissances des experts de terrain.[2-4]

Le mariage du solaire photovoltaïque à la méthanisation… un avenir prometteur dans l'agriculture
La méthanisation est un procédé chimique qui consiste, en l'absence d'oxygène, à produire un biogaz (biométhane) particulièrement riche en méthane à partir des déchets agricoles, des effluents d’élevage ou encore des déchets municipaux. Le biométhane peut être transformé en chaleur, en électricité et en carburant pour véhicules. Ce biogaz est un gaz renouvelable qui a un rôle-clé à jouer dans la transition énergétique, comme carburant alternatif au gaz naturel pour le réseau et le transport. Des recherches antérieures ont souligné que le biométhane avait un grand potentiel de réduction des émissions de GES sur la base de l'analyse des marchés du biogaz, des avantages économiques et environnementaux. Après méthanisation, on obtient le digestat, un formidable engrais vert et un excellent fertilisant naturel, qui est retourné au sol afin d’exploiter la partie de la matière organique qui n’est pas transformée en gaz comme source d’éléments nutritifs.
L’intégration d’un système hybride photovoltaïque/thermique sous concentration solaire PVTC donne une performance énergétique meilleure à la méthanisation agricole. Les véritables usines de biogaz consomment en effet une grande quantité d'électricité pour le fonctionnement de leurs propres équipements de compresseurs et de ventilateurs, de pompes, de mélangeurs et de centrifugeuses, ainsi que pour la séparation du CO2 dans les technologies de valorisation du biogaz.
D’un point de vue économique, un projet commence à être viable à partir de 8 000 tonnes/an de matières traitées. La production mondiale de biogaz est en nette croissance avec plus de 50,5 GWh en 2012 (soit 1585 kWh par seconde - compteur) et 130,3 GWh prévus pour 2025. L'Allemagne et les États-Unis sont les deux premiers producteurs mondiaux de biogaz.[5-6]
Expériences à travers le monde… le Japon et les Émirats arabes unis (EAU) : expériences inédites...
Le Japon a une expérience très pionnière en matière d'agriculture intelligente, qui a changé la face du secteur agricole dans ce pays. Le secteur agricole japonais fait face à de graves pénuries de main-d'œuvre en raison de la diminution du nombre d'agriculteurs et leur vieillissement. Depuis 2015, leur nombre a diminué de 22,4% et, au cours de la même période, leur durée de vie moyenne a augmenté de 0,8 an pour atteindre 67,8 ans. L'utilisation de l'agriculture «intelligente» au Japon est de plus en plus considérée comme essentielle pour revitaliser le secteur. Parmi les technologies de pointe utilisées au Japon, on trouve l'utilisation de riziculteurs en temps réel avec des métadonnées d'images satellites pour surveiller les niveaux d'azote des semis avec une plus grande précision. Au fur et à mesure de leur croissance, ils reçoivent ensuite des engrais en fonction de leurs besoins. La technologie satellitaire est également utilisée pour vérifier le taux de protéines dans les grains de riz, fournissant aux riziculteurs une indication précieuse en termes de goût et les aidant à déterminer le meilleur moment pour récolter.[7]
Une autre expérience phare en la matière est celle des EAU. Ils sont le premier pays de la région arabe à se tourner vers une agriculture intelligente afin d'assurer la durabilité de la production agricole. Ils ont fait de grands progrès face au climat désertique en ayant recours à une politique de diversification alimentaire, d'utilisation optimale des ressources et de renforcement de la capacité d'adaptation aux conditions météorologiques difficiles.
Dans ce pays, l'émirat d'Abou Dhabi a accompli d'importantes réalisations dans le développement du secteur agricole et la transformation du désert en espaces verts et en fermes productives et représente un modèle pour les villes qui aspirent à la durabilité agricole. L'émirat a travaillé sur des expériences agricoles qualitatives et l'adoption de technologies modernes à haut rendement dans l'agriculture, telles que les techniques d'agriculture protégée, la culture hydroponique, l'agriculture dans des sols alternatifs et les techniques modernes d'irrigation et de contrôle de la qualité de l'eau.
Il a également récemment alloué 30 millions de dollars d'incitations financières aux entreprises de technologie agricole qui cherchent à établir ou à développer leurs activités dans l'émirat dans le but d'améliorer les capacités et les innovations des technologies agricoles locales.
Selon le directeur du groupe «Orient Planet», les lacunes peuvent être comblées en s'appuyant de plus en plus sur la technologie, la numérisation et les solutions techniques telles que les robots et la technologie des drones qui surveillent et évaluent les cultures par l'imagerie et la cartographie des terres agricoles et la mesure des composants de l'air. En plus, les drones permettent de pulvériser rapidement des pesticides sur les cultures de façon sécurisée, envoyant les données en temps réel à un logiciel qui les analyse et guide les agriculteurs pour mieux mettre en œuvre les procédures.
Les experts estiment que l'utilisation des technologies innovantes dans le secteur agricole profitera aux agriculteurs et les aidera à relever les défis tels que l'économie d'eau, la gestion plus efficace des impacts environnementaux et de la santé des sols.
État de lieux de l’agriculture algérienne… Le Sahara sera-t-il le grenier de l’Algérie ?
L’agriculture est un des secteurs les plus importants de l’économie algérienne. En effet, il représente 12,3% du PIB. La superficie des terres agricoles irriguées s’élève à 1,43 million d’hectares (superficie de l’Algérie : 2,382 millions km²). La question de l’eau reste une priorité de taille dans un contexte où le secteur agricole représente le plus gros consommateur d’eau, mais aussi où le dérèglement climatique diminue drastiquement les chutes de pluies.[8] L’exploitation des vastes zones agricoles en Algérie, en particulier dans le Sud, représente un défi réaliste pour un avenir prometteur. Ce qui permettra d'atteindre l'autosuffisance dans de nombreuses cultures agricoles, de réduire la facture des importations, d'exporter plus de produits agricoles, et d’ouvrir de nouveaux marchés internationaux pour le produit agricole local. Par conséquent, on pourra promouvoir la diversification économique et pour parvenir à la sécurité alimentaire et à une nutrition adéquate pour tous.
L'agriculture saharienne est considérée comme l'un des futurs piliers de la relance de l'économie nationale, avec ses terres abondantes et rapidement exploitables, ainsi que les réservoirs d'eau douce connus sous le nom d'aquifère de l'Albien. Les marchés du nord du pays sont largement approvisionnés par des produits provenant directement du Grand Sud. Les zones sahariennes qui regorgent de grandes ressources et potentialités telles que la richesse des palmiers, estimée à environ 20 millions de palmiers, produisent environ un millier de types de dattes, ce qui constitue la deuxième source de devises fortes en Algérie, après le pétrole.
Aujourd’hui, il est indéniable que les énergies renouvelables peuvent être un moteur important pour le développement du secteur agricole en Algérie. Vue de sa localisation géographique, l'Algérie dispose d'un des gisements solaires les plus élevés au monde. Le pays dispose d'un potentiel d'énergie solaire photovoltaïque estimé à plus de 235 700 TWh annuellement et d'énergie éolienne dépassant 12 940 TWh annuellement. Avec une durée d'ensoleillement pouvant atteindre annuellement 3 900 heures, le Sahara algérien — d'une superficie de plus de 2 millions de kilomètres carrés — est l'une des plus grandes sources d'énergie solaire pouvant approvisionner différents continents, comme le confirme un rapport publié le 14 juin 2022 par l'organisation «Engineering World». Une petite superficie du Sahara algérien pourrait approvisionner le monde en énergie et assurer une sécurité énergétique et alimentaire durable. Cependant, une grande partie des terres du Sud est encore inexploitée pour de nombreuses raisons, dont la plus importante est le raccordement au réseau électrique et la non-généralisation de l'utilisation de l'électricité solaire pour pomper l'eau afin d'irriguer les diverses cultures agricoles. L'utilisation de systèmes d'énergie solaire dans l'agriculture contribue à accroître l'efficacité des cultures agricoles. Au-delà des rendements financiers dont peuvent bénéficier les agriculteurs, la technologie de l’énergie solaire a connu un développement rapide et une baisse continue de ses prix de fabrication, ce qui a amené de nombreux pays à accélérer leur augmentation des capacités de production.
Présentement, l'État vise à atteindre l'autosuffisance, à réduire les importations, en particulier de céréales et de légumineuses, et à étendre la superficie agricole de 8 000 hectares à 2,4 millions d'hectares, en particulier sur les Hauts-Plateaux et dans les régions du Sud. Le secteur agricole en Algérie absorbe 33% de l'énergie, précédé par le secteur de la construction qui, à son tour, en consomme 41%. Ces nouvelles surfaces devront être «efficacement irriguées» en utilisant des énergies renouvelables dans le but d’atteindre des rendements de l’ordre de 70 quintaux par hectare (source : APS). Selon la même source, Sonelgaz a adopté un plan spécial de liaison des fermes doté d'un budget de plus de 25 milliards de dinars algériens visant à «accélérer le développement agricole et accroître la production agricole du pays». Au vu de l'importance de ce processus, sur un total de 45 878 exploitations, le nombre d'exploitations raccordées a atteint 20 233, avec un taux de réalisation de 44%. Selon le ministère de l'Agriculture et du Développement rural, environ 800 000 hectares de terres inutilisées ont été récupérés. Cependant, ce qui fait peur aux investisseurs dans le domaine de l'agriculture, en particulier dans les zones reculées et éloignées du réseau électrique, c'est le raccordement à l'électricité, car ils dépendent actuellement des groupes motopompes d’irrigation fonctionnant avec de l'essence ou du diesel, qui est une méthode très coûteuse et polluante pour l'environnement.
Le manque de ressources en eau dans le Sud constitue un obstacle majeur pour les agriculteurs. Pour cette raison, il est nécessaire de bien planifier l'exploitation des eaux souterraines pour la durabilité de ses ressources, ainsi que de rationaliser la consommation d'eau en utilisant les systèmes d'irrigation modernes les plus efficaces qui contribuent à la croissance et à la qualité des cultures agricoles (irrigation par aspersion, goutte-à-goutte, etc.). Le système de pompage d'eau solaire photovoltaïque (SPVWPS) est une alternative idéale aux systèmes diesel de pompage d'eau qui sont non seulement coûteux, mais créent également du bruit et polluent l'air. Les études montrent à ce propos que le coût de fonctionnement, d'entretien et de remplacement d'une pompe diesel est 2 à 4 fois plus élevé que celui d'une pompe solaire photovoltaïque. Ce dernier est considéré comme respectueux de l'environnement nécessitant peu d'entretien.
Wilaya d’Adrar, un pôle d'excellence en matière agricole… une volonté se heurtant à de sérieux problèmes
Adrar est considérée comme une wilaya agricole par excellence au niveau national, avec ses énormes ressources naturelles (l'abondance de l'eau, un sol fertile et un climat adapté) qui lui permettraient de devenir un réservoir important pour la production céréalière, notamment dans le domaine de la production de maïs, si les facteurs de soutien et d'accompagnement étaient disponibles (la superficie dédiée à la maïsiculture pendant la saison 2018 a atteint 3 967 hectares. Source : Al-Hayat Al-Arabiya sur les intérêts de l'agriculture dans la wilaya d'Adrar).
La superficie totale de culture de tomates dans la wilaya d'Adrar dépasse 1 170 hectares. Quant à l'usine de Reggane de transformation et de mise en conserve de tomates, elle est considérée comme un gain économique important pour le pays.
En ce qui concerne le produit de la datte, dont la wilaya d'Adrar est célèbre, sa source est plus de deux millions et 600 mille palmiers. Des milliers de tonnes de dattes sont exportées chaque année dans le monde. Or, la bureaucratie et le faible taux d’électrification des périmètres agricoles découragent les investisseurs. «La nécessité d’aplanir les contraintes et entraves bureaucratiques, de hâter l’électrification des périmètres agricoles en vue d’atténuer les charges de production agricole et d’œuvrer à mettre à la disposition des agriculteurs les intrants agricoles et la révision de leurs prix élevés» était l’une des principales recommandations des participants à une rencontre régionale de sensibilisation sur la campagne labours-semailles au titre de cette saison au niveau des wilayas du Grand Sud du pays. (Source: APS/Sep.2022)
Wilaya d’El-Oued : les dunes de sable ont laissé place à des parcelles maraîchères... Une renaissance agricole au cœur du désert…. la volonté qui permet de grimper sur les cimes ; sans volonté on reste au pied de la montagne
La wilaya d'El-Oued est une région aride du Sahara algérien, qui est devenue un véritable pôle agricole en occupant ces dernières années le leadership national dans la production de la pomme de terre, avec une contribution s'élevant à 45% du produit national, représentant 60% de la valeur de la production végétale locale, selon les données du secteur (source : APS) … El-Oued a connu une croissance importante des exportations de produits agricoles ces dernières années, en particulier dans la culture des dattes, où les exportations totales de divers produits de la wilaya dépassaient 12% des exportations nationales totales. (Source : président du Syndicat national des ingénieurs agronomes)
Conclusions et suggestions
À la lumière de ce qui précède, nous arrivons à la conclusion que le secteur agricole pourrait jouer un rôle plus important dans le système alimentaire durable et la sécurité alimentaire et proposons quelques suggestions à cet égard :
• La nécessité de profiter de l'avancement de la technologie des énergies renouvelables pour généraliser ses usages dans le secteur agricole, notamment l'agriculture désertique, comme le pompage de l'eau avec l'énergie solaire ou l'énergie éolienne sur les Hauts-Plateaux.
• La diffusion de la culture d'utilisation des énergies renouvelables auprès des agriculteurs et la rationalisation de la consommation d'énergie.
• Le développement de techniques agricoles utilisant la technologie d'agrivoltaïque pour l'utilisation simultanée des terres agricoles pour la production des cultures et générer de l'énergie électrique. Les expérimentations et les pratiques dans certains pays ont montré que cette technologie réduit la consommation d'eau d'environ 20%, la présence des panneaux solaires réduisant l'évaporation (c'est-à-dire la perte d'eau des plantes).
• Encourager l'agriculture en intégrant des technologies d'information et de communication intelligentes et des capteurs pour surveiller les champs et automatiser toutes les opérations agricoles de manière continue et précise afin d'économiser et de rationaliser l'utilisation des ressources naturelles, en particulier l'eau d'irrigation, le contrôle des sols, les cultures et autres.
• Valoriser la recherche scientifique spécialisée et spécifique, utile et appliquée pour le développement du secteur agricole en impliquant les centres de recherche scientifique ainsi que les laboratoires de recherche scientifique au niveau des institutions universitaires dans l'augmentation de la production et la réduction des importations.
• Améliorer les opportunités d'investissement agricole en supprimant certains obstacles aux projets d'investissement dans le secteur agricole, en particulier dans le Sud, tels que l'assouplissement des procédures bureaucratiques d'investissement et le besoin de financement de l'État pour l'électricité renouvelable, la construction de routes et la mise en place d'usines pour transformer la production agricole dans le Sud et encourager les investisseurs en offrant des incitations, des privilèges et des capacités afin de créer de la richesse et des opportunités de travail.
• Renforcer le développement commercial en développant la commercialisation des produits agricoles localement et à l'étranger.
• Accompagner le secteur agricole dans sa transition vers le solaire et l'éolien en apportant des sources de financement soutenues par l'État sous la forme d'octroi de prêts dédiés à cette matière à un taux d'intérêt bas et à long terme de remboursement.
• S'appuyer sur la composante locale — à moyen terme — dans la fabrication de panneaux solaires et d'éoliennes, qui soutient les secteurs agricole et industriel.
A. C.

Références :
[1] A. Goetzberger, On the Coexistence of Solar-Energy Conversion and Plant Cultivation,
https://doi.org/10.1080/01425918208909875
[2] Vivek Sharma et al., Computers and Electronics in Agriculture 201 (2022) 107217, https://doi.org/10.1016/j.compag.2022.107217
[3] Miguel Angel Rapela, A Comprehensive Solution for Agriculture 4.0. In : Fostering Innovation for Agriculture 4.0 (2019). Springer, pp. 53–69. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-32493-3.
[4] Sandya De Alwis et al., Computers in Industry 138 (2022) 103624, https ://doi. org/10.1016/j.compind.2022.103624
[5] https://www.infometha.org/effets-socio-economiques/etat-des-lieux-de-la-methanisation-en-europe
[6] https:// www. planetoscope. com/Source-d-energie/1575-production-mondiale-de-biogaz.html
[7] https://www.nippon.com/fr/in-depth/d00753/
[8] https://www.agrialgerie.com/l-agriculture-en-algerie-en-2022/