Depuis la sortie initiale de notre paysage AgTech intérieur en 2019, l'agriculture intérieure a continué de susciter une attention et des investissements considérables en raison des avantages incontestables de la culture d'aliments dans un environnement intérieur contrôlé. Vous trouverez ici le paysage AgTech intérieur mis à jour pour 2021 (à télécharger ici). Avec des commentaires d'accompagnement sur le rôle de ce système de production en évolution pour relever les défis auxquels est confronté l'ensemble du secteur alimentaire.
Indoor Ag * est * notre système alimentaire
L'un des aspects intrigants de l'agriculture en intérieur est qu'il s'agit d'un microcosme de notre système alimentaire. Que ce soit dans une serre ou dans un environnement sans soleil (ferme verticale), cette méthode d'agriculture s'étend de la production à la consommation, de nombreux exploitants d'intérieur commercialisant leurs produits auprès des consommateurs en tant que produits de marque. Comme nous l'explorons ci-dessous, la chaîne de valeur de l'agriculture intérieure reflète un certain nombre de défis et d'opportunités auxquels l'ensemble de notre système alimentaire est confronté aujourd'hui: chaîne d'approvisionnement, sécurité, durabilité et main-d'œuvre. Bien sûr, 1 la pandémie du COVID-19 s'est propagée et a eu un impact sur chaque aspect de ce système, augmentant parfois les défis, et à d'autres, accélérant le changement et la croissance.
Ce paysage AgTech intérieur 2021 donne un aperçu de l'écosystème technologique et d'innovation de la chaîne de valeur de la production alimentaire en intérieur. Le paysage s'étend des entreprises de technologie des composants aux fournisseurs de systèmes de culture complets en passant par les exploitants agricoles intérieurs à la pointe de la technologie. Comme auparavant, le paysage ne se veut pas exhaustif. Alors que nous suivons plus de 1,300 entreprises du secteur, ce paysage représente un sous-ensemble et sert à mettre en évidence les acteurs innovants utilisant les technologies numériques et de l'information pour améliorer et optimiser la production alimentaire intérieure à grande échelle.
D'où vient ma nourriture?
La pandémie a mis en évidence les lacunes de la chaîne d'approvisionnement existante et a accru le désir des consommateurs de savoir d'où proviennent leurs aliments, dans quelle mesure ils ont été traités et emballés en toute sécurité, et jusqu'où ils ont parcouru pour les atteindre. Un aspect clé de l'agriculture en intérieur est son potentiel intrinsèque pour répondre à ces défis et à d'autres du système alimentaire actuel.
Les agriculteurs en intérieur peuvent localiser leurs opérations près des centres de distribution et des consommateurs, réduire les kilomètres de nourriture et les points de contact, potentiellement fournir des produits toujours plus frais et réduire le gaspillage alimentaire, et revendiquer la distinction «locale» convoitée. Le système décentralisé peut également renforcer la résilience des chaînes d'approvisionnement trop dépendantes de sources et d'importations exclusives.
La culture locale a de nombreuses formes. Les producteurs de serre ont tendance à installer leurs fermes en dehors de la zone métropolitaine, tandis que les producteurs sans soleil peuvent opérer dans les centres urbains, tels que Sustenir Agriculture à Singapour et Growing Underground à Londres. Des producteurs comme Square Roots colocalisent leurs fermes intérieures avec les centres de distribution régionaux de leurs partenaires, et Babylon déploie sa solution de micro-fermes sur place dans les établissements de soins de santé, les résidences pour personnes âgées et les universités. Récemment, Infarm a annoncé son expansion au-delà de son modèle de magasin d'alimentation en croissance, pour inclure des déploiements décentralisés de «centres de croissance» de grande capacité dans un certain nombre de villes. De plus, la valeur de la «culture locale» pourrait prendre une signification beaucoup plus large si votre pays importe la plupart de ses produits d'autres pays; un certain nombre de pays de la région du Golfe ont annoncé des initiatives et des projets majeurs de culture en intérieur avec AeroFarms, Pure Harvest et & jamais pour lutter contre la dépendance alimentaire de la région vis-à-vis d'autres pays.
Les ventes de produits biologiques ont atteint une croissance à deux chiffres en 2020, les consommateurs étant de plus en plus conscients de la salubrité de leurs aliments. Les problèmes de sécurité supplémentaires dus à la pandémie n'ont fait qu'accélérer cette tendance. Bien qu'elles ne soient généralement pas biologiques, les cultures produites dans le cadre de la protection des fermes intérieures sont isolées des sources externes de contamination et sont souvent cultivées avec peu ou pas de pesticides. Les points de contact humains sont réduits à mesure que les chaînes d'approvisionnement se raccourcissent et que les installations de production deviennent hautement automatisées. Par le biais de la Coalition pour la salubrité des aliments du CEA, l'industrie a récemment pris des mesures pour établir des normes de production dans le but de protéger les consommateurs contre les maladies d'origine alimentaire.
Les agriculteurs en intérieur commercialisent leurs produits comme étant locaux, frais, cohérents et propres. Cette histoire est en résonance avec les consommateurs, car les producteurs semblent vendre tout ce qu'ils peuvent produire, et beaucoup ont signalé une croissance significative des ventes en 2020. Le lien direct avec les préoccupations des consommateurs est également un élément clé de leur capacité à vendre leurs produits de marque à un prix supérieur, ce qui a été essentiel à la viabilité financière de certains producteurs. Cette connexion peut également leur permettre de réduire davantage la chaîne d'approvisionnement, au moins à des échelles plus petites, grâce à la vente directe et à des modèles commerciaux créatifs, par exemple, le cultivateur sans soleil Willo permet aux abonnés d'avoir leur propre «parcelle de ferme verticale personnelle» et de regarder leurs plantes pousser en ligne .
Durabilité: ma nourriture fait-elle partie du problème ou fait-elle partie de la solution?
L'agriculture, comme la plupart des industries, a été soumise à une pression croissante pour fonctionner de manière plus durable, et les cultivateurs en intérieur, grâce à leur utilisation efficace des ressources, ont légitimement intégré la durabilité dans leurs récits.
Nous sommes bien conscients des impacts du changement climatique, y compris une plus grande variabilité des conditions météorologiques et des saisons de croissance. L'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture prévoit qu'au cours des prochaines décennies, le changement climatique entraînera une diminution de la production agricole mondiale grâce aux pratiques agricoles traditionnelles, entraînant une plus grande insécurité alimentaire. La culture en intérieur, qui offre une protection contre les éléments, des rendements élevés constants par superficie et la capacité de produire des aliments toute l'année dans divers endroits, y compris ceux qui ne conviennent pas à l'agriculture traditionnelle, peut aider à atténuer cette tendance.
La rareté de l'eau devrait augmenter à l'échelle mondiale, présentant un problème de sécurité nationale et de graves problèmes de qualité de vie. Selon la Banque mondiale, 70% de l'eau douce mondiale est utilisée pour l'agriculture. L'utilisation efficace de l'eau par l'agriculture intérieure diminue l'utilisation de plus de 90% des cultures actuellement en cours de production. Il est également courant pour les serres de capturer l'eau de pluie et de réutiliser le drainage, tout comme Agro Care, le plus grand producteur de tomates de serre des Pays-Bas.
D'un autre côté, la consommation d'énergie, en particulier dans les installations sans soleil, est le défi de la durabilité de la culture en intérieur. L'efficacité continuera de s'améliorer, mais comme l'indique l'analyse récente sur l'agriculture sans sol en intérieur du Markets Institute du WWF, il existe une opportunité à l'échelle de l'industrie d'intégrer des sources d'énergie alternatives. Les producteurs reconnaissent cette opportunité de réduire l'impact et d'améliorer leurs résultats et utilisent déjà des approches alternatives telles que la cogénération, les sources géothermiques et les réseaux de chaleur résiduelle. Les tomates H3Orto sont cultivées dans des serres chauffées avec de l'eau chaude produite au biogaz. Les produits de Gotham Greens sont cultivés dans des serres alimentées à 2% d'électricité renouvelable, et Nordic Harvest, au Danemark, exploitera la plus grande ferme couverte d'Europe uniquement à l'énergie éolienne.
Travail: Nous recrutons toujours!
Il y a des défis et des opportunités de main-d'œuvre tout au long de la chaîne de valeur du système alimentaire, et cela ne pourrait pas être plus grave qu'à la ferme. Les exploitants agricoles - à la fois sur le terrain et à l'intérieur - ont du mal à attirer de la main-d'œuvre pour le travail physiquement exigeant. Même avant la pandémie, le durcissement des frontières en Europe et aux États-Unis a créé une pénurie de travailleurs agricoles pour la production au champ et en serre. En outre, l'expertise au niveau des producteurs et des gestionnaires agricoles est rare, exacerbée par le vieillissement de la main-d'œuvre et l'ajout rapide de nouvelles installations intérieures. Alors que les opérateurs aimeraient voir plus de candidats formés issus de programmes universitaires, ils se tournent également vers la technologie et l'automatisation pour soulager leurs problèmes de main-d'œuvre.
L'automatisation de la production de semis et des activités après récolte est déjà bien établie pour la plupart des cultures en intérieur. De plus, le cycle de croissance court et l'habitude contenue des légumes-feuilles les prêtent à la mécanisation. Par exemple, les systèmes verts feuillus entièrement automatisés de Green Automation et de Viscon ont été déployés dans de grandes opérations de serre comme Pure Green Farms et Mucci. Du côté sans soleil, Urban Crop Solutions a mis en œuvre l'automatisation de manière unique dans les conteneurs d'expédition, et le finlandais Netled a développé un système de culture complet entièrement automatisé. Notez que de nombreux cultivateurs sans soleil à plus grande échelle ont développé leurs propres piles technologiques et ont conçu une automatisation permettant d'économiser du travail dans leurs systèmes. Par exemple, Fifth Season a déployé la robotique tout au long de son processus de production.
Malgré de nombreuses initiatives, les tâches quotidiennes difficiles de soin des cultures et de récolte pour certaines cultures (tomates, poivrons, concombres et baies) n'ont pas encore été automatisées à grande échelle. Cependant, les déploiements commerciaux planifiés à court terme de robots de défeuillage et de récolte offrent la promesse de modifier considérablement les défis de main-d'œuvre. Les technologies logicielles, comme celles de Nitea et Hortikey, traitent de la gestion de la main-d'œuvre, de l'enregistrement des cultures, de la prévision du rendement et de la gestion des flux de travail / processus pour le secteur intérieur et s'efforcent d'améliorer l'efficacité opérationnelle pour une main-d'œuvre plus petite. Les technologies qui fournissent, surveillent et contrôlent le climat, la lumière, l'eau et les nutriments sont déjà déployées dans les installations de culture en intérieur sophistiquées d'aujourd'hui et sont fondamentales pour maintenir des conditions optimales dans ces environnements complexes.
Ils forment également la base de la prochaine couche d'innovation, à savoir, l'optimisation des cultures et même le contrôle autonome de l'environnement de croissance basé sur des plates-formes d'imagerie et de capteurs (comme Ecoation, iUNU et 30 MHz), l'analyse de données, l'apprentissage automatique, les jumeaux numériques et l'intelligence artificielle. . Des événements récents comme le Autonomous Greenhouse Challenge ont exploré avec succès le potentiel de l'IA pour «stimuler la productivité horticole tout en réduisant l'utilisation des ressources et la complexité de la gestion». Les innovations émergentes de croissance autonome commercialisées, telles que le Blue Radix Crop Controller et Priva's Plantonomy, promettent d'étendre et d'améliorer la portée de l'expertise disponible des producteurs, en particulier dans les opérations de grande envergure et multi-sites.
Où allons-nous partir d'ici?
Depuis que nous avons créé notre premier paysage AgTech intérieur, il y a eu des changements positifs et des raisons d'être optimiste quant à l'avenir. Mais, comme pour tout marché et secteur d'innovation en évolution, cela peut être un parcours cahoteux. Certains pensent que le CEA n'est pas la réponse à nos problèmes alimentaires car tout ne peut pas être cultivé économiquement à l'intérieur aujourd'hui. Nous considérons l'agriculture intérieure comme l'une des approches qui peuvent aider à réparer notre système alimentaire et elle devrait être appliquée lorsque cela a du sens. Par exemple, les tomates vendues au détail sont déjà plus que probablement cultivées dans une serre. Attendez-vous à ce que davantage de cultures soient cultivées à l'intérieur de manière plus économique avec de nouvelles avancées.
L'un des aspects de notre paysage précédent était de sensibiliser davantage au fait que, malgré la ferveur entourant la nouvelle agriculture sans soleil, la culture en serre était déjà bien établie. Les serriculteurs néerlandais ont démontré la viabilité de la culture en intérieur avec plus de 50 ans d'expérience et plus d'acres «sous verre que la taille de Manhattan». Le récent appel public à l'épargne et la capitalisation boursière de 3 milliards de dollars du producteur de serre AppHarvest basé au Kentucky ont également clairement sensibilisé! D'autres serriculteurs de haut niveau et en expansion, notamment BrightFarms et Gotham Greens, ont également attiré d'importants investissements.
La question est souvent posée: «Quelle est la meilleure approche de culture, sans soleil ou en serre?». Il n'y a pas de «solution miracle» proverbiale pour l'agriculture en intérieur. La réponse est dictée par l'emplacement et le problème que vous essayez de résoudre. Une solution pour les centres urbains de Singapour, Hong Kong et Mumbai pourrait ne pas être la même que celle déployée à la périphérie de Chicago. Quelle que soit l'approche adoptée, le démarrage de tout type de ferme intérieure de grande taille dotée de la technologie nécessite beaucoup de capital. Une analyse récente d'Agritecture indique que la construction d'une ferme automatisée de trois acres peut aller de 5 à 5 millions de dollars. Certains des énormes projets de serre avancés en cours de construction aujourd'hui peuvent dépasser 11 millions de dollars. Compte tenu des exigences de capital pour ces fermes couvertes, certains remettent en question l'opportunité de rendements au niveau du capital-risque dans le secteur et suggèrent qu'il est mieux adapté aux investisseurs en actifs réels. Pourtant, plus de 100 millions de dollars ont été levés grâce aux 600 principaux financements en 10, alors que les acteurs existants se disputent le leadership et se développent dans des régions mal desservies tandis qu'un flux apparemment sans fin de nouvelles entreprises continue d'entrer sur le marché.
Pour l'avenir, l'agriculture en intérieur doit relever ses défis énergétiques et de main-d'œuvre. En particulier, l'approche sunless a du travail à faire pour aligner ses coûts d'exploitation et atteindre une rentabilité généralisée. De plus, pour accélérer davantage la croissance et l'adoption de nouvelles technologies dans les environnements à effet de serre et sans soleil, le secteur doit mettre en œuvre le partage de données entre les systèmes. WayBeyond est l'une des entreprises promouvant des systèmes ouverts et des API pour atteindre cet objectif. Comme nous l'avons indiqué au début de cet article, la chaîne de valeur de l'agriculture intérieure reflète certains des défis et opportunités auxquels l'ensemble de notre système alimentaire est confronté aujourd'hui: chaîne d'approvisionnement, sécurité, durabilité et main-d'œuvre. L'agriculture en intérieur offre d'énormes opportunités. Bien qu'il soit encore tôt pour ce secteur de marché dans son ensemble, cela peut apporter plus de précision et d'agilité à l'endroit et à la façon dont les aliments sont cultivés et distribués.
Bios
Chris Taylor est consultant senior au sein de l'équipe Mixing Bowl et a passé plus de 20 ans sur la stratégie informatique mondiale et l'innovation de développement dans la fabrication, la conception et les soins de santé, en se concentrant plus récemment sur AgTech.
Michael Rose est associé chez The Mixing Bowl et Better Food Ventures où il apporte plus de 25 ans d'immersion dans la création de nouvelles entreprises et l'innovation en tant que dirigeant opérationnel et investisseur dans les secteurs de la Food Tech, de l'AgTech, de la restauration, d'Internet et de la téléphonie mobile.
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