Récolter la lumière pour cultiver ensemble de la nourriture et de l’énergie propre


Les gens essaient de plus en plus de cultiver à la fois de la nourriture et de l’énergie propre sur la même terre pour aider à relever les défis du changement climatique, de la sécheresse et d’une population mondiale croissante qui vient de dépasser les 8 milliards. Cet effort comprend l’agrivoltaïque, dans lequel les cultures sont cultivées à l’ombre de panneaux solaires, idéalement avec moins d’eau.

Aujourd’hui, des scientifiques de l’Université de Californie à Davis étudient comment mieux récolter le soleil – et son spectre lumineux optimal – pour rendre les systèmes agrivoltaïques plus efficaces dans les régions agricoles arides comme la Californie.

Leur étude, publiée dans L’avenir de la Terreun journal de l’American Geophysical Union, a découvert que la partie rouge du spectre lumineux est plus efficace pour la croissance des plantes, tandis que la partie bleue du spectre est mieux utilisée pour la production solaire.

Un ouvre-porte

Les résultats de l’étude pourraient aider à orienter l’intérêt mondial pour l’agrivoltaïque et à identifier les applications potentielles de ces systèmes.

« Cet article ouvre la porte à toutes sortes d’avancées technologiques », a déclaré l’auteur correspondant Majdi Abou Najm, professeur agrégé au Département des ressources terrestres, atmosphériques et hydriques et chercheur à l’UC Davis Institute of the Environment. Il a mené l’étude avec le premier auteur Matteo Camporese de l’Université de Padoue en Italie, qui est venu à UC Davis en tant que chercheur invité Fulbright. « Les panneaux solaires d’aujourd’hui captent toute la lumière et essaient d’en tirer le meilleur parti. Mais que se passerait-il si une nouvelle génération de photovoltaïque pouvait prendre la lumière bleue pour une énergie propre et transmettre la lumière rouge sur les cultures, là où elle est la plus efficace pour la photosynthèse ? « 

Pour l’étude, les scientifiques ont développé un modèle de photosynthèse et de transpiration pour tenir compte des différents spectres lumineux. Le modèle a reproduit la réponse de diverses plantes, dont la laitue, le basilic et la fraise, à différents spectres lumineux dans des conditions de laboratoire contrôlées. Une analyse de sensibilité a suggéré que la partie bleue du spectre est mieux filtrée pour produire de l’énergie solaire tandis que le spectre rouge peut être optimisé pour faire pousser des aliments.

Ce travail a été testé plus avant l’été dernier sur des plants de tomates dans les champs de recherche agricole de l’UC Davis en collaboration avec le professeur adjoint de l’UC Davis, Andre Daccache, du Département de génie biologique et agricole.

Lumière guidante

À une époque où les terres viables se rétrécissent, comprendre comment les plantes réagissent aux différents spectres lumineux est une étape clé vers la conception de systèmes qui équilibrent la gestion durable des terres avec l’utilisation de l’eau et la production alimentaire, note l’étude.

« Nous ne pouvons pas nourrir 2 milliards de personnes supplémentaires en 30 ans en étant juste un peu plus économes en eau et en continuant comme nous le faisons », a déclaré Abou Najm. « Nous avons besoin de quelque chose de transformateur, pas d’incrémental. Si nous traitons le soleil comme une ressource, nous pouvons travailler avec de l’ombre et générer de l’électricité tout en produisant des cultures en dessous. Les kilowattheures deviennent une culture secondaire que vous pouvez récolter. »

L’étude a été financée par une bourse de recherche Fulbright du département d’État américain, UC Davis et l’Institut national de l’alimentation et de l’agriculture.

Source de l’histoire :

Matériel fourni par Université de Californie – Davis. Écrit à l’origine par Kat Kerlin. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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