Les processus et produits développés au cours du projet
Processus de prétraitement et de mélange
La molasse est formée d’une série de couches horizontales de grès cimenté et silteux, entrecoupées de couches de marnes et de roches argileuses. La molasse La molasse est formée d’une série de couches horizontales de grès cimenté et silteux, entrecoupées de couches de marnes et de roches argileuses. La molasse de la région se compose généralement comme suit :
- 30 à 50 % d’argile,
- 10 à 15 % de limon,
- 10 à 15 % de sable, avec une granulométrie comprise entre 63 μm et 4 mm,
- 15 à 20 % de particules de grès supérieures à 4 mm.
Le matériau de molasse a été traité par criblage, concassage et tamisage afin d’obtenir une granulométrie finale inférieure à 20 mm. Le mélange était constitué de deux tiers de molasse à forte teneur en marnes et d’un tiers de molasse à teneur plus élevée en grès, afin d’optimiser la texture du substrat et de tenir compte de la variabilité naturelle de la composition chimique et géomécanique de la molasse.
La molasse a ensuite été mélangée avec une faible quantité de compost avant d’être installée dans les parcelles expérimentales. La minimisation de la quantité de compost, ressource précieuse pour les activités agricoles de la région, s’inscrit dans l’objectif d’intégration du projet dans les activités socio-économiques régionales.
De plus, une méthode innovante de mélange est en cours de test afin d’améliorer la porosité du sol par la formation de granulés de substrat, susceptibles de favoriser la pénétration des racines et la croissance des plantes.
Processus de construction du sol
Dans les essais réalisés à OpenSkyLab, la construction du sol est initiée selon un processus en deux étapes : la création d’une structure primaire et la gestion de la structure du sol.
La première étape consiste à caractériser les matières premières afin de créer un environnement favorable aux micro-organismes, aux racines des plantes et à la faune du sol.
La seconde étape vise à optimiser la stabilisation de la matière organique et la création de pores, éléments essentiels à la productivité durable du sol.
Les stratégies mises en œuvre comprennent l’utilisation de diverses espèces végétales, de plantes à systèmes racinaires étendus, d’espèces pérennes et d’inoculants microbiens, tout en limitant les apports en ressources afin d’assurer la scalabilité pour des applications à plus grande échelle.
La première étape consiste à caractériser les matières premières afin de créer un environnement favorable aux micro-organismes, aux racines des plantes et à la faune du sol.
La seconde étape vise à optimiser la stabilisation de la matière organique et la création de pores, éléments essentiels à la productivité durable du sol.
Les stratégies mises en œuvre comprennent l’utilisation de diverses espèces végétales, de plantes à systèmes racinaires étendus, d’espèces pérennes et d’inoculants microbiens, tout en limitant les apports en ressources afin d’assurer la scalabilité pour des applications à plus grande échelle.
Système de suivi et contrôle sur le terrain:
Un système de suivi sur le terrain, « OpenSkyView », a été développé pour fournir une vue d’ensemble complète des parcelles expérimentales, en recueillant des données provenant de divers capteurs, d’images de drones et d’échantillonnages plus traditionnels. Il permet de suivre en temps réel les propriétés du sol et les conditions météorologiques, ainsi que de surveiller des paramètres tels que la croissance de la biomasse, l’humidité du sol, le potentiel matriciel, la température et l’évapotranspiration.
Cas de réutilisations:
Les mélanges de substrats testés dans le cadre du projet OpenSkyLab sont conçus pour des applications à grande échelle, adaptées aux grands projets de construction, aux infrastructures de recherche ou à tout projet impliquant une excavation importante de molasse. Ces mélanges pourraient être utilisés pour la revitalisation de friches urbaines, le remplacement de sols contaminés, la création de parcs récréatifs en milieu urbain ou la végétalisation de couvertures de grandes routes et d’axes de transport.
De plus, les substrats à base de molasse sont testés pour la croissance de jeunes plants d’arbres, qui pourraient ensuite être utilisés dans des pépinières. Les espèces végétales testées dans l’expérience de terrain OpenSkyLab comprennent des variétés résilientes au climat qui, associées aux substrats construits, pourraient fournir d’importants services écosystémiques à l’avenir.
Haies surélevées:
Les haies sont des alignements d’arbres, d’arbustes et de plantes poussant le long des bordures des parcelles agricoles. Elles jouent un rôle clé dans la restauration écologique des agroécosystèmes, en favorisant la biodiversité et en renforçant la résilience environnementale. Les haies permettent de créer un microclimat favorable, pouvant prévenir les inondations et les sécheresses, limiter l’érosion des sols, atténuer les températures extrêmes et contribuer à la préservation de la qualité de l’eau.
De plus, elles agissent comme des brise-vent efficaces, protégeant les cultures des dommages causés par le vent et créant un environnement plus propice à leur croissance. Elles offrent également des habitats durables à de nombreuses espèces, notamment aux pollinisateurs sauvages et aux ennemis naturels des ravageurs courants, jouant ainsi un rôle essentiel dans le maintien de l’équilibre des écosystèmes, le soutien à la productivité agricole et la réduction de l’utilisation des pesticides.
Espèces de plantes et d’arbustes utilisées dans l’expérience
Rotation des cultures de couverture
Les cultures de couverture sont cultivées pour améliorer les propriétés du sol pendant la période de transition entre deux cultures de rente. Lorsqu’elles sont associées à des pratiques agricoles adaptées au climat, comme le semis direct, les cultures de couverture apportent de nombreux bénéfices à l’agroécosystème : elles réduisent l’érosion des sols, augmentent les apports de carbone dans le sol et améliorent le rendement des cultures suivantes.
Dans les expériences menées dans le cadre du projet OpenSkyLab, une rotation composée de mélanges de cultures de couverture sera utilisée afin de tester si ce mode de gestion peut accélérer la formation de la structure du sol par rapport à des cultures pérennes telles que le miscanthus, le kernza ou la végétation de prairie.
Miscanthus x giganteus
Miscanthus x giganteus (Poaceae) est une espèce végétale pérenne originaire d’Asie de l’Est. Cette culture, dont le cycle de production est d’environ 15 à 20 ans, est cultivée en Europe depuis les années 1980 comme plante destinée à la bioéconomie. Elle offre diverses possibilités d’utilisation de la biomasse et présente un potentiel intéressant pour générer des revenus complémentaires pour les agriculteurs.
Dans les expériences menées dans le cadre du projet OpenSkyLab, le miscanthus est utilisé comme culture peu exigeante, capable d’améliorer la structure du sol au cours de son cycle de culture pérenne. Le rendement de cette culture sera évalué afin d’estimer sa contribution potentielle aux chaînes de valeur locales, telles que la production de fibres ou de biomasse.
Kernza
Le blé intermédiaire pérenne (Thinopyrum intermedium) est originaire du plateau iranien et a été domestiqué depuis 1983 par l’organisation de recherche The Land Institute à Salina, Kansas (États-Unis), qui a commercialisé le cultivar sous le nom de Kernza®. Le Kernza est une culture à double usage, permettant une récolte de grains en été et une récolte de fourrage au printemps ou à l’automne, offrant ainsi aux agriculteurs une plus grande flexibilité et plusieurs sources de revenus. Cependant, le Kernza reste une culture de niche présentant un fort potentiel pour les pratiques agricoles régénératives.
Dans les expériences du projet OpenSkyLab, le potentiel de rendement du Kernza sur les sols construits sera évalué, ainsi que sa capacité à structurer le sol et à favoriser l’accumulation de matière organique.
Lotus corniculatus
OpenSKyLab – Haies surélevées
OpenSkyLab – Haies surélevées