Les épisodes de sécheresse se multiplient, les sols s’appauvrissent, les terres arables se raréfient, la population mondiale ne cesse d’augmenter et devrait atteindre les 9,7 milliards d’habitants d’ici 2050 selon l’ONU, dont 70 % vivraient en ville. Dans ce contexte, on peut se demander si l’agriculture traditionnelle sera toujours en mesure d’assurer la sécurité alimentaire des populations.
Face aux défis posés par le changement climatique et l’urbanisation croissante, un nouveau modèle d’agriculture se développe donc depuis quelques années : l’agriculture verticale, un mode de culture qui permet de réduire considérablement l’emprise de la production au sol, d’obtenir des rendements plus importants, mais aussi de préserver l’environnement et les ressources en eau.
Qu’est-ce que l’agriculture verticale ?
L’agriculture verticale est un système de production alimentaire qui consiste à cultiver des légumes et des plantes aromatiques, notamment, en couches superposées. Contrairement à l’agriculture traditionnelle qui occupe l’espace horizontal, cette méthode de culture hors sol utilise l’espace vertical en disposant les plantes sur des étagères ou des rangées verticales de cylindres, par exemple.
Cette technique est particulièrement adaptée à l’agriculture urbaine, l’espace étant limité en ville. Elle se pratique le plus souvent en intérieur, dans un environnement contrôlé où l’éclairage, la température, l’humidité, la ventilation et la nutrition des plantes sont régulés à l’aide de l’intelligence artificielle. Les légumes sont ainsi protégés des conditions météorologiques, maladies et parasites, et disposent de conditions optimales pour pousser toute l’année.
Le concept d’agriculture verticale a été popularisé au début des années 2000 par un microbiologiste et professeur, Dickson Despommier. Celui-ci cherchait une alternative à l’agriculture traditionnelle afin de répondre aux défis posés par l’urbanisation croissante, le changement climatique et la nécessité de produire plus de nourriture dans des espaces limités.
Les avantages clés de l’agriculture verticale
L’agriculture en environnement contrôlé présente de nombreux avantages :
- Optimisation de l’espace : l’agriculture verticale permet de réduire l’espace de production et de cultiver plus de légumes au mètre carré que l’agriculture traditionnelle.
- Préservation des ressources en eau : les systèmes d’irrigation qui sont utilisés fonctionnent généralement en circuit fermé et permettent ainsi de réutiliser l’eau et de réduire l’utilisation de cette ressource qu’il est nécessaire de préserver.
- Meilleur rendement et production accélérée : l’environnement contrôlé permet une production en continu, tout au long de l’année, protégée des conditions météorologiques, des agents pathogènes et des parasites.
- Impact environnemental minimal : cette méthode d’agriculture contribue à la réduction des émissions de gaz à effet de serre en diminuant l’usage du transport puisqu’elle rend possible l’agriculture urbaine et favorise les circuits courts, de la production au consommateur. Elle réduit également, voire rend inutile l’usage d’intrants chimiques (pesticides, fongicides, herbicides, etc.).
Quelles technologies en agriculture verticale ?
L’agriculture verticale intègre plusieurs technologies avancées permettant de maximiser l’efficacité ainsi que les rendements. Parmi celles-ci, l’hydroponie et l’aquaponie.
L’hydroponie est un mode de culture qui consiste à faire pousser les légumes non pas en terre, mais dans de l’eau additionnée des nutriments qui leur sont nécessaires. Les plantes sont disposées sur un substrat neutre (sable, pouzzolane, billes d’argile, laine de roche, etc.) qui leur sert de support et est irrigué par la solution nutritive.
L’aquaponie combine l’aquaculture (élevage de poissons) et l’hydroponie. Dans ce système de production en boucle fermée, poissons et plantes vivent en symbiose : les déchets produits par les poissons sont transformés par les bactéries en nutriments directement assimilables par les plantes. En retour, les plantes filtrent et purifient l’eau qui retourne dans le bassin à poissons.
Ces deux modes de culture utilisent généralement des systèmes de contrôle climatique automatisés. Capteurs, sondes, LED horticoles, connectivité à distance, plateformes logicielles permettent ainsi d’ajuster avec précision la quantité de nutriments (dans le cas de l’hydroponie), le pH, la température, l’éclairage ou le taux d’humidité, pour une croissance optimale des fruits et légumes.
L’agriculture verticale, présente dans le monde entier
Partout dans le monde, Asie, Amérique du Nord, Europe, les fermes verticales ne cessent de se développer.
En Amérique du Nord où la méthode est très employée, par exemple, l’entreprise Plenty a récemment ouvert à Compton, en Californie, une ferme qui devrait à terme être en capacité de produire près de 2 000 tonnes de légumes à feuilles sur une surface équivalent à un pâté de maisons seulement.
En 2012 la première ferme verticale commerciale était créée à Singapour, par Sky Greens et redessinait le paysage urbain avec ses 120 tours en aluminium, hautes de 9 mètres (38 étages). Dans cet archipel, la grande majorité des aliments sont importés et la densité de population est de plus de 7 000 habitants au kilomètre carré. La ferme ayant un rendement huit fois plus élevé que la même surface cultivée en agriculture traditionnelle, elle contribue à atteindre les objectifs d’autonomie alimentaire de la « cité-Etat ».
Jungle, quant à elle, est la première et la plus grande ferme verticale de France. Dans cet entrepôt de 4 000 m2, situé à Château-Thierry, dans l’Aisne, salade, basilic, persil, ciboulette, menthe, aneth, coriandre ou encore wasabi sont cultivés en aquaponie dans des chambres de 11 mètres de haut. Ce modèle d’agriculture en environnement contrôlé permet notamment à l’entreprise de récolter le basilic 14 fois dans l’année, contre 3 à 4 en agriculture traditionnelle. Selon Gilles Dreyfus, président et cofondateur de la ferme, il permet également de n’avoir aucun recours aux pesticides, herbicides et fongicides et de bénéficier d’un goût comme d’une charge nutritive des plantes optimale.
Bien qu’ils n’exploitent pas toujours l’espace vertical, les toits verts offrent également de belles opportunités. Les 14 000 m2 du toit du pavillon 6 de Paris Expo, porte de Versailles, par exemple, accueille NATURE URBAINE, la plus grande ferme urbaine en toiture d’Europe. En 2021, si elle n’exploitait encore que 4 500 m2, les 696 colonnes et 1 428 gouttières de culture permettaient déjà de récolter 200 kilos de fruits et légumes par jour.
L’agriculture verticale, l’agriculture de demain ?
Dans un contexte de changement climatique, d’urbanisation et de population toujours croissante, l’agriculture verticale ouvre de nouveaux horizons. Ce mode de production qui permet de réduire significativement la surface d’exploitation au sol, le transport, l’usage d’intrants chimiques et de la ressource en eau est plus respectueuse de l’environnement et joue également en faveur de la résilience des populations.
L’intégration de l’agriculture verticale dans les politiques urbaines de développement durable offre la possibilité aux villes d’améliorer la sécurité alimentaire de leurs habitants. Cette approche s’inscrit parfaitement dans le concept de villes intelligentes et durables, proposant une solution viable pour nourrir une population urbaine en expansion tout en préservant les ressources naturelles.
