Les épisodes de sécheresse se multiplient, les ressources en eau sont toujours plus sous pression, les sols s’appauvrissent et les terres arables se raréfient. Dans le même temps, la population mondiale continue de progresser : elle devrait atteindre « un pic d’environ 10,3 milliards d’habitants au milieu des années 2080 », selon les Nations unies. À ces enjeux s’ajoutent l’urbanisation, le changement climatique et la nécessité de rapprocher les lieux de production des bassins de consommation. Dans ce contexte, une question se pose : comment développer une agriculture durable capable de produire davantage de nourriture tout en consommant moins de ressources et en limitant l’emprise de l’agriculture sur les sols ?

Parmi les pistes explorées, l’agriculture verticale suscite un intérêt croissant. Popularisé au début des années 2000 par un microbiologiste et professeur, Dickson Despommier, le concept se voulait une alternative à l’agriculture traditionnelle dans le but de répondre aux défis posés par l’urbanisation croissante, le changement climatique et la nécessité de produire plus de nourriture dans des espaces limités.

Qu’est-ce que l’agriculture verticale ?

Contrairement à l’agriculture traditionnelle, l’agriculture verticale consiste à cultiver des végétaux sur plusieurs niveaux. Cette méthode de culture hors sol permet d’exploiter la hauteur afin d’optimiser l’utilisation de l’espace, de l’eau et des nutriments. Une ferme verticale peut ainsi prendre place dans un bâtiment existant, un entrepôt ou une installation spécialement conçue pour la culture en intérieur.

Cette technique se pratique dans un environnement contrôlé où de nombreux paramètres peuvent être ajustés : température, humidité, lumière, irrigation, apport nutritif ou encore concentration en CO₂. Des capteurs et des systèmes automatisés peuvent suivre en temps réel l’état des plantes et ajuster les conditions de production.

Trois techniques occupent une place centrale :

• L’hydroponie consiste à cultiver les plantes hors sol dans une solution nutritive. 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’aéroponie, elle, expose les racines à une brumisation contenant eau et nutriments. Ces systèmes permettent une gestion beaucoup plus précise des apports.
• 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.

Hydroponie, aéroponie et aquaponie participent fortement à l’optimisation des ressources. L’agriculture verticale peut également fonctionner toute l’année, indépendamment d’une partie des

aléas climatiques. Cette régularité constitue un atout potentiel pour la sécurité alimentaire, particulièrement dans les zones urbaines ou soumises à des contraintes climatiques importantes.

Les bénéfices pour une production durable

L’agriculture en environnement contrôlé présente de nombreux avantages :

• Optimisation de l'espace : en superposant les cultures, une ferme verticale peut produire sur une surface au sol relativement réduite. Cette caractéristique présente un intérêt particulier pour l’agriculture urbaine, où le foncier disponible est limité et coûteux.
• Préservation des ressources en eau : les systèmes hydroponiques et aéroponiques peuvent fonctionner en circuit fermé, permettant de faire recirculer l’eau et de limiter les pertes. En aéroponie, les racines sont directement alimentées par une fine brumisation d’eau et de nutriments, ce qui permet un apport ciblé et une gestion précise des volumes utilisés.
• Production régulière et rendement élevé : l’environnement contrôlé permet de cultiver toute l’année, en limitant la dépendance aux conditions météorologiques. La maîtrise de paramètres tels que la lumière, la température, l’humidité et la concentration en CO₂ peut favoriser la productivité et la régularité des cultures.
• Réduction de certains impacts liés à la production : la culture en intérieur peut limiter l’exposition des plantes à certains ravageurs et maladies et ainsi réduire le recours aux produits phytosanitaires. L’implantation d’une ferme verticale à proximité des consommateurs peut également raccourcir certaines chaînes d’approvisionnement.

Agriculture verticale : quels défis pour changer d’échelle ?

Le changement d’échelle constitue aujourd’hui l’un des principaux défis de l’agriculture verticale. En France, les travaux d’INRAE montrent que les modèles high-tech restent confrontés à des coûts d’investissement et de fonctionnement importants, auxquels s’ajoute une consommation énergétique élevée. Le cas de Tower Farm, en région parisienne, illustre cette difficulté : la production de légumes s’est révélée économiquement non viable en raison notamment de leur faible prix de vente et des coûts énergétiques. L’entreprise s’est alors tournée vers des plantes médicinales et cosmétiques à forte valeur ajoutée.

La question énergétique est au cœur de cette équation économique. L’éclairage artificiel et le contrôle de la température et de l’humidité nécessitent en effet une quantité importante d’énergie. Une étude publiée en 2025 estime la consommation actuelle de la production de laitue dans les fermes verticales à 10 à 18 kWh/kg. Elle identifie toutefois un benchmark technique de 3,1 à 7,4 kWh/kg, qui pourrait être atteint grâce à l’amélioration de l’efficacité des équipements et du pilotage.

Cependant, ces contraintes représentent aussi un levier d’innovation. Selon l’INRAE « l’agriculture urbaine est sans doute une importante source d’innovations. » et a déjà contribué au développement de nouvelles technologies, notamment de LED particulièrement efficaces pour la photosynthèse. L’enjeu est désormais de poursuivre ces progrès tout en évaluant leurs performances économiques et environnementales.

Le choix des cultures constitue enfin un facteur déterminant pour la viabilité des fermes verticales. Les légumes-feuilles, les fruits, les herbes aromatiques et les micro-pousses sont aujourd’hui particulièrement adaptés à la culture en intérieur. À l’inverse, certaines cultures comme les céréales

restent moins compétitives économiquement que les cultures en plein champ, notamment en raison de leur cycle de production plus long.

L’agriculture verticale, une nouvelle voie pour une production durable

L’agriculture verticale ouvre des perspectives intéressantes pour accompagner la transition vers une production alimentaire plus durable. En combinant culture en intérieur, technologies de précision et optimisation des ressources, elle permet d’envisager de nouvelles façons de produire, notamment dans les territoires urbains et soumis à des contraintes climatiques. Si des défis restent à relever, en particulier sur les plans énergétique et économique, les progrès technologiques offrent de réelles opportunités pour améliorer encore ses performances. L’agriculture verticale pourrait ainsi trouver pleinement sa place aux côtés des modèles agricoles existants et contribuer, à son échelle, à construire des systèmes alimentaires plus résilients, locaux et durables.