Les serres urbaines sur toit : une évaluation environnementale et économique

par Eric Duchemin · Publié 13/03/2019 · Mis à jour 22/11/2019

Les serres sur toit sont une avenue envisagée par de nombreux producteurs urbains ou que veulent favoriser certains gouvernements ou promoteurs immobiliers. Cette production bien que nécessitant un fort investissement à l’initial est perçu comme un modèle le développement de fermes urbaines économiquement et environnementalement viables. Les fermes Lufa à Montréal et Gotham Greens aux États-Unis en sont des exemples.

Pourtant à ce jour, il existe très peu d’étude sur la viabilité économique et environnementale de telles structures, sur les paramètres importants pour une telle viabilité. Cette étude d’Esther Sabyé-Mengue et al. (2015) est l’une des premières.

Malgré les incertitudes de cette première étude sur cette question, dans cette étude, les auteurs montrent clairement le potentiel environnemental et économique des serres sur toit. Ils identifient aussi des paramètres à considérer afin de réduire leurs impacts environnementaux et augmenter l’impact économique. Des taux de production élevés, une distribution locale de la production et une bonne intégration aux bâtiments, afin de profiter des pertes énergétiques de celui-ci, seraient les paramètres clefs. Ceux-ci rendraient ces unités de production performantes par rapport à des complexes de serres multitunnel, dans le cas contraire, elles sont moins performantes. Ainsi, des serres sur toit au Québec, profitant grandement des pertes d’énergie des bâtiments durant l’hiver, seraient une option intéressante, mais ce serait moins le cas dans des climats plus tempérés comme la région méditerranéenne ou encore au sud des États-Unis. Toutefois, un plus large nombre d’analyses de cycle de vie, sur une plus large variété d’unités de production serait nécessaire.

RÉSUMÉ DE L’ARTICLE

Dans le cadre de sa thèse de doctorat, menée à l’Université autonome de Barcelone, Esther Sabyé-Mengue a réalisé une évaluation environnementale et économique des serres sur toit. Cette étude, utilisant une approche d’évaluation par cycle de vie, a été menée sur une serre intégrée à un bâtiment de l’Université de Barcelone où se situent l’Institut des sciences de l’environnement et de la technologie et l’Institut catalan de Paléontologie de cette institution. Cette serre était composée de deux espaces de 125 m² chacun. Les résultats ont été comparés, à ceux provenant d’une évaluation identique de la ferme Bellaterra, complexe de serres multitunnel, située à 900 km de Barcelone.

Serre intégrée à l’un bâtiment de l’Université de Barcelone et espace de recherche

Comparaison des infrastructures : impact environnemental et coût

Dans un premier temps l’analyse a porté sur les structures nécessaires à la production, cette analyse montre qu’une serre sur toit aurait un impact environnemental (Indicateur ReCiPe[1], émissions de CO_2equ, demande énergétique) de 17 % et 75 % plus élevé qu’un complexe de serres multitunnel. Dans les deux cas, l’utilisation de l’acier pour la structure représente la majeure partie de l’impact environnemental des serres. Selon cette étude, le coût économique serait quant à lui 2,8 fois plus élevé pour les serres sur toit.

Les différences entre les deux systèmes de serres se situent, selon le modèle mis en place par les auteurs, au niveau de l’énergie nécessaire pour la construction et l’entretien des serres sur toit, tandis que cet entretien est relativement faible pour les serres en multitunnels. Le fait de monter une serre sur un toit demande un apport supplémentaire en énergie et ajoute des frais. En outre, les serres sur toit sont souvent plus technologiques (plus d’entretien) et demanderaient un meilleur contrôle climatique, engendrant des demandes en énergie et des coûts supplémentaires. Ainsi, un travail serait nécessaire en recherche et développement afin de rendre les structures de ce type de serres plus performantes et abordables.

Dans le cadre de sa recherche, Esther Sabyé-Mengue souligne aussi que la durée de vie de 50 ans considérée dans son modèle pour les serres sur toit repose avant tout des informations que lui ont fournies des ingénieurs et des architectes, mais que cette durée de vie pourrait être moindre. Une durée de vie moindre augmenterait encore l’écart entre les serres sur les toits et les complexes multitunnel en ce qui concerne de l’impact environnemental.

Soulignons aussi que cette étude porte sur des serres en zone méditerranéenne, ainsi l’énergie nécessaire pour le maintien de la culture durant la saison hivernale n’est pas considérée dans l’évaluation environnementale. Ce dernier élément pourrait être un facteur déterminant pour favoriser le développement de serres sur toit en zone tempérée froide.

Analyse de l’impact environnemental et des coûts de la production

Dans cette étude, Esther Sabyé-Mengue a aussi réalisé une comparaison au niveau des activités de production, de distribution et de mise en marché. Au niveau méthodologique, le modèle développé par la chercheuse s’appuie sur la production de tomates. Les taux de production considérés dans le cadre de l’étude sont de 16,5 kg/m² pour la production en multitunnels et de 25 kg/m² pour les serres sur toit. Si le premier taux de production se base sur des données expérimentales assez fiables, le second est une estimation. Ce second semble être la meilleure estimation possible que l’auteure pouvait faire. Elle note l’absence de données fiables pour la production en serre sur toit. Elle se base sur des données venant d’une étude menée par Juan Ignatio Montero de l’Université autonome de Barcelone qui a estimé des taux de production entre 10 et 55 kg/m⁻², pou les serres Venlo (Pays-Bas)[2]. Ces serres correspondent aux caractéristiques de celles installées sur les toits urbains.

Selon l’étude, sans considérer l’impact environnemental et économique de la distribution des produits, la production provenant de serres sur toit aurait un impact environnemental inférieur de 10 à 19 % selon l’indicateur considéré, mais un coût supérieur de 24 % comparativement à un complexe de serre multitunnel. Par contre, si on ajoute la distribution et la mise en marché, l’impact environnemental serait 42 % inférieur et un coût inférieur de 21 % pour les tomates produites en serres sur toit, comparativement à l’équivalent produit en serres multitunnel. Les différences observées par le modèle entre les deux modes de production s’expliquent par la distance (l’un étant une distribution locale et l’autre nécessitant un système de distribution par camions.

Toutefois, l’auteure souligne que cette estimation est très sensible à taux de production dans les serres sur toit. Elle souligne aussi qu’une bonne intégration des serres sur toit aux structures du bâtiment, en profitant de l’énergie résiduelle des bâtiments, pourrait permettre de réduire l’impact environnemental et les coûts de la production de celle-ci.

Source de l’article
Sanyé-Mengual E, Oliver-Solà J, Montero JI, Rieradevall J (2015) An environmental and economic life cycle assessment of Rooftop Greenhouse (RTG) implementation in Barcelona, Spain. Assessing new forms of urban agriculture from the greenhouse structure to the final product level. International Journal of Life Cycle Assessment 20(3):350-366 (DOI: 10.1007/s11367-014-0836-9)

[1] L’indicateur ReCiPe est un indicateur normalisé pour les analyses de cycle de vie afin de considérer l’impact sur la santé humaine, sur la santé des écosystèmes et de la disponibilité des ressources

[2] https://www.wur.nl/upload_mm/4/e/c/c6cc63b6-74f5-40cb-a40b-7475502d62d7_Report%20on%20economic%20%26%20environmental%20profile%20of%20new%20technology%20greenhouses%20at%20the%20three%20scenarios.pdf