Les fermes verticales : développement et implication de la ville verticale

L’article The Vertical farm: A review of developments and implications for the vertical city par Kheir Al-Kodmany publié dans la revue Buildings en février 2018 est une revue de littérature des différents modèles de fermes verticales en milieu urbain.

Cet article permet de mieux comprendre et apprivoiser ce concept, tel qu’il se présente aujourd’hui, loin des premiers concepts futuristes portés par le travail de Dickson Despommier, professeur de santé publique à l’Université Columbia (New York), qui a fait l’apologie passionnée des fermes verticales dans son ouvrage intitulé The Vertical Farm: Feeding the World in the 21st Century.

Qu’est-ce qu’une ferme verticale?

En 2010, Dickson Despommier a décrit la ferme verticale comme “the mass cultivation of plant and animal life for commercial purposes in skyscrapers. Using advanced greenhouse technology such as hydroponics and aeroponics, the vertical farm could theoretically produce fish, poultry, fruit, and vegetables” (Despommier, 2010: p. 15).

L’auteur de l’article, Kheir Al-Kodmany, professeur en Spatial Planning and Urban Design à l’Université de l’Illinois à Chicago (IUC), classe de son côté les fermes verticale en trois catégories :

  • Structures de plusieurs étages de lits de croissance, généralement sous éclairage artificiel, situées à l’intérieur de bâtiments;
  • Cultures sur les toits de bâtiments commerciaux, résidentiels ou industriels, incluant des restaurants et des épiceries;
  • Bâtiments multi-étages futuristes dont les projections se multiplient, mais dont aucun n’a encore été réalisé malgré plusieurs projets annoncés durant la dernière décennie (la vision portée par Despommier).

Ses différentes catégories montrent que les fermes verticales ne sont plus seulement les gratte-ciel futuristes tel qu’imaginé par Despommier, mais sont surtout des structures verticales (modules de production) intégrées dans des espaces intérieurs. Des projets comme Aerofarm à Newark (États-Unis) ou AquaVerdi à Montréal. Pour Kheir Al-Kodmany, les toits verts comestibles ou les serres sur les toits doivent aussi être considérés comme des fermes verticales.

Aerofarms, Newark

 

Pourquoi construire des fermes verticales?

Certains gouvernements[1] soutiennent ou considèrent l’option de financer des projets de fermes verticales dans le but de favoriser la sécurité et la souveraineté alimentaires dans un contexte de villes durables.

Parmi les avantages des fermes urbaines verticales intérieures, nommons la possibilité de produire à longueur d’année dans des conditions stables, donc en éliminant la vulnérabilité aux conditions climatiques imprévisibles et en limitant celle aux parasites. Il s’agit d’un avantage non négligeable, particulièrement au Québec, où la saison de culture est limitée par l’hiver. Les conditions contrôlées favorisent également une culture exempte de pesticides et d’herbicides. Les nouvelles techniques de production comme l’aéroponie et l’automatisation des systèmes permettent en outre de limiter au minimum la consommation d’eau à des fins d’arrosage.

Quelques cas des fermes verticales

Les systèmes agricoles en intérieur représentent de plus une opportunité pour concevoir des systèmes circulaires. Par exemple, à Chicago, The Plant est une ferme verticale zéro émission qui, en plus de produire des aliments, transforme quotidiennement 27 tonnes de résidus alimentaires en biogaz (méthane) qui est lui-même converti en électricité et en chaleur grâce à un système de digestion anaérobique. Les fermes verticales intérieures sont aussi une façon de requalifier des bâtiments vacants comme des entrepôts, des immeubles industriels ou des stationnements souterrains abandonnés. Le concept s’étend maintenant entre autres à Atlanta, Philadelphie et Détroit, toujours en prenant place dans des bâtiments vacants. Au Québec, on peut considérer la Centrale agricole comme un tel système.

Brooklyn Grange, Brooklyn, New York

Les fermes sur toits, une autre catégorie de fermes verticales, représentent un potentiel énorme en raison du nombre important de toits plats inutilisés dans les villes, bien que tous n’aient pas nécessairement la capacité portante pour ce type d’activité. Brooklyn Grange et Gotham Greens sont deux exemples nés à Brooklyn qui semblent avoir trouvé une bonne formule pour allier ferme sur toit et rentabilité, puisque les deux entreprises sont en expansion. Brooklyn Grange exploite maintenant des fermes sur trois toits totalisant 135 000 pieds carrés de surface cultivée produisant plus de 36 000 kg de légumes chaque année. Ils gèrent également plusieurs ruches sur les toits de New York. Gotham Greens opère des serres sur les toits dans plusieurs villes aux États-Unis. À la fin de 2019, 8 serres dans 5 états américains desservent plus de 30 états et la compagnie comprend plus de 300 employés à temps plein. Fait intéressant à noter : Gotham Greens était le seul fournisseur de légumes frais à New York durant l’ouragan Sandy. Au Québec on trouve les Fermes Lufa (serres sur toit) et la ferme sur le toit du IGA Duchemin Extra dans cette catégorie.

Tour maraichère, Romainville (France)

La troisième catégorie de fermes verticales est celle des grands projets futuristes de fermes multi-étages dont les concepts sont encore sur la table à dessin. Pour la majorité de ces projets, ils ont été imaginés voici plus de 10 ans. Le projet en construction pouvant appartenir à cette catégorie est la Tour maraîchère de Romainville (Région Parisienne, France), l’ensemble des autres projets sont encore seulement des maquettes.

Contraintes au développement des fermes verticales

Malgré tout le potentiel des fermes verticales urbaines, certaines contraintes à leur implantation freinent le démarrage des projets ou leur expansion. L’argument majeur contre les fermes verticales réside dans la perception, parfois vérifiée, que cultiver à l’intérieur nécessite plus d’énergie, d’effort et de ressources que l’agriculture traditionnelle. Il est effectivement plus onéreux de construire une serre sur un toit que de construire une serre traditionnelle au sol.

L’accès aux toits implique aussi une logistique complexe pour le transport des matériaux et la sécurité des occupants, des ententes de responsabilités entre les occupants et des spécificités dans les contrats d’assurance. Le zonage est également un obstacle occasionnel à l’obtention de permis pour les fermes sur les toits. L’accès au foncier est un autre enjeu, notamment parce que le coût des espaces intérieurs est beaucoup plus élevé en ville qu’en milieu rural, ce qui représente un défi économique supplémentaire. Pour toutes ces raisons, il est parfois encore difficile d’arriver à tirer un profit de la vente des récoltes après tous les frais encourus par les fermes verticales sur toits. C’est aussi vrai pour les fermes verticales intérieures qui nécessitent d’importants investissements en équipement au démarrage et génèrent souvent de grandes dépenses énergétiques.

L’aide des gouvernements pour fournir le capital d’amorçage nécessaire afin de soutenir l’essor de ces projets est une solution avancée par l’auteur de cet article. Pour l’instant, les usages résidentiels, de bureaux et commerciaux pour les immeubles à plusieurs étages continuent d’être plus rentables que l’utilisation pour un usage agricole. Pour que les fermes verticales soient durables, elles doivent donc devenir rentables et pour y arriver, il semble qu’augmenter leur productivité soit la clé.

Les produits des fermes verticales urbaines sont encore restreints : légumes-feuilles, tomates, fraises, fines herbes, micropousses sont les cultures plus répandues. De plus, ils sont produits en petites quantités, donc les fermiers urbains doivent cibler des marchés adaptés tels que les restaurants ou petits commerces.

Le succès des fermes verticales semble donc reposer non seulement sur le progrès des technologies, mais aussi sur la mise en place de conditions locales favorables incluant la demande par la population, la disponibilité de la main-d’œuvre, le soutien des administrations publiques et la priorité donnée à la recherche de solutions face aux changements climatiques et à la disparition des terres cultivables.

Note

[1] Corée, le Japon, la Chine, Singapour, l’Allemagne, la France, la Suède, les Émirats arabes unis, l’Inde et les États-Unis.

Sources

Al-Kodmany, K. (2018) The Vertical Farm : A review of Developments and Implications for the Vertical CityBuildings, 8 (2), 24. https://doi.org/10.3390/buildings8020024

Despommier, D. (2010) The Vertical Farm: Feeding the World in the 21st Century; Thomas Dunne Books: New York, NY, USA.

 


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