Favoriser la diversité et les rotations culturales pour une meilleure éco-efficience des productions alimentaires en ville : le cas des serres sur toits à Barcelone

À la fin de l’année 2019, les Fermes Lufa, entreprise pionnière dans le développement des fermes urbaines sur les toits ont annoncé la construction d’une quatrième serre hydroponique sur un toit de Ville Saint Laurent. Cette serre est la plus grande du monde et occupe une surface de 1,5 hectare. Cependant, le potentiel de ces espaces de production reste encore à étudier, par exemple, pour diversifier les cultures, optimiser l’utilisation de la ressource en eau ou encore assurer une production toute l’année.

Dans leur article intitulé Identifying Eco-Efficient Year-Round Crop Combinations for Rooftop Greenhouse Agriculture, publié dans la revue The International Journal of Life Cycle Assessment en janvier 2020, Rufí-Salís et. coll. comparent plusieurs combinaisons de culture en serre sur toit. L’objectif de cette étude est d’évaluer l’éco-efficience de ces systèmes de production, c’est-à-dire leur impact environnemental par rapport à leur apport économique, et comparer les résultats obtenus en fonction des quantités de légumes produits, de leur valeur nutritionnelle et marchande.

Méthode utilisée

Pour ce faire, ces chercheurs de l’Université autonome de Barcelone ont utilisé les serres sur toits de leur campus. Ces dernières sont dites « intégrées », car elles sont en partie chauffées grâce à la chaleur générée par le bâtiment qui les supporte et que leur système d’irrigation utilise principalement des eaux pluviales récupérées. Les cultures de l’étude s’effectuent au sein de systèmes hydroponiques, comme dans la majorité des serres sur toits. Dans deux serres d’environ 120 m², les chercheurs ont étudié 7 espèces végétales : tomate, laitue, épinard, bette à carde, haricot, roquette et poivron.

Ensuite, pour étudier l’éco-efficience de ces différentes cultures, les chercheurs ont mobilisé une approche d’analyse du cycle de vie (ACV). Cette méthode consiste à évaluer l’impact des différentes cultures, de l’utilisation des ressources pour la production, jusqu’à la récolte des produits. L’ACV considère ici à la fois les opérations (fertilisation, irrigation, etc.) et les infrastructures liées aux cultures (matériel requis pour la serre et les opérations, etc.). En tenant compte de plusieurs critères intégrés à l’ACV[1], les auteurs ont classé les légumes en cinq catégories (A à E) suivant l’éco-efficience de la culture en serre sur toit. Pour ce faire, ils ont étudié le rapport entre l’impact environnemental de la production et sa valeur marchande, dépendante des rendements et des prix fixés par le marché. La classe A, soit les légumes les plus éco-efficients, est composée des tomates cultivées lors de la saison chaude (de mars à l’automne) et des haricots cultivés l’hiver. La classe B regroupe les tomates et haricots cultivés dans d’autres conditions, les bettes à carde, les poivrons et la laitue. La classe C se compose des laitues cultivées à l’automne et de la roquette. Seuls les épinards, cultivés sous différentes conditions, appartiennent aux classes D et E.

Les auteurs ont proposé cinq scénarios éco-efficients afin de comparer des combinaisons de culture sur une année selon les paramètres économique et nutritionnel de la production.. Le scénario 0, considéré comme scénario témoin, s’intéresse à une seule espèce de légume, les tomates cultivées au printemps sur un cycle long, c’est-à-dire sur une période d’environ 6 mois. Le scénario 1 combine deux cycles de culture plus courts de tomates, sur une période d’environ 5 mois, l’un en hiver, l’autre au printemps. Le scénario 2 propose de cultiver des laitues l’hiver, à raison de deux cycles d’un et deux mois, et des tomates au printemps sur un cycle long. Le scénario 3 associe une rotation de poivron cultivé l’hiver pendant 3 mois et de tomates au printemps sur un cycle long. Enfin, le scénario 4 consiste à cultiver des tomates sur un cycle long au printemps, puis des haricots et des laitues sur des périodes respectives de deux et un mois. Ils ont ensuite évalué l’impact environnemental des combinaisons proposées suivant les rendements, la valeur économique de la production et sa valeur nutritionnelle.

Évaluation comparative selon les scénarios : émissions de CO2, valeur économique

De l’étude, il résulte que les cinq scénarios présentent un impact environnemental similaire en termes d’émissions de CO2. Les émissions s’élevant dans tous les cas à environ 900 kgCO2equ/an.

En considérant les rendements des productions, c’est le scénario 1 (c’est-à-dire une production exclusive de tomates) qui a l’impact environnemental le plus faible, avec des émissions de 0,49 kg CO2equ par kg de production.

Si on regarde les émissions des CO2 selon la valeur économique des produits, ce sont les scénarios 3 et 4 qui ont le plus faible impact, notamment du fait de la valeur marchande du poivron (évaluée à environ 1,1€/kg) et des haricots (environ 2,7€/kg) plutôt élevée. Même si les tomates ont une valeur marchande intéressante (allant de 0,8€/kg à 1,1€/kg), comme elles sont présentes dans l’ensemble des scénarios, cette culture ne participe pas de manière significative à la distinction des scénarios en regard de la dimension économique. Les émissions de CO2 dans le cadre du scénario 4 sont de 0,70 kg CO2equ par euros de vente.

Le scénario 4 est également celui qui a les plus faibles émissions de gaz à effet de serre par apport nutritionnel des produits cultivés, soir 3,18·10−3 kg CO2 par kcal.

Conclusion

L’étude révèle que la culture de la tomate au printemps est une bonne option pour les serres sur les toits. En effet, cette culture présente un usage de l’eau optimal malgré une quantité importante d’engrais requise. Les haricots, les laitues et le poivron se présentent, quant à eux, comme des cultures performantes l’hiver (pour le climat de Barcelone).

Selon les différents scénarios proposés par les auteurs de l’étude, le scénario 4, associant trois espèces de légumes, semble être l’option à choisir. D’une part, la diversité des cultures augmente l’éco-efficience des systèmes agricoles en serres sur toits, d’autre part, cela assure une production plus variée, pour des débouchés économiques diversifiés et plusieurs sources d’apports nutritionnels.

Cette étude ayant été conduite à Barcelone, il faut souligner que ces résultats ne s’appliquent pas directement au contexte québécois. Néanmoins, cette démarche propose d’augmenter l’éco-efficience des serres sur toit en diversifiant les cultures et en considérant les facteurs environnementaux, économiques et nutritionnels. En ce sens, des études devraient être effectuées au Québec pour encourager l’implantation de serres sur les toits reposant sur un système agricole durable. En effet, le développement des cultures sous serre s’accompagne d’investissements financiers non négligeables et de telles recherches conduisent à penser de nouveaux systèmes de production en ville, plus respectueux de l’environnement et économiquement rentables.

Source

Rufí-Salís, M., A. Petit-Boix, G. Villalba, M. Ercilla-Montserrat, D. Sanjuan-Delmás, F. Parada, V. Arcas, J. Muñoz-Liesa et X. Gabarrell (2020). Identifying eco-efficient year-round crop combinations for rooftop greenhouse agriculture. The International Journal of Life Cycle Assessment. doi: 10.1007/s11367-019-01724-5

Note

[1] Les critères pour évaluer l’impact environnemental des cultures sont les suivants : changement climatique (kg CO2 equ), acidification (kg SO2 eq.), eutrophisation de l’eau douce (kg P equ), eutrophisation marine (kg N equ.), raréfaction des énergies fossiles (kg pétrole equ) et l’écotoxicité (kg 1,4-dB equ – qui fait la somme les impacts sur l’écotoxicité de la ressource marine, terrestre et en eau douce)



Citer ce billet
Logan Penvern (2021, 27 octobre). Favoriser la diversité et les rotations culturales pour une meilleure éco-efficience des productions alimentaires en ville : le cas des serres sur toits à Barcelone. AgriUrbain. Consulté le 28 février 2024, à l’adresse https://doi.org/10.58079/aui8

Logan Penvern

Etudiant au doctorat en sciences de l'environnement ISE-UQAM

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