Évaluation environnementale d’un système de culture hydroponique verticale en milieu urbain en Suède

Alors que l’agriculture verticale se développe et qu’un nombre de plus en plus grand d’études analyse le potentiel de son utilisation en milieux urbains, il y en a peu qui se penchent sur la durabilité de ces systèmes. Dans l’article Environmental Assessment of an Urban Vertical Hydroponic Farming System in Sweden, Michael Martin et Elvira Molin, du IVL Swedish Environmental Research Institute, évaluent la performance environnementale d’une ferme verticale de Stockholm avec une analyse sur le cycle de vie. Les résultats de leur étude indiquent que les aspects les plus importants d’un système vertical hydroponique, en ce qui concerne son impact environnemental, sont le substrat de croissance, les pots pour la culture des plants, la demande électrique, le transport des matières premières et la livraison des produits.

À l’aide des données de production annuelle de la ferme (60 000 plants), l’étude a analysé 4 scénarios :

• la production actuelle (pots en plastique et terreau)
• le scénario 1 (pots en papier et terreau)
• le scénario 2 (pots en plastique et substrat de fibres)
• le scénario 3 (pots en papier et substrat de fibres)

L’étude se base sur une ferme produisant des légumes feuilles et des fines herbes pour la vente en pots aux supermarchés et aux distributeurs régionaux. Afin de simplifier l’analyse, l’équipe de recherche s’est concentrée uniquement sur la production de basilic, qui était la plus importante. Les paramètres d’impacts environnementaux sont les émissions de gaz à effet de serre (GES), l’acidification et l’eutrophisation, l’épuisement des ressources abiotiques et la toxicité pour l’humain. Dans le cadre de cette étude sur la ferme en intérieur Grönska Stadsodling, basée à Stockholm, les chercheurs estiment que les émissions de GES de cette exploitation se situent entre 0,27–0,74 kg CO_2-eq par kg de plante comestible. Ce qui est en dessous de certaines études, mais comparable à d’autres, dont celle de Romeo et al.[1]

Impacts des choix de contenants et du terreau

Le changement pour les pots en papier permet une forte réduction de l’épuisement des ressources abiotiques et de l’acidification. L’usage du substrat de fibres entraine une grande réduction des émissions de GES, sans compter que le terreau avec des fibres est plus écologique qu’un terreau standard, car il contient moins de mousse de tourbe (une ressource non-renouvelable). En revanche, tant le choix des pots que du substrat n’influencent pratiquement pas les paramètres d’eutrophisation et de toxicité humaine. (Tableau 1)

Tableau 1. Impacts environnementaux selon différents choix de contenants et de terreau pour une ferme verticale en intérieure.

L’impact de la consommation énergétique

Il ressort également de l’étude que l’impact de la consommation électrique est principalement la résultante de l’éclairage. Elle dépend directement de la source d’énergie (Swedish-mix incluant moins de combustibles fossiles ou Nordic-mix incluant plus de combustibles fossiles). L’infrastructure de la ferme n’a quant à elle qu’un impact minimal sur les paramètres environnementaux considérés. Toutefois, cet impact minime est en partie, dans le cas présent, le résultat de l’installation de la ferme dans un sous-sol existant. En ajoutant aux calculs la construction d’une serre, les émissions de GES des infrastructures seraient augmentées de 260%, sans inclure l’énergie de chauffage supplémentaire qui serait nécessaire.

Enfin, l’impact du transport des matières premières vers la ferme dépasse celui de la livraison des produits, ce qui remet partiellement en cause le raisonnement selon lequel la production et une distribution locale des légumes permettent une réduction des émissions de CO₂. Comme les auteurs le soulignent, le développement de systèmes locaux de distribution efficients et des unités d’exploitation plus importantes aideraient grandement une amélioration à ce niveau. Ici, plus que de la distribution par vélo ou par voitures électriques des légumes, il faut réduire l’impact des transports du matériel vers la ferme.

Conclusion

Les résultats de cette étude démontrent que le choix de l’apport énergétique, du substrat de croissance, des matériaux d’empaquetage et du transport a une grande influence sur les performances environnementales d’une ferme verticale en intérieur (Figure 1). Par exemple, la combinaison d’une unité électrique de chauffage et de l’usage de la chaleur résiduelle des bâtiments au lieu d’un chauffage indépendant au mazout ou au gaz présente des avantages importants. L’équipe de recherche souligne également le fait qu’une performance environnementale supérieure pourrait être atteinte si le substrat de croissance et les pots étaient réutilisés par la ferme au lieu d’être vendus avec les plants, ainsi que par la mise en place d’une approche circulaire permettant de réutiliser les résidus urbains comme source de nutriments, énergie, etc.

Figure 1. impacts environnementaux des différents scénarios normalisés selon le scénario de la production actuelle. Original traduit de l’article.

Note

[1] Les impacts environnementaux de la culture hydroponique : étude du cas de ReFarmers (Lyon) : https://agriurbain.hypotheses.org/5255

Source

Martin, M. et Molin, E. (2019). Environmental Assessment of an Urban Vertical Hydroponic Farming System in Sweden. Sustainability, 11, 4124. https://doi.org/10.3390/su11154124