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QU'EST-CE QUE L'AGRICULTURE VERTICALE?

Si la culture en intérieur n'est pas un phénomène nouveau, les serres étant utilisées depuis des centaines d'années, le concept d'agriculture verticale en intérieur est plus récent. Les exploitations agricoles verticales, parfois appelées "usines à plantes", sont des systèmes et des sites de production agricole ou végétale dans lesquels les cultures sont produites à l'intérieur d'un bâtiment, principalement ou uniquement grâce à la lumière artificielle, et qui utilisent l'espace vertical et horizontal. Souvent, ces systèmes verticaux s'élèvent sur plusieurs étages. Dans ces systèmes, en raison de l'absence de lumière naturelle du soleil et d'eau de pluie naturelle, les cultivateurs doivent surveiller et contrôler la lumière, la température, l'eau, les nutriments, l'humidité et d'autres paramètres en fonction de la ou des cultures à produire. Pour réussir, les producteurs doivent recréer et imiter les processus naturels et écologiques.

Certains systèmes d'agriculture verticale incluent même la production animale, mais cette pratique n'est pas très courante. Dans ces installations, les volailles (généralement des poulets) ou les porcs sont élevés au niveau du sol et les cultures végétales sont élevées à des niveaux supérieurs. D'autres systèmes impliquant des animaux élèvent des poissons d'eau douce comme le tilapia, le bar rayé et la truite. Les crustacés et les mollusques comme les écrevisses, les moules et les crevettes sont élevés dans d'autres systèmes. Les lapins élevés pour la viande peuvent devenir un autre animal qui peut être incorporé dans le paysage agricole intérieur des fermes verticales.

L'agriculture verticale est généralement pratiquée dans les zones urbaines, où l'on utilise et réaffecte souvent des bâtiments industriels et des entrepôts abandonnés. Il peut s'agir d'une solution intéressante et viable pour les villes qui disposent d'une abondance de bâtiments commerciaux vacants ou sous-utilisés. Bien qu'il ne s'agisse pas encore d'un phénomène répandu, l'agriculture verticale est proposée comme une solution d'avenir pour résoudre les problèmes de pénurie alimentaire, de surutilisation des terres agricoles, ainsi que pour contribuer à la revitalisation de certaines zones urbaines. Elles sont également considérées comme une solution possible pour aider à résoudre les problèmes environnementaux.

Avantages de l'agriculture verticale

 

Les avantages actuels et futurs de l'agriculture verticale sont nombreux et ne cessent de croître. Le principal avantage de l'agriculture verticale est probablement qu'elle peut être pratiquée littéralement partout dans le monde où il existe un espace dédié à sa fonction. Il peut s'agir de zones urbaines densément peuplées, de zones industrielles ou même de zones reculées. L'agriculture verticale peut être l'une des solutions pour augmenter l'approvisionnement alimentaire mondial. Avec une population qui devrait dépasser les 9 milliards d'habitants (jusqu'à 9,8 milliards selon certaines estimations) d'ici 2050, dont la plupart vivront dans des zones urbaines (jusqu'à 68 %), il faudra cultiver et produire davantage de nourriture. Les Nations Unies estiment qu'il faudra augmenter jusqu'à 70 % les chiffres actuels de la production alimentaire pour pouvoir nourrir la population en expansion. Compte tenu des changements climatiques imminents, cette augmentation de la production alimentaire devra également se faire dans le respect de l'environnement et de manière durable.

Les plantes cultivées dans les fermes verticales utilisent souvent moins d'intrants que leurs homologues cultivées en plein champ. Les systèmes d'agriculture verticale ne contribuent pas au ruissellement et à l'érosion indésirables comme le fait souvent l'agriculture conventionnelle à grande échelle. Les estimations varient en fonction des cultures, mais un acre d'agriculture verticale peut produire l'équivalent de 10 à 20 acres d'espace cultivé de manière traditionnelle en utilisant beaucoup moins d'eau (jusqu'à 90 % de moins selon certaines estimations), d'engrais et de pesticides. Cette efficacité s'explique en partie par le fait que les cultures peuvent être pratiquées toute l'année sans tenir compte des cycles saisonniers, mais surtout par l'utilisation plus efficace de l'espace et la répartition des ressources. On estime qu'une ferme verticale d'une superficie équivalente à un pâté de maisons et d'une hauteur de 30 étages pourrait potentiellement produire suffisamment de nourriture pour 10 000 personnes par an en utilisant des technologies existantes.

L'agriculture verticale ne dépend pas de la météo ou de la période de l'année. Elle n'est pas soumise aux phénomènes météorologiques extrêmes qui peuvent anéantir les cultures conventionnelles, comme les inondations ou les sécheresses. D'autres forces destructrices naturelles, telles que le broutage par les animaux ou la décimation par des épidémies de parasites localisées, ne se produisent pas dans les systèmes d'agriculture verticale. Cela ne veut pas dire que les parasites ne sont pas possibles, ils sont simplement plus faciles à éviter et à traiter dans les systèmes de culture en intérieur.

Un autre avantage de l'agriculture verticale est lié à la proximité entre la production des cultures et l'emplacement de l'utilisateur final. Souvent, les produits cultivés dans les fermes verticales n'auront que quelques kilomètres à parcourir pour atteindre le marché, le restaurant ou le client où ils seront vendus. Cela présente des avantages en termes de santé, d'environnement et même d'économies. Les produits consommés plus tôt après la récolte ont une valeur nutritive plus élevée, ils sont plus frais et plus attrayants. Les produits qui n'ont pas à voyager aussi loin n'utilisent pas autant de combustibles fossiles pour arriver à destination. Des distances de transport plus courtes signifient souvent des coûts de transport plus faibles et, en fin de compte, des coûts de produit plus faibles. Ce trio d'avantages fait de l'agriculture verticale une solution très intéressante pour acheminer des produits dans les zones urbaines en particulier. Elle peut également contribuer à la distribution équitable de la nourriture dans le monde, car les fermes verticales peuvent être situées dans certaines des régions les plus pauvres du monde, où la famine est endémique et où la nourriture est difficile à produire ou à transporter.

Combien coûte l'agriculture verticale?

 

Il n'y a pas de réponse facile à la question de savoir combien coûte l'agriculture verticale. De nombreuses tentatives ont toutefois été faites pour quantifier cette question et, en examinant des exemples concrets, il est possible d'établir une moyenne. Les coûts réels dépendront bien sûr des différences régionales en matière de coûts immobiliers, de coûts des services publics et de coûts de la main-d'œuvre, ainsi que des coûts propres à chaque culture. Les produits conventionnels cultivés en plein champ coûtent en moyenne 0,65 $ par livre. Les coûts de l'agriculture verticale sont beaucoup plus élevés et se rapprochent de ceux de la production en serre ou de la production hydroponique, soit environ 3,00 $ et 2,30 $ par livre, respectivement. Ces coûts sont encore considérablement inférieurs à ceux de l'élevage de produits en conteneurs, qui s'élèvent à environ 7,00$ par livre. Il s'agit d'un phénomène plus récent qui utilise principalement des conteneurs d'expédition usagés.

En prenant la laitue comme exemple de culture typique et en utilisant les données d'une ferme verticale réelle du New Jersey, le coût " tout compris " par livre de production est légèrement supérieur à 3,00 $. Cela suppose un coût initial pour l'espace physique et l'équipement, en tenant compte de la dépréciation, de 1,30 $ par livre de production. Les coûts de la main-d'œuvre dans cet exemple, y compris tous les avantages, les taxes, les assurances, etc. sont de 1,15 $ par livre. Tous les autres coûts des matériaux et des intrants continus sont calculés à 0,65 $ par livre. Encore une fois, il s'agit d'un calcul basé sur une seule récolte dans une seule installation, donc les coûts réels ailleurs varieront, mais c'est un bon chiffre de référence.

Logiquement, les coûts de mise en place et d'exploitation d'une ferme verticale varient en fonction de la taille de l'exploitation et du niveau de technologie. Grâce aux recherches effectuées sur plusieurs fermes verticales au Royaume-Uni, nous pouvons nous faire une idée des coûts par pied carré ou par mètre carré (remarque: bien qu'il ne s'agisse pas d'une équivalence exacte, un pied carré correspond à environ 1/10e de mètre carré, aussi les chiffres de cette section sont-ils arrondis). Une ferme verticale d'une superficie maximale de 500 mètres carrés (5 000 pieds carrés), qui s'appuie principalement sur le travail manuel pour la production et la récolte, peut s'attendre à dépenser entre 1 400 et 1 700 dollars par mètre carré (140 à 170 dollars par pied carré). Une exploitation agricole verticale de 500 à 2 000 mètres carrés (5 000 à 20 000 pieds carrés) peut coûter entre 1 700 et 2 400 dollars par mètre carré (170 à 240 dollars par pied carré). Ces estimations de coûts supposent que cette taille d'exploitation sera en grande partie un hybride de travail manuel et de technologie automatisée. Une grande ferme verticale de 2 000 à 10 000 mètres carrés ou plus (20 000 à 100 000 pieds carrés ou plus) fera probablement largement appel à l'automatisation et à la technologie pour toutes les phases de la production. Les coûts d'exploitation de cette gamme sont estimés entre 2 000 et 2 800 dollars par mètre carré (200 à 280 dollars par pied carré).

En fin de compte, les coûts d'exploitation d'une ferme verticale diminueront avec le temps. Comme pour toute autre chose, plus les fermes verticales prolifèrent dans le paysage urbain, plus il y aura de gens qui rivaliseront pour les approvisionner. Cela signifie que les coûts d'approvisionnement diminueront à mesure que la concurrence augmentera. Les coûts technologiques diminueront aussi inévitablement au fil du temps, à mesure que l'efficacité énergétique des fermes verticales augmentera. Les progrès constants des technologies d'éclairage par LED contribueront également à réduire les coûts au fil du temps. Les LED sont la principale source d'éclairage dans les exploitations agricoles verticales et, hormis la main-d'œuvre, elles constituent l'un des aspects les plus coûteux de la gestion et de l'exploitation d'une exploitation agricole verticale.

Les fermes verticales sont-elles rentables?

 

Ce serait l'exception à la règle que d'avoir une ferme verticale rentable dès le premier jour. Avec tout le capital à investir au départ, il faudra un certain temps avant d'atteindre le seuil de rentabilité, puis la rentabilité. Cela dit, l'agriculture verticale peut être une entreprise rentable si elle est menée de manière stratégique et réfléchie, tant que l'on ne s'attend pas à un retour sur investissement immédiat.

La plupart des recherches préliminaires suggèrent que les exploitations agricoles verticales atteindront un point de rentabilité dans environ sept ans. Cela décourage certains investisseurs et propriétaires potentiels qui ont une vision plus "traditionnelle" et n'investissent pas dans quelque chose dont le retour sur investissement est inférieur à cinq ans. La différence ici, et la raison d'adopter une vision un peu plus longue, c'est qu'il y aura toujours un besoin de nourriture, et que ce besoin ne fera que croître, d'autant plus que l'agriculture urbaine et les systèmes d'agriculture en intérieur continuent de proliférer pour répondre à cette demande. Il existe cependant un autre rôle pour l'agriculture verticale qui pourrait aboutir à une rentabilité plus rapide.

Les producteurs qui souhaitent utiliser les techniques de l'agriculture verticale, mais qui ne veulent pas cultiver de produits alimentaires, peuvent se créer un créneau rentable en cultivant des transplants et des plantes de démarrage à grande échelle. Les plants de démarrage sont des produits de grande valeur qui peuvent être cultivés avec succès dans des exploitations à haute densité utilisant des techniques d'agriculture verticale. En sélectionnant les types de plantes les plus demandées dans chaque zone géographique, vous obtiendrez bien sûr de meilleurs résultats qu'en adoptant l'approche "si vous les faites pousser, ils les achèteront". Selon la région, il peut s'agir de plantes de floriculture, de plantes agricoles, de plants d'horticulture ornementale ou de plants de cannabis/chanvre.

Toutes les exploitations agricoles verticales ne seront pas rentables. La sélection des cultures qui conviennent à des méthodes de culture en intérieur ou à des méthodes alternatives telles que l'hydroponie, l'aéroponie, l'aquaponie ou même la fogonie, constitue la première étape clé sur la voie de la rentabilité. Les plantes qui atteignent plus rapidement un état fini ou vendable sont optimales pour l'agriculture verticale. L'échelle est également un obstacle important à surmonter. La rentabilité de l'agriculture verticale ne sera atteinte que si elle est correctement dimensionnée. Des considérations telles que la taille et la saturation du marché, les variétés de cultures adaptées à la production en intérieur et les technologies disponibles qui sont appropriées et dont le coût n'est pas prohibitif devront toutes être abordées afin d'atteindre un point de rentabilité.

Les meilleurs livres sur l'agriculture vertical

 

Comme l'agriculture verticale est une forme de culture très récente, il peut être difficile de trouver des sources fiables. Il existe plusieurs sites web consacrés à cette forme de culture et certaines entreprises qui s'y essaient avec brio (voir Plenty.ag). Il existe quelques sources solides, écrites par des personnes qui ont de l'expérience dans la recherche sur l'agriculture verticale et qui ont écrit des livres qui valent la peine d'être consultés. Le livre le plus important sur le sujet est généralement considéré comme The Vertical Farm: Feeding the World in the 21st Century de Dickson Despommier. Publié à l'origine en 2010, et publié pour son 10e anniversaire en 2020, c'est un excellent point de départ pour en savoir plus sur les options et les solutions de l'agriculture verticale.

Un autre livre remarquable sur le sujet est Plant Factory: An Indoor Vertical Farming System for Efficient Quality Food Production de Toyoki Kozai. Ce livre est une publication savante au prix élevé, mais il est basé sur les recherches de plusieurs scientifiques et peut être considéré comme le livre de référence sur le sujet, couvrant tout, de la physiologie des plantes à la gestion d'une entreprise d'agriculture verticale. Despommier et Kozai ont collaboré à un livre, avec le chercheur James Faust, intitulé Instant Insights: Vertical Farming in Horticulture. Ce livre passe en revue cinq projets de recherche différents qui explorent divers aspects de la technologie dans les opérations d'agriculture verticale et constitue un bon complément à l'un ou l'autre de leurs autres ouvrages.

Un livre qui est une étude de cas sur une entreprise prospère d'agriculture verticale, et essentiellement un livre pratique sur ce qu'il faut faire pour mettre en place et faire fonctionner une ferme verticale est Business Plan for a Vertical Farming Startup: Market Research, Business Model, Economic Model, and More par Ramiro Blanch. Ce livre, qui est le titre le plus coûteux de toute cette liste, est destiné à ceux qui sont prêts à faire le saut dans l'agriculture verticale en suivant un exemple de réussite.

Pour les débutants ou ceux qui souhaitent simplement trouver un peu plus d'informations sur le sujet, essayez le livre de Derek Fell, Vertical Gardening: Grow Up, Not Out, for More Vegetables and Flowers in Much Less Space. Il contient de nombreux conseils de bricolage pour ceux qui souhaitent simplement expérimenter le concept pendant un certain temps avant de se lancer dans une véritable exploitation agricole verticale.

Une dernière réflexion sur l'agriculture vertical

 

La nécessité de cultiver et de produire des aliments ne disparaîtra jamais. La nécessité de trouver des solutions écologiquement durables aux défis actuels et futurs du monde ne disparaîtra pas non plus. L'agriculture verticale est une solution à ces deux défis. Les gouvernements locaux et régionaux et les municipalités devront encourager le développement de sites d'agriculture verticale afin de les mettre en place le plus tôt possible. Des subventions devraient être mises à disposition par les gouvernements fédéral et central pour faciliter cette démarche. Les universités et les organisations à but non lucratif devraient commencer à étudier sérieusement ces systèmes et à trouver des efficacités continues et des moyens de les améliorer. L'agriculture verticale est l'avenir de l'agriculture urbaine et pourrait, à terme, devenir un concurrent viable de l'agriculture conventionnelle.