L’agriculture en pleine ville

Des gratte-ciel de cultures pourraient à l’avenir contribuer à nourrir la population mondiale, tout en libérant des terres agricoles pour étendre les forêts.

Des fermes verticales pour nourrir les villes : des serres sur tous les toits de New York pourraient déjà approvisionner toute la population.

Le bureau de Dickson Despommier, parasitologue à l’Université Columbia de New York City, est situé au deuxième étage d’un bâtiment qui en compte 15. Donnant sur l’Hudson River, il offre une vue dégagée vers le pont George Washington et les falaises boisées du New Jersey sur la rive opposée... mais malgré ce superbe emplacement, le chercheur de 70 ans rêve d’un tout autre horizon.

Ce qu’il a en tête : un gratte-ciel de 30 étages doté d’une façade transparente, derrière laquelle s’étaleraient au soleil toutes les nuances de vert, du pastel à l’émeraude. Au lieu de cloisons intérieures, chaque étage possèderait des champs hydroponiques de blé, d’orge ou de maïs ; des rayonnages de légumes et des parterres de fleurs colorées ; des espaces où les volailles pourraient s’ébattre librement et des réservoirs d’eau permettant l’élevage de poissons ou de crevettes. La chaleur et la lumière proviendraient de l’énergie solaire, géothermique, éolienne ou hydraulique, et des fertilisants seraient obtenus à partir du système de traitement des eaux et du fumier.

Cette vision est celle d’une « ferme verticale » capable de nourrir des milliers de citadins. Et si l’idée peut sembler osée, elle s’inscrit parfaitement dans la tendance actuelle de l’urbanisation verte, qui consiste à transformer les gratte-ciel en nouvelles oasis en plein cœur de la ville. Une ferme verticale permettrait de produire quotidiennement des fruits et légumes frais, des céréales et des volailles, éliminant ainsi le besoin de transporter la nourriture sur de longues distances – parfois depuis l’autre bout de la planète. « De nombreuses personnes soucieuses de l’environnement déclarent que nous devons acheter une nourriture produite localement – mais il n’y a pas plus local que son propre quartier », déclare Dickson Despommier.

Le chercheur fonde son projet sur deux arguments. D’abord, la croissance de la population mondiale : les Nations Unies estiment qu’en 2050 notre planète comptera plus de neuf milliards d’habitants, dont la majorité vivra dans des villes. Près d’un milliard d’hectares de terres agricoles supplémentaires seront nécessaires – soit approximativement la taille du Brésil.

Ensuite, les fermes verticales pourraient contribuer à lutter contre le changement climatique : « D’une part, la production locale de nourriture tout au long de l’année aurait un fort impact positif sur le transport et les coûts de réfrigération, ainsi que sur les émissions de CO2. De plus, des surfaces actuellement utilisées pour l’agriculture pourraient être rendues à la nature, créant ainsi de gigantesques puits de carbone ».

C’est certain, D. Despommier vise littéralement très haut. Mais le concept mis au point il y a dix ans avec ses étudiants pourrait être réalisable. Des serres très performantes existent déjà sur des sites où personne ne les auraient attendues. En plein milieu du désert de l’Arizona par exemple, se trouve la plus grande serre hydroponique des Etats-Unis. Avec ses 128 hectares, Eurofresh est capable de produire tout au long de l’année, et de fournir notamment 80 000 tonnes de tomates par an. De plus, cette serre nécessite 70 % d’eau de moins qu’un champ conventionnel, tout en occupant une surface bien inférieure. En effet, dans une culture hydroponique, l’eau enrichie en nutriments n’est pas absorbée par le sol : elle parvient directement aux plantes enracinées dans un substrat inerte – et sans terre, il y a aussi moins de parasites. Les maladies dangereuses et les nuisibles posent donc moins de problèmes que dans des champs ouverts, ce qui entraîne également une diminution des besoins en pesticides.

D’après D. Despommier, Eurofresh prouve bien qu’il est possible d’exploiter des cultures en intérieur grâce à des technologies de pointe. Mais cette serre est à ses yeux trop éloignée des zones urbaines, et expédie une trop grande part de sa production à travers tous les Etats-Unis.

« Même sans compter le transport et les coûts énergétiques, une bonne partie des légumes se détériorent sur le trajet ». D. Despommier envisage une structure similaire à celle d’Eurofresh pour ses fermes verticales, à ceci près qu’elles auront plusieurs étages et seront situées directement en ville.

Des architectes appréciant les concepts futuristes ont déjà élaboré de nombreuses propositions de fermes verticales. Celle d’Oliver Foster (« O Design ») à Brisbane, Australie, est un bâtiment aéré et élégant de 12 étages. Son concept a d’ailleurs été présenté dans l’exposition itinérante « Science express » qui s’est tenue dans plusieurs villes allemandes en 2009 avec la participation de Siemens. O. Foster travaille aujourd’hui sur un projet de ferme verticale pour Singapour.

Chacun des étages du bâtiment rond conçu par O. Foster mesure six mètres de haut, afin de laisser entrer au maximum la lumière naturelle. La structure du bâtiment présente des surfaces blanches et réfléchissantes qui, associées à des LED, permettent de mieux distribuer la lumière à l’intérieur. O. Foster a également prévu un garage, relié à la ferme par un pont, dont le toit fait office de verger. « Il est également possible d’intégrer facilement un restaurant dans le complexe, afin d’utiliser la nourriture produite sur place », déclare l’architecte.

Malgré cet enthousiasme, plusieurs questions restent ouvertes – notamment en ce qui concerne les coûts, car les terrains coûtent très chers dans les grandes villes. Interrogé sur ce point, D. Despommier rétorque que toutes les villes disposent d’assez de zones abandonnées pour accueillir des fermes verticales, et qu’il serait également possible d’utiliser des terrains dont la municipalité est propriétaire. « Pour New York par exemple, nous avons à Brooklyn le Floyd Bennett Field, un aérodrome de près de cinq kilomètres carrés. Il y a aussi Governor Island, au sud de Manhattan : 70 hectares dont la ville se demande quoi faire depuis des années. »

D. Despommier fait également remarquer que malgré la surface réduite qu’elles nécessitent, les fermes verticales peuvent parfaitement rivaliser avec les grandes exploitations agricoles. Puisque les plantations poussent tout au long de l’année, la récolte des salades peut avoir lieu toutes les six semaines, et celle du blé ou du maïs trois ou quatre fois par an. Il serait également possible de recourir à des céréales spécialement adaptées. « Un bâtiment de 30 étages occupant 0,6 km² dans New York pourrait produire autant qu’une ferme de dix km² », conclut D. Despommier.

Des cultures sur les toits

La culture dans des gratte-ciel permettrait de diminuer non seulement les émissions de CO2, mais aussi les coûts de transport, de réfrigération et de stockage.

Une ferme verticale doit disposer de systèmes d’irrigation et de ventilation performants, et d’assez de lumière et d’électricité – à un coût abordable. C’est pourquoi Gene Giacomelli reste prudent quant à l’avenir des fermes verticales. Expert au Centre d’agriculture en environnement contrôlé de l’Université de l’Arizona, G. Giacomelli a construit en 2004 une chambre de culture pour la station de recherche américaine Amundsen-Scott, en Antarctique. « Nous ne savons pas encore produire suffisamment de lumière à un prix abordable pour toutes les plantes d’un tel bâtiment, explique-t-il. Pour le moment, il reste plus facile de cultiver en extérieur dans des champs, mais les obstacles ne sont pas insurmontables ».

Il en faudrait davantage pour décourager D. Despommier, même s’il a revu ses objectifs à la baisse. Reconnaissant que les premières fermes verticales ne devront pas nécessairement mesurer 30 étages ou nourrir 50 000 personnes, il soutient aujourd’hui un projet pilote impliquant une coopération entre universités et entreprises agricoles, afin de commencer à évaluer les différentes technologies. Le chercheur salue également les petites initiatives, comme l’installation de serres sur les toits. Si cette pratique se généralisait dans tout New York, la production agricole pourrait largement satisfaire les besoins de la population.

Les pouvoirs publics prennent au sérieux les idées de D. Despommier. Plusieurs grandes villes, comme New York et Newark (New Jersey), ainsi que le gouvernement de Jordanie, ont fait part de leur intérêt pour le concept de ferme verticale dans le cadre d’une stratégie de gestion des ressources en eau. Le principal obstacle étant actuellement d’ordre financier, les grandes avancées ne sont pas encore à l’ordre du jour. Mais D. Despommier pense que les défis de l’avenir ne nous laisseront pas le choix : « Il n’y a rien d’aussi puissant que la volonté d’éviter une catastrophe imminente, et aujourd’hui, nous voyons arriver cette catastrophe avec la croissance démographique et le réchauffement climatique. Les fermes verticales pourraient nous aider à affronter cela ».

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Auteur : Hubertus Breuer