Agriculture verticale : croissance vers le haut
Le problème a été clairement défini et documenté au cours des dernières années. Il est largement reconnu que, dans un avenir proche, nous serons confrontés à d’importants défis en matière de sécurité alimentaire, principalement en raison de la réduction des terres cultivables [1]. En même temps, la durabilité est un terme que la plupart d’entre nous connaissent et qui gagne du terrain dans divers domaines, y compris l’agriculture. Une autre tendance vers laquelle la plupart des consommateurs ont été poussés est celle des ingrédients locaux. La solution en un mot à tous les problèmes énumérés ci-dessus est l’agriculture verticale. L’agriculture verticale nous aide à augmenter le rendement par mètre carré, permet la croissance sur des terres non arables, optimise l’utilisation des terres et permet la croissance de cultures traditionnellement inconnues de l’environnement local.
Qu'est-ce que l'agriculture verticale ?
Le terme d'agriculture verticale a pris de nombreuses connotations en fonction de son utilisation. De manière très vague, l'agriculture verticale est une technique dans laquelle, au lieu de cultiver les cultures vers l'extérieur, vous les cultivez dans un format en couches ascendantes [2]. L'agriculture verticale couvre des systèmes agricoles de différentes ampleurs, applications et technologies. Une large catégorisation de l'agriculture verticale la divisera en deux catégories : l'une où les systèmes horizontaux traditionnels sont superposés les uns sur les autres et la seconde où une surface verticale telle qu'un mur végétal, une unité de croissance cylindrique et des structures similaires sont utilisées pour la croissance des cultures [1]. Un aspect clé de l'agriculture verticale qui la rend si attrayante pour l'agriculteur moderne et explique pourquoi elle est également bien classée sur les listes d'avenir des analystes de la durabilité est le degré de contrôle sur divers facteurs contributifs, y compris, mais sans s'y limiter, la température, la lumière, l'eau et les nutriments ajoutés, et l'humidité [3]. Une couche supplémentaire de sophistication est l'intégration de l'apprentissage automatique, de l'Internet des objets (IoT) et des outils d'intelligence artificielle de type vision par ordinateur, dont l'intégration dans l'agriculture verticale a été extrêmement rapide au cours des dernières années [4]. Une catégorie intéressante de systèmes d'agriculture verticale est celle des technologies hydroponiques et aéroponiques qui ont récemment fait leur apparition et ont éliminé l'utilisation du sol en le remplaçant respectivement par l'eau et l'air comme support de croissance.
Figure 1 : Différents types d'installations agricoles verticales ad) illustrent l'utilisation de configurations horizontales traditionnelles mais empilées plusieurs fois ; ef) illustrent les structures verticales sur lesquelles l'agriculture est réalisée. Source de l'image : [1]
Qu'est-ce que l'agriculture urbaine?
Le terme d’agriculture urbaine n’est pas très bien défini et est souvent confondu avec des termes tels que l’agriculture verticale. En réalité, l’agriculture urbaine est un groupe beaucoup plus large d’activités agricoles réalisées en milieu urbain, dont l’agriculture verticale n’est qu’un sous-ensemble. Un exemple classique est l’agriculture sur les toits, qui est une forme d’agriculture urbaine mais ne peut pas être catégorisée comme une agriculture verticale et est parfois confondue avec telle [1]. Toute activité de culture, d’élevage ou de culture marine qui se déroule dans les limites des régions urbaines ou périurbaines peut être définie comme une agriculture urbaine [5]. L’accent étant mis en particulier sur le monde en développement, la population urbaine connaît une augmentation rapide ; les données statistiques montrent que la population urbaine a déjà dépassé la population rurale en 2007, et que l’exode rural est toujours en hausse. Cependant, l’agriculture urbaine serait un aspect clé de la nutrition et de la sécurité alimentaire de la population urbaine. Outre les avantages écologiques et durables, l’agriculture urbaine jouera un rôle clé dans la préservation et la restauration du patrimoine culturel [6].
Avantages des fermes verticales intérieures pour l'agriculture urbaine
L’agriculture verticale, avec tous ses avantages, comme indiqué ci-dessus, jouera un rôle important dans l’aménagement de l’agriculture urbaine dans les années à venir. L’agriculture verticale intérieure, un sous-ensemble de l’agriculture verticale, présente une excellente occasion d’exploiter les terres agricoles urbaines comme futures unités de fabrication de cultures pour les secteurs de la vente au détail et de l’HORECA (hôtellerie/restaurant/café). Cette forme d’agriculture peut être pratiquée dans divers environnements, y compris des bâtiments, des conteneurs ou même des structures compactes similaires à un réfrigérateur placé dans des espaces de vie modernes.
Figure 2 : Une image représentant une ferme verticale intérieure à l'intérieur d'une unité d'accueil. Source de l'image : https://farmvent.com/
Au cours des dernières années, le développement de l'agriculture urbaine a suscité le plus d'attention et de succès en raison de sa viabilité commerciale due à des avantages tels qu'une utilisation maximale de la surface cultivée, une durée de conservation prolongée des cultures, la croissance de cultures non indigènes, un meilleur contrôle des paramètres externes comme la température, l'eau, l'utilisation des nutriments, l'humidité, etc., et une dépendance réduite aux produits chimiques. Les fermes verticales intérieures sont un moyen ingénieux de combler le fossé entre la ferme et la fourchette.
L'avenir de l'agriculture urbaine : relever les défis
La technologie en est encore à ses débuts et de nombreuses restrictions limitent son extensibilité. L’une des limites les plus notables de l’agriculture verticale est la gamme de cultures qui peuvent être cultivées efficacement. Si des herbes comme le basilic, les micro-pousses, les tomates et des cultures à forte valeur ajoutée comme le safran ont été cultivées avec succès dans des fermes verticales, d’autres cultures n’ont pas encore connu le même succès. Par exemple, Infarm, une entreprise leader dans le secteur de l’agriculture verticale, a fait des déclarations ambitieuses sur la culture de fraises dans des fermes verticales. Cependant, ces déclarations doivent encore être étayées, ce qui met en évidence les défis à relever pour obtenir un succès similaire avec certaines cultures. Une autre préoccupation croissante pour l’industrie de l’agriculture verticale en milieu urbain est l’augmentation des coûts opérationnels. Par exemple, l’impact de la hausse des factures d’électricité sur le marché européen, qui résulte des troubles sociopolitiques dans la région, a été brutalement supporté par de nombreuses startups de la région, ce qui a conduit des entreprises comme Infarm à déclarer faillite sur les principaux marchés [9]. L’autre défi auquel l’industrie devra probablement faire face est de fournir des preuves substantielles de la durabilité et de l’évolutivité de la technologie à un marché plus large, ce qu’elle n’a pas fait depuis sa création [10].
Le rayon d'espoir
Les principales économies se concentrant sur l’approvisionnement en grandes quantités d’énergie renouvelable, les performances globales en matière de durabilité du processus d’agriculture verticale sont vouées à augmenter. L’intégration de l’intelligence artificielle dans la configuration de l’agriculture verticale donnera également l’impulsion nécessaire à l’optimisation de son utilisation des ressources, ce qui, à son tour, améliorera son coefficient de durabilité. Dans le domaine de la phytologie, des recherches approfondies sont en cours pour élargir la gamme de cultures qui peuvent être cultivées dans les systèmes d’agriculture verticale. L’élargissement de la variété des cultures renforcerait l’attrait des fermes verticales pour les clients du commerce de détail et de l’hôtellerie. De plus, les progrès de la culture hydroponique et aéroponique contribuent à un avenir prometteur pour l’industrie de l’agriculture verticale dans son ensemble [4, 10].
En résumé, l’industrie de l’agriculture verticale a progressé et a franchi de nombreuses étapes positives vers le succès depuis sa genèse. Il y a eu des revers majeurs, mais il reste à voir dans quelle mesure l’industrie en a tiré des leçons pour répondre aux besoins de la communauté agricole urbaine, qui l’attend à bras ouverts.
Références
- Andrew M. Beacham, L.H.V. and M.M. James, Vertical farming: a summary of approaches to growing skywards. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 2019. 94(3): p. 277--283.
- Agrilyst, State of indoor farming 2017. 2017, Agrilyst.
- SharathKumar, M., E. Heuvelink, and L.F.M. Marcelis, Vertical Farming: Moving from Genetic to Environmental Modification. Trends Plant Sci, 2020. 25(8): p. 724- 727.
- Chowdhury, H., D.B.P. Argha, and M.A. Ahmed, Artificial intelligence in sustainable vertical farming. arXiv preprint arXiv:2312.00030, 2023.
- Drescher, A. and D. Iaquinta, Urban and peri-urban Agriculture: A new challenge for the UN Food and Agriculture Organisation (FAO). FAO, Rome, 1999.
- Orsini, F., et al.,Urban agriculture in the developing world: a review. Agronomy for Sustainable Development, 2013. 33(4): p. 695-720.
- Jeffay, J. Indoor Farming Revolution For World's Priciest Spice. 2022 [cited 2024 22.07.2024]; Available from: https://nocamels.com/2022/11/indoor-farming- revolution-for-worlds-priciest-spice/.
- Mooren, J. 5 learnings for growing top-quality tomatoes in a vertical farm. [cited 2024 23.07.2024]; Available from: https://www.lighting.philips.com/application- areas/specialist-applications/horticulture/hortiblog/vertical-farming/growing- top-quality-tomatoes-in-a-vertical-farm.
- Partington, M. This vertical farming company raised $500m, and then it all but disappeared. 2023 [cited 2024 22.07.2024]; Available from: https://sifted.eu/articles/infarm-raised-500m-and-disappeared.
- Van Gerrewey, T., N. Boon, and D. Geelen, Vertical Farming: The Only Way Is Up?Agronomy, 2022. 12(1): p. 2.