Production Hors-Sol

Introduction

En 2050, presque 80 % de la population mondiale résidera dans des centres urbains.
En appliquant les évaluations les plus conservatrices aux tendances démographiques
actuelles, la population humaine augmentera approximativement de 3 milliards de personnes d’ici à 2050.

les évaluations des scientifiques prévoient des lors qu’il sera nécessaire d’une surface de un milliard d’hectares de terre cultivable afin de pourvoir aux besoins de cette nouvelle population, (soit environ une surface 20% plus grande que celle du Brésil), mais ces terre n’existe pas.

Ces prévisions sont valables si les pratiques agricoles traditionnelles reste les mêmes qu’aujourd'hui.
Actuellement, dans le monde entier, plus de 80 % des terres cultivables sont utilisées (d’après les sources de la FAO et de la NASA, soit 38% de la surface totale de la terre), et environs 15 % de ces terre sont cultivées a perte en raison de mauvaises techniques de gestion.

Qu'est-ce qui peut être fait pour éviter ce désastre menaçant ?

Le concept d'agriculture d'intérieure n'est pas nouveau, et depuis la création de serres chauffées pour la culture de tomates,cette technique a été appliquée à une large variété de légumes et d'autres produits alimentaires.

Ce qui est nouveau, c’est le besoin urgent d'augmenter proportionnellement cette technologie pour produire assez pour 3 milliards d'autres personnes.

Une nouvelle approche de l'agriculture d'intérieur doit donc être inventée, employant des technologies d'avant-garde La Ferme urbaine s’avère être , un moyens efficace. En effet la mise en place de ces dernières dans le coeur des centres urbains du monde entier offrirait la promesse d’un renouvellement urbain,la production durable d'un approvisionnement en nourriture sûr et diverse (la production des récoltes se faisant toute l'année) et la réparation éventuelle des écosystèmes qui ont été sacrifiés pour l'agriculture horizontale.

Cela a pris 10,000 ans à l’Homme pour apprendre comment cultiver la plupart des fruits, légumes et céréales.

Les techniques agricoles sont aujourd’hui très bien maîtrisées et a la pointe de la technologie.
Mais au fil du temps, nous avons dépouillé la plupart des terres que nous avons utilisées, transformant souvent des territoires vierge, en champs de culture massive, dans des déserts semi-arides .

En même temps, nous nous sommes développés dans un espace urbain, dans laquelle 60 % de la population humaine vie verticalement dans des villes.
Cela signifie que, pour une grande majorité, les gens sont protégés contre les éléments naturels, alors que nous laissons nos plantations agricoles en plein air, exposées aux rigueurs des climats, ne pouvant qu’espérer avoir une année météorologiquement favorable.

Mais aujourd’hui en raison de profonds changements climatiques, on observe de plus en plus, et cela chaque année des inondations massives, de sécheresses prolongées, des ouragans de plus en plus puissant (classe 4-5) ainsi que des moussons sévères.
Se sont des millions des tonnes de récolte qui sont détruites fréquemment.

Nos cultures agricoles ne méritent-elles pas le même niveau de confort et de protection que nous avons dans nos villes ?
Nous avons tout le temps qu’il faut à portée de main pour apprendre comment faire pousser sans risque notre alimentation à l'intérieur, avec un environnement qui soit contrôlé et implanté dans des constructions (bâtiments) à
plusieurs étages dans des centres urbains.

Si nous ne faisons rien, dans tout juste 50 ans, les 3 milliards de personnes supplémentaires souffriront sûrement de la faim et le monde deviendra un endroit très difficile a vivre….
Cette problématique a donc un rapport direct et un lien fort avec la conception architecturale dite « post fossile ».


Elle s’inscrit clairement dans une démarche de développement durable.

 
PROBLEMATIQUE :

Introduction

Passer une journée dans une ferme est un loisir pour le citadin. La campagne est une intégration de la nature à la ville. Le paysan et le citadin en profitent. Rien n’empêche que la ville se développe sans que cela efface toute trace de la ville. C’est le développement de l’espace territorial allant du rural à l’urbain.
La séparation entre ville et campagne, urbanisme et espaces naturels, lieux de consommation, de vie et lieu de production est de plus en plus problématique pour l’aménagement du territoire. L’idée séduisante d’une ville hyper dense opposée à un paysage -naturel- ne va pas aujourd’hui sans la création de gigantesques espaces de productions indispensables à l’homme.
Les territoires de production alimentaire en constant développement depuis les débuts de la civilisation sont de plus en plus néfastes pour la biodiversité, les écosystèmes, la pollution chimique des sols,tout en détruisant le poumon végétal des forêts. Pourquoi dès lors, la production agricole ne trouverait pas sa place au cœur de l’urbain?
Le monde rural représente un patrimoine important pour l’avenir des pays. Les pratiques des habitants de ce milieu évoluent de plus en plus et il devient nécessaire d’en comprendre le processus. La campagne en Algérie a connu une mutation de ses configurations sociale et spatiale. L’espace agricole à proximité des métropoles doit t-il disparaître pour laisser place à l’étalement de la ville ? Pourquoi dès lors, la production agricole ne trouverait pas sa place au coeur de l’urbain?

Parler de l’agriculture à Oran n’a pas de sens pour les administrateurs de la ville qui la considèrent comme une métropole vouée à l’industrialisation et à l’effacement de l’espace rural. Une fois encore la récupération des terres agricoles situées à l’intérieur du tissu urbain représente une réserve de foncier important. D’un coté les terres agricoles sont récupérées pour l’utilité publique mais d’un autre coté celles ci ne sont pas préservés. Ces terres sont récupérées pour servir d’assiettes à l’urbanisation. Sur les 1545 communes existantes au niveau national, 948 sont rurales et 41% la population habitent la région rurale. C’est pourquoi, le projet de loi en cours d’adaptation relative au développement des territoires ruraux est consacré à la protection des espaces agricoles et naturels périurbain que menace une urbanisation croissante. Les formes d’exploitation agricole de la région d’Oran laisse place à un espace sans devenir et sans maintien de l’espace rural.
La population urbaine en Algérie n’a cessé d’augmenter par rapport à la population rurale. De 13,9 % en 1886, la population urbaine a atteint une moyenne de 58.30% en 1998 .L’accroissement des villes en Algérie attire une population de plus en plus importante. En même temps, la population rurale a diminué pour ne former qu’une faible minorité dans certaines villes. De plus, la population du monde rural a évolué dans des conditions difficiles. Le quotidien de l’agriculteur est rythmé par les contraintes de la campagne qui continuent à rendre la vie difficile aux paysans. L’espace urbain s’étend de plus en plus sur les terres agricoles. Ces éléments favorisent le déclin de l’agriculture autour de la ville.
L’agriculture face à l’urbanisation

La ville d’Oran située à l’ouest de l’Algérie, ne représente que 1,2 % de la superficie du pays. L’évolution du monde rural en Algérie a fait l’objet d’une vaste littérature sur ce domaine. Autour des villes et des villages dont l’implantation par la colonisation s’est faite sur des terres agricoles de haute valeur à proximité de leur exploitation. Dans la région d’Oran se développe l’une des grandes villes de l’algérie. Cette une ville où se multiplient les problèmes de l’urbanisation d’urgence : congestion, pollution, dégradation du milieu naturel…etc. Aujourd’hui il s’agit de préserver la campagne de cette non urbanisation excessive. Autour de la ville d’Oran se relient les villes périphériques regroupées en 26 communes. La densité est passée de 8366,9 à 10046,5 dans la ville d’Oran. La wilaya d’Oran couvre une superficie de 2114,00 km2, soit une densité de 622 hab/km2 en l’an 2000. Cette densité s’élevait à 461 habitants/km2. Cette concentration de la population continue à augmenter compte tenu des projets d’extension qui passent en priorité par rapport au secteur agricole. La multiplication des programmes de logements dans les communes rurales dans la région d’Oran Ces communes bénéficient de plan d’occupation des sols qui autorisent l’effacement des terres agricoles au profit d’une masse d’habitat de plus en plus importantes. L’espace rural limitrophe à la métropole d’Oran est sous l’influence de celle ci. Le paysage de l’espace rural continue à subsister entre les villes d’Oran et d’Arzew. Certaines communes continuent à vivre dans des villages isolés.

Périurbanisation mitoyenne à l’agriculture

La périurbanisation de la ville d’Oran qui avec les années s’est étendue sur les fermes viticoles qui étaient situées le long des axes routiers et qui a été remplacé par des coopératives ouvrières. Parmi les zones d’agriculture de la région d’Oran, des communes sont démunies des conditions de vie tels que travailler, se soigner, s’approvisionner, étudier, téléphoner, et circuler. Oran ville diffuse sur des territoires de plus en plus étendus et des installations espacés. Le rural devient urbain. Les projets conçus pour les zones rurales visent à densifier ses zones en amenant une population qui cherche un logement à moindre coût. La campagne donne la possibilité de produite et de transformer notre environnement Quelles sont les formes d’agriculture urbaine vers laquelle la périurbanisation pourrait évoluer ?

On assiste à la densification de l’espace rural par l’implantation de logements collectifs et de grands ensembles sans qu’il y soit l’aménagement d’équipements nécessaires pour faire accroître la population résidente dans les communes rurales de la région d’oran.
.A proximité des fermes se sont étendues des hameaux de l’habitat précaire. Ces constructions partagent les mêmes ressources hydriques que les terres agricoles et peuvent nuire aux plantations par le déversement des eaux usées qui est devenu le casse tête des agriculteurs. L’habitat précaire a trouvé refuge sur les terres agricoles.
Migration de la population rurale et urbaine de la région d’Oran
ce sont les paysans qui sont les gardiens de la nature, les protecteurs de ce bien commun. Les indicateurs du changement du monde rural peuvent être l’activité, la famille, les pratiques quotidiennes, les traditions…etc. Les communes rurales sont confrontées à un flux migratoire composés de regroupement familial et de travailleurs temporaires. Parfois apparaissent dans les communes limitrophes à la ville des zones d’accueil de départ et de transit du fait que les propriétaires d’habitations proposent les habitations à la location pour des prix modérés, cela incite des familles à s’installer temporairement. La mobilité est un mode de vie pour améliorer ses conditions de vie. Tandis que les paysans agriculteurs vivent dans l’habitat précaire à proximité de la ville. Les migrants des zones éparses dont l’activité est l’agriculture ont fuit ces espaces pour le manque de sécurité et la pauvreté du fait des vols répétés et des dommages qui été porté sur leurs terres. Avec la reprise économique en Algérie les données de migration peuvent changé. Les dommages qui ont affecté le monde rural en Algérie prendront des années pour récupérer leurs populations.

Les migrations de population peuvent être dû à des logiques économiques, démographiques ou politiques. Le mouvement de la population est à l’origine de la transformation de l’espace rural limitrophe à la métropole d’Oran. Les résultats des migrations interwilaya permettent de déduire les zones répulsives et attractives les plus fortes. La ville d’Oran est devenu une zone répulsive puisque les migrations de sorties de cette zone sont les plus importantes. Les zones attractives entre 1987 et 1998 ont été les communes d’Es Senia, Messerghin et de Bir El Djir dont le solde migratoire a été pour la plupart positif. La mobilité quotidienne permise par les modes motorisés permet à ses nouveaux habitants d’effectuer leurs activités quotidiennes. Les migrants à l’intérieur de la wilaya entre 1987 et 1998 ont été enregistrés à 128 486. La quête d’une maison individuelle a accéléré les migrations vers les communes rurales. Une commune comme Bir El Djir a perdu tout le foncier agricole à part quelques petites parcelles qui seront regagné par l’extension. Sur la commune de Sidi Chami, le quartier de Nedjma n’existait pas en 1987, aujourd’hui cette zone compte une population d’un nombre de 33130. La croissance d’une population jeune et sans emplois pousse au départ. Cette catégorie de la population est mythifiée par le mode de vie de la ville. La nouvelle société précaire se substitut à la civilisation paysanne.

Les nouvelles migrations dans les zones rurales sont de nouveaux profils à migration quotidienne pour travailler en ville. Les coopératives immobilières et les lotissements de maison individuels favorisent la densification des ces zones au détriment de l’agriculture. La péri urbanisation de la ville s’est faite sur le domaine des exploitations individuelles et collectives des terres agricoles. Le nombre d’exploitation agricole a connu une baisse, cette baisse continue dans le sens où les exploitations agricoles sont cédées à l’urbanisation. L’activité agricole est en baisse tandis que la population des communes rurales augmente Les agriculteurs qui continuent à utiliser les moyens traditionnels vivent encore dans des habitations ressemblant à des gourbis. Il y a d’autres agriculteurs qui par leurs moyens ont pu transformer leurs fermes pour e faire des lieux de villégiature et de tourisme rural.
Une régression de l’agriculture comme occupation



Cependant, de nombreuses irrégularités ont été relevées sur les exploitations agricoles dans les communes de la région d’Oran telles que les transactions illégales sur ces terres. Les terres agricoles bien de l’état ont été détournées de leurs vocations agricoles dans les communes rurales telles que Messerghin, Essenia, Sidi Chami, El Ançor, Bousfer, Ain El Turck
. Les détournements des terres agricoles prouvent que ces agriculteurs ont changé d’activité et changé de lieu d’habitat pour migrer à la ville. ?
-- La population algérienne atteindra 47,4 millions d’habitants à l’horizon 2030, estime l’Office national des statistiques (ONS). “Nous sommes déjà dans l’hypothèse haute de projection de la population, qui est de 47,4 millions d’habitants à l’horizon 2030”, a affirmé hier le directeur général de l’ONS, M. Mohamed Boumati, commentant les résultats préliminaires du 5e Recensement général de la population et de l’habitat (RGPH) qui élèvent à 34,8 millions le nombre d’habitants en Algérie avec un taux d’accroissement de 1,72% au 16 avril 2008. Le responsable de l’ONS a indiqué que cette projection à l’horizon 2030 (47,3 millions d’habitants) a été faite à partir de l’état civil.
interview à El-Watan, Hamid Aït Amara, enseignant d’économie agricole à l’université d’Alger est catégorique : « Nous avons un avenir alimentaire des plus sombres » . Nous ne produisons pas assez et nous n'aurons pas toujours l'argent pour importer.
Il dissèque les raisons ayant généré la crise alimentaire en Algérie qui se résument en une idée : le suivi servile des politiques libérales de l'OMC, du FMI et de la Banque mondiale, mais aussi au potentiel agricole de l’Algérie qui est très faible. Il y a peu de terres, à peu près 8 millions d’hectares pour reprendre les chiffres officiels pour 34 millions d’habitants, soit 0,24 hectare par habitant. Il en faut 0,60 au minimum pour pouvoir nourrir la population. Donc, on n’a pas assez de terres.
Quel avenir pour l'agriculture traditionnelle dans le demi-siècle à venir ?

Deuxièmement, on est dans une zone semi-aride, il n’y a pas assez d’eau. Troisièmement, nous sommes dans une dynamique d’érosion terrible. La capacité de production des terres se dégrade. Donc, l’Algérie n’est pas un pays agricole. Elle n’a pas les ressources pour nourrir sa population
En Algérie, cela a entraîné l’augmentation de la température de 2 degrés. cette augmentation est déjà jugée conséquente par le chercheur qui expose les impacts réels de réchauffements climatiques sur la santé des citoyens, les ressources en eau et l’agriculture. Pour cela l’Algérie s’engage à suivre « la feuille de route » initiée par plusieurs pays à Bali en 2006. Elle doit investir énormément dans le domaine de l’eau pour faire face à la menace de pénurie d’eau annoncée par le modèle climatique aux horizons 2020. Selon l’agence internationale d’énergie (AIE) et au rythme de la politique actuelle de certains pays, des émissions mondiales de gaz à effet de serre vont encore augmenter de 50% d’ici à 2030 et cela va doubler d’ici à 2050, à Oran, les expert intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), soutiennent qu’il faut s’attendre à l’accentuation de ces phénomènes météorologiques, qui seront de plus en plus violents et dangereux. « Des études ont démontré qu’il y aura une aggravation de la désertification, des orages, de la pollution et autres phénomènes sur notre planète »
la faiblesse des précipitations en Algérie a conduit à des mesures de restrictions de la consommation en eau, faisant planer des menaces sur les rendements agricoles.
Quel urbanisme, quelle architecture pour répondre à la question de la densité ? Quels outils architecturaux faut-il développer pour améliorer la lisibilité des territoires urbains et périurbains ? Jusqu’où peut-on envisager une mixité verticale des programmes de logements, de bureaux, d’usines, de production agricole ?
Des lors pourquoi ne pas Produire en hauteur ?

On devra inventer de nouvelles machines à habiter, vivre et produire intégrées au tissu urbain lui-même. Des architectes et ingénieurs y réfléchissent activement,. C'est autour du concept d'immeuble de grande hauteur que les solutions les plus économiques sont actuellement étudiées. Ces tours seront elles-mêmes regroupées en quartiers très denses, de plusieurs millions d'habitants
Une solution potentielle existe : la Ferme Verticale
2050, c’est demain.
Et demain se prépare aujourd’hui.
Réagissons aujourd’hui pour mieux vivre demain et imaginer demain pour mieux vivre la ville.


OBJECTIF :
les objectifs peuvent varier ; avec par exemple :
• une solution possible aux problèmes de faim dans le monde (La FAO promeut une agriculture urbaine), tout en créant des emplois locaux et en fournissant des produits frais à la population locale.
• une solution pour répondre au manque de terres cultivables (car la ferme verticale est généralement imaginée comme étant construite dans un tissus urbain). Cela pourrait réduire la déforestation, la désertification et d'autres conséquences de l'extension de l'agriculture intensive ou extensive sur des biomes de plus en plus dégradés, pollués et écologiquement fragmentés par cette agriculture et les routes qu'elle nécessite.
• un moyen de recycler en boucle courte et locale certains déchets organique solides ou liquides (après méthanisation ou compostage) des produits fermentescibles, eaux usées..)
• un moyen de diminuer l'empreinte écologique d'un quartier (ou éco-quartier) en le rendant pour partie autarcique pour l'alimentation, et en diminuant les besoins en transports routier ou ferroviaire.
• une contribution à l'amélioration de la qualité de l'air urbain (pompe à CO2, production d'oxygène natif par les plantes cultivées.. )
• une diminution des contributions de l'agriculture aux changements climatiques (permis par de moindres émissions de carbone, voire par une absence totale d'utilisation de combustibles fossiles, dans les projets les plus poussés). Les besoins en réfrigération pourraient aussi être fortement diminués par des boucles courtes (du producteur au consommateur). Le labour, les modes lourds de plantation et de récolte par des machines dépendantes des combustibles fossiles serait éliminé.
• une agriculture bio et de proximité ; Ces tours - selon leurs promoteurs - permettraient un meilleur contrôle de l'environnement des plantes, de réduire leur stress hydrique, d'offrir aux plantes ce dont elles ont besoin quand elles en ont besoin, en limitant donc fortement ou totalement les besoins en insecticides s, herbicides et engraiss chimiques. Les partisans de ces tours estiment que l'agriculture biologiques verticale serait probablement le mode de production et de stratégie de marketing le plus pratique.
• un moyen de diminuer les consommation d'eau par l'agriculture ; Selon leurs promoteurs, l'environnement contrôlé de ces tours permet de recycler des eaux urbaines et d'économiser et recycler l'eau utilisée dans les cultures, dont en récupérant la vapeur produite par l'évapotranspiration des plantes[4].
• un moyen de diminuer le risque sanitaire. L'agriculture verticale étant pratiquée dans un environnement intérieur très contrôlé, ses promoteurs estiment qu'elle pourrait contribuer à diminuer l'incidence de nombreuses maladies infectieuses ou émergentes qui sont acquises à l'interface agriculture - environnement/eaux polluées). Un moindre usage de pesticides devrait se traduire par une amélioration de la santé et de la santé reproductive, mais ceci reste une théorie à ce jour non expérimentée.
• un moyen de contribuer à protéger la biodiversité, voire de mettre un terme à l'extinction de masse. Certains estiment que de telles tours, si elles étaient assez nombreuses permettrait un retrait de l'activité humaine de vastes régions de la surface de la terre, permettant ainsi de ralentir et, éventuellement, mettre fin à l'actuelle crise écologique anthropique d'extinction massive, en rendant des terres à la nature afin que les services écosystémiques puissent s'y restaurer. L'agriculture verticale pourrait-être la seule façon de rétablir suffisamment de terres comme habitats pour la faune, la flore, les champignons, bactéries, etc leur épargnant l'extinction, tout en continuant à maintenir de grandes populations humaines pouvant ainsi profiter des services rendus par les écosystèmes.
• L'agriculture traditionnelle est très perturbatrice pour la faune sauvages qui vivent dans et autour des terres cultivées. En comparaison, l'agriculture verticale entraînerait très peu de destruction d'insectes et d'animaux lors des labours, traitements chimiques, récoltes etc.

Definition:Ferme vertical:
La notion de « ferme verticale » ou d'agriculture verticale regroupe divers concepts basés sur l'idée de cultiver des quantités significatives de produits alimentaires dans des tours, parois ou structures verticales, de manière à produire plus sur une faible emprise au sol, éventuellement en ville pour répondre à des besoins de proximité . Certains projets sont des sortes de grattes-ciels consacrés à l'agriculture

L’idée est de penser le bâtiment en termes de coût global territorial, non pas comme une entité propre, mais comme un impact sur un territoire donné. Aujourd’hui l’univers architectural est très centré sur le bâtiment lui-même, alors que construire un bâtiment a une incidence sur les transports de marchandises (pour la construction du bâtiment lui-même, pour l’usage de ce bâtiment, pour son approvisionnement), sur l’environnement par les matériaux utilisés pour la construction... Mais cet impact environnemental peut être positif, comme le veut la Ferme Verticale.
Ce projet est passé par une réflexion sur la séparation entre ville et campagne, entre espace de production et espace de consommation, qui va à l’encontre d’une logique de développement durable.
L’idée est de produire sur place ce que l’on consomme sur place.
Dickson DESPOMMIER est un des premiers à penser qu'il est urgent de concevoir un nouveau modèle d'agriculture intégrée à un environnement urbain, et basée sur le principe d’une culture dite hors sol ou hydroponique.
Le postulat de ferme verticale est que l’industrie agricole est en plein développement : une grande partie des fruits et légumes sont produits en agriculture hors-sol (culture hydroponique), mais cela n’est appliqué que de manière horizontale ; pourquoi ne pas faire de l’agriculture hors-sol verticale ? On pourrait ainsi intégrer les productions agricoles au coeur de la cité, ce qui permettrait de redensifier la ville, de lui apporter une plus grande autonomie.

1 - L’hydroponie :
La culture hors sol représente aussi l’hydroponie ou culture hydroponique.
C’est une culture dont les racines des plantes reposent dans un milieu reconstitué, détaché du sol. Le substrat,minéral ou organique, est neutre et inerte comme du sable, de l’argile ou de la laine de roche par exemple.
Ce substrat peut être également d’origine industrielle. Ce milieu de culture est irrigué de façon régulière par des solutions nutritives adéquates à la plante cultivée.
L’irrigation se fait grâce à un système de pompe comme les aquariums. Les cultures hydroponiques, quant à elles, n’utilisent aucun substrat.
Elles se font sur film d’eau. L’idée de cultiver hors du sol apparaît au cours de recherches sur le rôle del’eau, de l’air et de chacun des constituants du sol dans la fertilisation des plantes.
Cette idée s’affirme encore lorsque l’on s’aperçoit que la présence de parasites dans le sol était favorisée par la répétition de cultures identiques.
Les premières cultures hors sol se présentaient sous forme organique comme du terreau, séparé du sol par une couche de plastique.
Elles se sont développées au fur et à mesure en constatant les avantages : économie de place et d’eau, maîtrise des facteurs de production(température, hydrométrie,..).
La Hollande est l’un des précurseurs de ce mode de culture par son manque desoleil. L’association serre / culture hors sol permet par exemple de produire efficacement des légumes dès le milieu des années 70.
La France suit peu de temps après. Bientôt, le monde entier utilise ce moyen de culture.
Le choix du substrat (ou de l’hydropénie) dépend des moyens et des attentes des producteurs. De toute façon,quel que soit le support choisi, la plante cultivée doit recevoir tout ce dont elle a besoin.
C’est toute la délicatesse de la culture hors sol. Le substrat doit retenir les éléments nutritifs de l’eau tout en laissant passer suffisamment d’oxygène. La porosité du substrat doit doncêtre contrôlée pour que l’air et l’eau puissent passer dans les quantités nécessaires à la plante. Par ailleurs, même si c’est lepalissage qui permet la position verticale des plans, les racines doivent être bien ancrées dans le substrat.
Le nombre de couches (plus ou moins perméables car elles retiennent et/ou drainent l’eau selon leur emplacement), la hauteur et la texture du substrat doivent également être adaptés à la plante.
Notons aussi que la solution nutritive est apportée par un goutte à goutte continu (ou à fréquences rapprochées) pour combler le peu de réserve du substrat. Cette solution est entièrement adaptée aux besoins de la plante.
Le substrat ne doit en aucun cas venir perturber cet équilibre artificiel. D’où le choix d’un substrat le plus neutre possible. Pour ceux qui utilisent malgré tout un substrat nutritif (exemple : fibres de coco), un lessivage ou une adaptation de la solution nutritive est nécessaire pour équilibrer les quantités de sodium, de potassium et de chlore de ce substrat.
Notons également que pour la culture hors sol de la tomate (au moins), la solution nutritive doit être moins concentrée que celle utilisée dans la culture en sol.
La température du substrat est également à surveiller. Etant donné leur petit volume, la réactivité à la température est rapide. Les cultures doivent donc être protégées des fortes températures de l’été et des gelées de l’hiver.
Le dernier élément indispensable et délicat à surveiller sur le substrat est la salinité (concentration totale en engrais). De cette salinité dépend laconductivité du substrat.
Une trop petite salinité a pour effet une pousse exacerbée de la plante au détriment des fruits de la reproduction (bourgeons, fleurs, légumes).
La culture hors sol a remplacé progressivement la culture traditionnelle d’un certain nombre de légumes dans le monde.
Dans les pays ensoleillés, en Espagne notamment, la technique de l’hors-sol ressemble à ses débuts. En effet, le substrat est du sol naturel, juste isolé de la terre par une enveloppe en plastique. Cette technique permet de gérer l’entretien de la terre : volume, écoulement des drainages, désinfections…
En tête des légumes cultivés hors sol, nous trouvons la tomate. En culture hydroponique, ou enracinée dans un substrat de laine de roche, de fibres de coco,d’écorces de pin, etc. La tomate pousse hors sol dans tous les pays du monde. Le concombre pousse principalement en urope du Nord en culture isolée du sol.
Le substrat est alors la laine de roche. Aux Pays-Bas, on trouve également du poivron et de l’aubergine.
Au Québec, ils ont eu l’idée de faire pousser des laitues en hydroponie. La technique du hors sol pour ce type de végétal est toutefois peu répandu, le résultat par rapport à la culture en sol étant peu rentable.
Les fraises, en provenance d’Europe du nord, que nous trouvons toute l’année sur nos étals ont poussé sur des substrats en laine de roche, en terreaux ou en coco.
En conclusion de ces éléments, les avantages de ce procédé expliquent peut être son développement. En effet, par rapport à la culture en sol, la croissance des plantes est plus rapide, les besoins en eau inférieurs, les détériorations des cultures par nuisibles (ou autres), limitées.
La culture hors sol permet également de cultiver différentes plantes au même endroit, sans préparation spéciale de la terre. Le travail est simplifié.
D’un point de vue qualité du produit cultivé, notons l’aspect esthétique amélioré,la conservation du produit plus longue (également lié aux nouvelles générations de variétés) et l’utilisation moindre d’insecticides ou autres produits phytosanitaires.
2 - Le concept du professeur DESPOMMIER :
Ce concept est né il y a 6 ans. Ayant une renomméemondiale, Dickson DESPOMMIER, professeur de sciences environnementales et de microbiologie, à l’université de Columbia aux Etats Unis, à depuis été contacté par des scientifiques et des investisseurs du monde entier, afin de financer un centre de recherche. Ce qu’il propose ici est radicalement différent de ce qui déjà existe ; il propose un système de culture hors sol vertical, situées dans des tours : les « fermes verticales ».
Elles se caractériseraient par la récolte d’une très grande variété de produits dans une quantité suffisante pour soutenir même la plus grande ville du monde sans trop dépendre des ressources audelà de l’empreinte urbaine.
Une seule ferme verticale avec une empreinte architecturale équivalente à un pâté de maisons de New York et d’une hauteur de 30 étages (approximativement 3 millions de pieds) pourrait fournir assez de calories (2.000 cal/jour/personne)
pour facilement satisfaire les besoins alimentaires de 50.000 personnes, et principalement en employant des technologies actuellement disponibles.
Il s’agit bien d’une nouvelle vision qui fait appel à l’hydrobiologie, les sciences matériels, l’ingénierie structurelle et mécanique, la m microbiologie industrielle, la génétique des plantes et des animaux, l’architecture et le design, la santé publique, la gestion des déchets, la physique, l’aménagement urbain, pour n'en citer que quelques-uns.
« Néanmoins,malgré mon enthousiasme évident pour l’idée, je vous avertis. Ces fermes verticales en forme de gratte-ciel ne réussiront que s’ils fonctionnent en imitant les processus écologiques ; c’est-à-dire en recyclant tout ce qui est organique, en recyclant l’eau « déjà utilisée» (les déchets des humains et des animaux), et la régénération de l’eau potable. D’abord et avant tout, il faut que le gouvernement fédéral offre de fortes incitatives économiques au secteur privé, et aussi aux universités et gouvernements locaux pour le développement complet du concept.
Idéalement, la construction des fermes verticales doit être bon marché ; la ferme doit être durable, sûr à exploiter, et indépendante des subventions et de l’appui extérieur (la ferme doit faire un bénéfice) » précise le professeur DESPOMMIER.
Si ces conditions peuvent êtres satisfaites avec un programme d’investigation compréhensif continuel, l’agriculture urbaine pourra fournir un approvisionnement alimentaire abondant et varié pour le 60% des gens qui vivront dans des villes en 2030 (33).
Despommier estimait qu'en utilisant les technologies disponibles en 1999, une ferme verticale occupant la place îlot urbain, et haute de 30 étages pourrait alimenter 10.000 personnes. Des fermes verticales d'au moins 200 mètres (pour 30 à 40 étages) sont techniquement plausibles.
Elles visent un rendement 4 à 5 fois supérieur au rendement moyen de l'agriculture actuelle.
Des capteurs situés dans le plafond de chaque étage pourraient même recueillir l'évapotranspiration des plantes pour produire de l'eau pure.
les sous-sols pourrait également servir au traitement des eaux usées en installant une unité de traitement des eaux, incluant éventuellement un dispositif de méthanisation (par exemple dans le sous-sol, source d'énergie, le CO2 étant ensuite réutilisé comme "engrais gazeux" pour les plantes.

Avantages de l’agriculture verticale :
Si l’agriculture verticale (AV) était largement adoptée,les avantages seraient probablement réalisés :
• Production alimentaire tout au long de l’année : 1 acre en salle équivaut à 4 ou 6 acres en pleine aire, ou plus, dépendant de la culture (pour les fraises : 1 acre en salle équivaut à 30 acres à l'extérieur). Nota : 1 acre équivaut à environ 4000m².
• La AV promet d’empêcher les récoltes ratées à cause des sécheresses, des inondations, des insectes, et cætera.
• Tous les aliments produits par AV seront cultivés en employant des alimentations chimiquement définies spécifiquement pour chaque espèce de plante ou animal : pas d’herbicides, pas de pesticides, et pas de fertilisant.
• La AV élimine le ruissellement.
• La AV permettrait aux terres agricoles de revenir au paysage naturel, ainsi restaurant les fonctions (par exemple, l’augmentation de biodiversité) et services (purification d’aire) de l’écosystème.
• La AV grandement réduirait l’incidence de beaucoup de maladies infectieuses qui sont acquises à l’interface agricole, en évitant l’emploi
• de matières fécales comme fertilisant pour les cultures alimentaires.
• La AV change l’eau noire et l’eau grise en eau potable en organisant la récupération d’eau réalisée par l’évapotranspiration.
• La AV contribuerait de l’énergie au réseau électrique via la génération de méthane provenant des parties non comestibles des plantes et animaux.
• La AV radicalement réduit la consommation des énergies fossiles (pas de tracteurs, pas de labourage, pas de livraison).
• La AV presque élimine le besoin pour la conservation et préservation, ainsi réduisant radicalement la population de vermines (les rats, souris, et cætera) qui s’alimentent des réserves alimentaires.
• La AV transforme les propriétés urbaines en centres de production alimentaire.
• La AV crée environnements soutenables pour les centres urbains.
• La AV crée de nouvelles perspectives d’emploi.
• Nous ne pouvons pas voyager vers la lune, vers Mars, et au-delà, sans avoir premièrement appris comment faire de l’agriculture intensive dehors sur la Terre.
• La AV pourrait être utile dans le contexte des camps de réfugiés.
• La AV rend possible une amélioration économique mesurable pour les pays les moins développés (PMD) tropicaux et subtropicaux.
• La AV pourrait devenir un catalyseur pour réduire ou même renverser l’augmentation de population actuelle dans les PMD, pendant que ces pays adoptent l’agriculture urbaine comme stratégie pour une production alimentaire soutenable.
• La AV pourrait réduire l’incidence des conflits armes à propos des ressources
• naturelles, telles comme l’eau et les terres agricoles.
• La AV pourrait fournir des plantes médicalement utiles tout au long de l’année (Par exemple, la plante de laquelle l'artémisinine, une thérapie antimalariale, est dérivée).
• La AV pourrait être employé pour la production de sucre (la sucrose) à grande échelle pour l’emploi dans la nouvelle méthode révolutionnaire pour la production d’une essence non polluante.
• L’agriculture verticale élimine donc l’effet des processus extérieurs sur la production alimentaire. La production alimentaire dans les centres urbains réduira ou éliminera la consommation des énergies fossiles qui sont nécessaires pour la livraison des produits au consommateur, et éliminera pour toujours le besoin, d’employer la combustion des énergies fossiles pendant la culture.
• L’énergie dont on aura besoin pour exploiter la ferme verticale proviendra du méthane produit par la digestion des parties indigestes des produits agricoles (la production du biogaz).
• L’énergie solaire, éolienne, ou marémotrice pourrait aussi contribuer en réduisant la dépendance sur les énergies fossiles .

Production :
Elle produirait des fruits et légumes par culture hydroponique ou aéroponiques (permettant de mettre plusieurs couches de cultures par étages), ainsi que des champignons comestibles et des algues toute l'année.
Certains projets intègrent des animaux et produits animaux (poulets et des œufs, poisson ou cochon).

Débats et critiques :
Parce que des surfaces ou bassins de cultures empilés verticalement manqueront de lumière naturelle équivalente à celle qui alimente une surface équivalente en milieu agricole en milieu agricole rural, une tour agricole nécessiterait un apport important de lumière sous forme d'éclairage artificiel, ainsi que dans certains pays, du chauffage tout ou partie de l'année.
Des critiques estiment que les frais d'éclairage artificiel des cultures poussant dans les étages inférieurs seraient rhédibitoires pour un projet économiquement réalisable.

En fait, certaines cultures sous serres (ex : tomates aux Pays-bas se pratiquent depuis plusieurs années déjà toute l'année, et sous un éclairage artificiel maintenu toute la nuit).

Les partisans d'une « agriculture verticale » doivent encore montrer que les coûts de production (incluant la production d'énergie à partir de sources renouvelables) pourraient être équilibrés par les économies faites sur les coûts de production et surtout de transports des filières agro-alimentaires existantes.

Despommier estime que des cultures hydroponique ou aéroponique bien conduites, associées à la production d'énergie renouvelables locales (éolienne et solaire) et au recyclage des matériaux de production dont en particulier l'eau permettrait une forte augmentation de productivité, mais il reste à démontrer que ce type d'agriculture ne favoriserait pas certains parasites ou certaines maladies des plantes.
Il estime que si la culture se fait toute l'année, la productivité serait 5 à 6 fois plus élevée, et jusqu'à 30 fois pour certaines cultures (fraises par exemple) .

La ferme verticale en chiffres
Nombre d’étages : entre 30 et 40
Hauteur : 200 m
Emprise au sol : 32 330 m2 (5 terrains de football)
Surface totale : 280 000 m2 (280 ha)
Nombre de personnes nourries par une ferme verticale : 50 000
Calories produites par jour et par personne : 2000
Rendement : 5 à 30 fois supérieur à celui de l’agriculture classique
(Source : Science & Vie Junior)