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Que devriez-vous savoir sur la production en ferme verticale?

Jeudi 7 septembre 2023 | Nathan Wallace-Springer

Présentement, la population mondiale excède les 7,85 milliards, et ce nombre devrait augmenter jusqu’à 9,8 milliards d’ici 2050 —avec plus de 75% de la population vivant en régions urbaines. Cette croissance démographique s’accompagnera également d’une augmentation de la demande sur les ressources alimentaires, hydriques et énergétiques déjà limitées, mais nécessaires pour soutenir cette croissance. Dès lors, de nouveaux systèmes d’agriculture, offrant une production alimentaire durable, seront nécessaires pour répondre à ces demandes.

Un de ces systèmes, en lequel plusieurs croient pour répondre aux besoins, est l’agriculture verticale. Mais, qu’est-ce que l’agriculture verticale exactement et pourquoi tant de personnes y croient? Regardons de plus près!

Qu’est-ce que l’agriculture verticale?

Dis simplement, l’agriculture verticale consiste à faire pousser des plantes en couches superposées verticalement. Cette méthode horticole cherche à maximiser l’utilisation de l’espace et la production des plantes en les élevant du sol, ce qui permet de cultiver davantage de plantes dans un même espace. De plus, elle peut être appliquée aux pratiques horticoles actuelles, allant de l’hydroponie à petite échelle aux opérations d’agriculture à environnement contrôlé à grande échelle, et a le potentiel de produire toute l’année dans pratiquement n’importe quel endroit si elle est associée aux bonnes techniques.

Alors, comment ça fonctionne, quelles plantes sont produites et, plus important encore, est-ce durable?

Les composants élémentaires de l’agriculture verticale

Les fermes verticales sont constituées de trois éléments principaux : (1) la structure du système, (2) la structure électrique, et (3) la structure de la plomberie (voir l’image ci-dessous). Ces trois aspects sont essentiels à considérer puisqu’ils déterminent l’emplacement du système, les cultures qui peuvent y être pratiquées et les ressources nécessaires à sa construction. Ils doivent être pris en compte avant de commencer une opération d’agriculture verticale.

Types de fermes verticales

Figure 1 : Agriculture verticale utilisant des structures hydroponiques en A.

En agriculture verticale, il y a trois principaux types de système : (1) hydroponique, (2) aquaponique, et (3) ceux basés sur les substrats de culture.

Agriculture verticale hydroponique

En hydroponie, une solution aqueuse comprenant tous les nutriments essentiels nécessaires à la croissance optimale des plantes est fournie aux plantes. Les systèmes hydroponiques modifiés comme la culture sur film nutritif (ex. cadre en A et les tours de culture verticales), la culture en eau profonde et l’aéroponie constitue quelques exemples de ce type d’agriculture verticale.

Agriculture verticale aquaponique

À l'inverse, en aquaponie, la production de poissons est intégrée à la production de plantes en utilisant des systèmes hydroponiques. Cependant, au lieu de fertiliser les plantes avec une solution aqueuse comprenant tous les nutriments essentiels, les plantes sont fertilisées avec de l'eau de poisson riche en nutriments qui a été filtrée, convertie en nitrates et enrichie avec certains nutriments organiques non disponibles dans les systèmes aquaponiques.

Agriculture verticale en substrat de culture

Enfin, en substrat de culture, les plantes sont cultivées dans un milieu sans sol (ex. laine minérale, coco, perlite, substrats à base de tourbe de sphaigne, etc.) et reçoivent ensuite une solution d’eau et de nutriments. Des exemples de ce type de système sont les systèmes de flux et reflux modifiés, les systèmes à mèche et les systèmes à lits surélevés qui ont été empilés les uns sur les autres ou ont été placés dans des structures conçues verticalement.

Exigences des plantes

Outre les composants et les types de systèmes de l'agriculture verticale, il est également important de prendre en considération la manière dont les plantes seront cultivées et leurs exigences individuelles! Par exemple, seront-elles cultivées à l'extérieur ou à l'intérieur? Si elles doivent être cultivées à l'intérieur, les systèmes appropriés sont-ils en place? La circulation de l'air est-elle nécessaire? Comment l'ombrage affecte-t-il la qualité de la récolte?

En général, les plantes ont quatre besoins fondamentaux pour se développer correctement : les nutriments, le dioxyde de carbone, l'eau et la lumière. Chacun de ces facteurs doit être pris en compte avant de moderniser une installation ou d'ouvrir une ferme verticale.

Sélection des plantes

Les systèmes d’agriculture verticale peuvent être utilisés pour produire une grande variété de plantes, telles que des légumes, des fruits, des fines herbes et même des plantes à fleurs. Toutefois, avant de sélectionner les plantes, il faut tenir compte des facteurs susmentionnés pour déterminer si le système sera économiquement viable.

Actuellement, les cultures commerciales verticales les plus courantes sont la laitue, les micros pousses, le kale, le basilic, la ciboulette, la menthe et les fraises.

Figure 2. (gauche) Agriculture verticale employant des tours de croissances verticales hydroponiques.
Figure 3. (droite) Grande exploitation agricole verticale intérieure utilisant les systèmes hydroponiques/aéroponiques pour faire pousser les plantes.

Sélection des substrats de culture en agriculture verticale

Le meilleur substrat à sélectionner dans un système agricole vertical est celui qui favorise une bonne porosité de l’air, un bon drainage et une bonne rétention des nutriments. Ceci est nécessaire pour s’assurer que les plantes ne demeurent pas trempées pendant de longues périodes, tout en fournissant une bonne structure pour les nouveaux systèmes de racines en développement.

PRO-MIX offre plusieurs produits de substrats de cuture exceptionnels pour mettre en place la bonne fondation, essentielle en culture verticale. Ces produits incluent PRO-MIX BX, et PRO-MIX MP ORGANIK. PRO-MIX BX est un substrat de culture équilibré et polyvalent, composé d’un mélange à texture moyenne de mousse de sphaigne, de perlite, de vermiculite et d’une charge nutritive de départ adaptée à la culture en grandes cellules.

Pour les producteurs biologiques, PRO-MIX MP ORGANIK est un substrat de culture de texture moyenne reconnu par l’OMRI et Québec Vrai au Canada. De plus, tous ces produits sont disponibles avec des ingrédients actifs, incluant BIOSTIMULANT et MYCORHIZE, qui aident à protéger les systèmes racinaires de certaines maladies des racines et à améliorer l’absorption des nutriments pour maximiser la croissance des plantes.

Avantages et désavantages de l’agriculture verticale

Enfin, en ce qui concerne la culture verticale, cette méthode offre une variété d'avantages par rapport aux autres pratiques de production végétale. Parmi les avantages associés à l'agriculture verticale, citons des taux de production plus élevés, une meilleure qualité des cultures, une utilisation moindre de l'eau et des engrais, une réduction de l’espace nécessaire à la production et la possibilité de produire toute l'année à peu près n'importe où. Ces systèmes peuvent être très rentables et ont le potentiel de faire partie des solutions environnementales s'ils sont correctement conçus et gérés.

Néanmoins, il faut noter que l'agriculture verticale présente des inconvénients. D'abord, ces systèmes peuvent être considérés comme "à haut risque". Par exemple, ils consomment beaucoup d'énergie et nécessitent la mise en place de systèmes de secours en cas de panne de courant. Ensuite, leur fonctionnement requiert un haut niveau de savoir-faire technique et leur mise en place, leur surveillance et leur entretien peuvent être coûteux. Enfin, ces systèmes peuvent être plus sensibles aux maladies ou aux parasites transmis par l'eau qui, une fois dans le système, peuvent se propager rapidement d'une plante à l'autre en raison de l'interconnexion de ces systèmes.

Pour ces raisons, la prudence et la planification sont de mise. Dans les cas où des substrats de culture sont utilisés, l'ajout d'additifs biologiques peut être bénéfique pour réduire l'apparition de maladies des racines des plantes et réduire les pertes de plantes.

Pour toutes questions, n'hésitez pas à communiquer avec votre représentante du Service horticole de Premier Tech:

Susan Parent Spécialiste horticole Est du Canada et Nord-Est des États-Unis