L’agriculture urbaine, un moyen de lutte contre la dégradation des sols.

Introduction :

Depuis des décennies déjà, les terres agricoles reculent principalement à cause de l’urbanisation et de la surexploitation des sols. Selon la Fédération nationale des SAFER (Sociétés d’Aménagement Foncier et d’Etablissement Rural)1, l’urbanisation consomme la surface agricole d’un département tous les six ans en France, soit environ 50 000 hectares par an. Avec cela, l’augmentation de la pression démographique, vient aggraver la situation nécessitant plus de nourriture, plus d’espace, plus de services… Depuis 2008, il y a dans le monde plus d’urbains que de ruraux. Aujourd’hui il y a environ 7 milliards d’habitants sur la Terre (60% d’urbains), et ce nombre est en constante augmentation. Selon l’ADEME (Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie)(2), l’enjeu décisif du 21ème siècle est de nourrir une population mondiale croissante et de plus en plus urbaine. Il faut répondre à des soucis de productivité, de proximité, de durabilité, d’écologie, et surtout de santé. A cette question vient répondre l’agriculture hors sol, qui selon l’ADEME(2) doit trouver sa place dans l’urbanisme actuel. Une agriculture vue comme une alternative qui est sensée ne pas (ou très peu) empiéter sur les espaces non urbanisés (ou/et) artificialisés préservant ainsi les sols naturels et les sols agricoles. Les sols agricoles gardent une importance majeure, car il est actuellement impossible de tout faire pousser en hors sol (exemple : céréales). Les méthodes d’agricultures urbaines hors sol sont émergentes et prennent différentes formes comme l’hydroponie, l’aéroponie, ou encore l’aquaponie. L’émergence de ces méthodes est étroitement liée à la technologie, les moyens techniques de procédé et de mesure nécessitent parfois des technologies avancées et des connaissances maintenant maîtrisées, ce qui n’était pas forcément le cas il y a quelques décennies de cela.

Dans les parties qui suivent il faudra donc analyser dans quelle mesures cette agriculture hors sol est elle durable et bénéfique dans la dimension urbaine mais aussi en quoi elle sera profitable dans la dimension environnementale, spatiale et sociale dans le monde.

Pour ce faire sera définie en première partie l’agriculture urbaine, puis les principaux types d’agriculture urbaine existants, leur mode de fonctionnement, leurs avantages et leurs inconvénients. En seconde partie sera évoquée l’agriculture hors sol en particulier l’hydroponie en raison de son rayonnement grandissant dans le monde et des avantages qu’elle apporte. Le procédé hydroponiques, ses exigences, et ses points faibles seront mis en avant. Puis la conclusion dira si oui ou non l’agriculture urbaine est avantageuse et dans quelle mesure elle doit être utilisée.

I) Les variantes de l’agriculture urbaine.

L’homme moderne a su innover et s’adapter à l’urbanisation, il a su mettre en place des réseaux et des services adaptés, les plus performants à l’heure actuelle sont ceux sur lesquels l’homme n’a cessé de réfléchir, dans la mesure où ces réseaux et ces services sont d’une importance majeure pour la société : l’eau, la santé, l’électricité et le transport. L’agriculture urbaine, elle, a progressé plus lentement, la disponibilité des sols et la démographie étant dans le passé « convenables ». Ceci a bien changé, les circonstances actuelles forcent l’homme à se remettre en question, et ce dernier se doit de mêler urbain et agricole, d’où l’émergence de l’agriculture urbaine.

L’agriculture urbaine, qu’est-ce que c’est ? Selon l’ADEME(2), ce procédé est complémentaire à l’agriculture rurale, il a aussi un fort accent social et pédagogue permettant de faire émerger une certaine conscience agricole et environnementale à la population mais aussi de tisser du lien social dans les lieux communs d’agriculture urbaine (exemple : jardins / poulaillers partagés). Ce procédé est local et permet donc la proximité producteur consommateur ; mais surtout il pourrait être l’un des facteurs à l’avenir de la résolution de la crise spatiale (exploitation agricole urbaine en hauteur et en largeur), sanitaire (toxicité alimentaire, et non-respect des normes ; fraîcheur des aliments), mais aussi de la crise économique (raccourcissement des distances de livraisons, localité de production, création d’emplois…)(2). L’agriculture urbaine prend des proportions différentes selon le pays dans laquelle elle est employée. Dans un PMA (Pays Moyennement Avancé), elle est multifonctionnelle et cruciale car elle assurera une sécurité alimentaire et donc la subsistance de la population(2). Dans un pays développé, l’agriculture urbaine prend une envergure encore plus grande car elle peut améliorer le cadre paysager, social, et économique, mais aussi faire émerger de nouvelles techniques, mais surtout permettre d’économiser du foncier(2). L’agriculture urbaine a donc une certaine flexibilité lui permettant de s’adapter aux besoins agraires du pays dans lequel elle est employée.

Il y a quatre grandes orientations d’agriculture urbaine : l’agriculture hors sol (hydroponie, aquaponie, aéroponie), les sols reconstitués (axé sur la permaculture, ou une micro-agriculture conventionnelle), le low-tech (basé sur la récupération de matériaux), et le high-tech (axé sur la technologie et la robotisation)(2). L’agriculture urbaine classique, qui dans la majorité des cas est plutôt périurbaine(2) (sauf jardins, ruches, et poulaillers partagés/privés en centre-ville). Les techniques employées sont similaires à l’agriculture rurale, la zone périurbaine est une zone tampon entre l’urbain et le rural et offre un certain idéalisme dans la mesure où l’étalement urbain ne s’oriente pas dans sa direction(2). Les procédés sont hétérogènes : entreprise horticole, permaculture, ferme pédagogique (ou non), potager communal…(2) La pression de l’urbanisation grandissante, les infrastructures de transport (routes, chemins de fer, parking…), l’augmentation de l’habitat individuel, l’augmentation de la population, l’accroissement des zones (Industrielles, Artisanales, de Loisirs…), peuvent mettre en danger ces zones agricoles périurbaines et sont souvent considérées comme des réserves foncières d’habitation. Selon la banque des territoires3, les terres agricoles en France ont régressé de 20%, et régresseront encore de 12% d’ici à 2050. L’agriculture urbaine technologique est plus flexible que la précédente au niveau de l’espace requis et comporte des domaines d’activité comme : l’hydroponie, les serres, les fermes verticales, les conteneurs, les sols reconstitués, l’aquaponie, et l’aéroponie(2). Ces dernières ont des performances environnementales différentes, et leur pleine intégration dans le milieu urbain dépend du bâtiment sur lequel ou dans lequel elles sont installée(2). Elles sont utiles dans les mégalopoles par exemple, là où la production vivrière est en général faible(2). Certaines des agricultures technologiques ont une dimension écologique, dans la mesure où il y a un recyclage de l’eau et donc une baisse de l’eutrophisation (exemple : hydroponie, aquaponie), mais aussi une non utilisation des pesticides et autres phytosanitaires dans les milieux clos2. Mais chaque avantage a son inconvénient, une réduction des pesticides certes mais en hydroponie par exemple l’utilisation d’engrais à bonnes doses est indispensable2. De plus l’agriculture technologique nécessite de l’énergie(2), et en France les ressources énergétiques non renouvelables sont encore dominantes (il faudrait donc utiliser des moyens plus verts : photovoltaïque). Mais encore, l’agriculture technologique (en conteneur, en serre, en sous-sol) ne contribue pas forcément à la végétalisation des villes et ne respecte pas la saisonnalité des fruits(2) (Agricool : produit des fraises tout au long de l’année). Les plus gros points faibles restent tout de même la faible gamme de production que propose ce type d’agriculture (majorité légumes feuilles et maraichers) et la qualité nutritionnelle des produits(2)'. Il y aussi l’agriculture urbaine sociale et solidaire axée sur le low-cost(2). Elle permet une production alimentaire (œufs, légumes, certains fruits, miel), la création d’emplois, le resserrement du lien social, et possède souvent une certaine sensibilité à l’environnement (recyclage des déchets alimentaires, low-tech : recyclage des matériaux usagés, certification Agriculture Biologique)(2).

Le problème reste l’exposition aux polluants, selon linfodurable.fr(4), les légumes et les sols proches des voiries et zones industrielles sont potentiellement exposés aux polluants dégagés par les véhicules motorisés et les machines. Les polluants les plus préoccupants sont le cadmium (Cd), le cuivre (Cu), le zinc (Zn), le mercure (Hg) et le plomb (Pb) (4). Il faut rappeler que ces métaux lourds sont très dangereux pour la santé, surtout lorsque des populations fragiles vivent à proximité (personnes âgées, enfants, nourrissons). Selon ac-strasbourg.fr5, le plomb par ingestion peut avoir des effets néfastes sur le système cardiovasculaire, nerveux et rénal ; le zinc lui est à dose raisonnable bénéfique pour la santé, mais dans le cas présent les doses sont assez fortes et peuvent donc causer une acidification des sols exposés et une fois absorbé par les végétaux puis consommé il peut causer des désagréments au niveau de la peau, de la digestion, et peut même provoquer l’anémie(6) ; le cadmium, est un cancérigène et s’élimine très lentement dans l’organisme5, le mercure est sans conteste l’un des éléments les plus néfastes pour le vivant. Selon consommerdurable.com(7), à Berlin les tomates cultivées en milieu urbain contiennent onze fois plus de Cd que les tomates du supermarché, et les sols urbains hébergent six fois plus de zinc qu’en milieu rural (il faut noter que ces avertissements concernent les villes à fortes fréquentation automobile : 5000 à 50 000 véhicules/jour). Il y a donc avec l’émergence de l’agriculture urbaine en plein air une augmentation de l’impact de certains métaux lourds sur l’homme et les sols agricoles urbains.

L’ADEME2, informe aussi sur la pollution déjà installé si l’activité agricole se fait sur une friche industrielle par exemple (plomb, Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques), les légumes sont ciblés mais les jardiniers aussi car les poussières inhalées par ces derniers sur le site sont toxiques. Il faut donc prendre des mesures comme placer les cultures en hauteur (en haut d’un immeuble), installer des barrières végétales entre routes et cultures, privilégier les fruits aux légumes car ils absorbent moins les métaux lourds, mais surtout proscrire l’installation des cultures sur les friches industrielles(2).

Pour pallier la pollution et à la crise spatiale actuelle, l’homme a su innover et instaurer l’agriculture hors sol, et en milieux clos. Mais est-ce suffisant ?

II) L’hydroponie

Le hors sol est une technique de plus en plus convoitée, elle offre des avantages considérables au niveau du rendement et au niveau sanitaire, l’hydroponie est la seule qui actuellement tire véritablement son épingle du jeu.

L’agriculture hors sol n’est pas récente, elle est héritée des cultures aztèques, des jardins suspendus de Babylone, mais encore des jardins flottant d’Asie(8). Plus récemment, il y aussi les cultures intensives espagnoles à Almeria connues comme « l’Enfert vert » qui font usage de l’hydroponie(8). Il y a aussi la NASA qui réfléchit actuellement aux conditions de cultures possibles sur la planète Mars(8). Mais encore en Janvier 2016, l’astronaute américain Scott Kelly qui poste une photo de sa fleur extraterrestre, la toute première cultivée dans la Station Spatiale Internationale, c’est un prototype hydroponique nommé « Veggie »(8). La Hollande est un des pays précurseurs de l’agriculture hors sol sous lampe en raison de sa forte nébulosité annuelle ralentissant le rendement de l’agriculture conventionnelle(8). La France elle aussi n’est pas en reste avec 70% de ses tomates produites en hydroponie (Savéol : Leader de la tomate en France), et des start-ups comme Agricool (productrice de fraises), et Agripolis (potager vertical en Essone au-dessus d’un supermarché) et bien d’autres8.

L’hydroponie est donc un système agraire bien connut mais encore peu implanté dans le milieu urbain (particulièrement en France). Etymologiquement elle signifie « le travail par l’eau » en grec est une technique culturale sans substrat solide où les plantes sont placées sur des supports de culture inertes irrigués en circuit fermé par une eau contenant une solution ionique8, comme on peut le voir dans la figure 1 et la figure 2 ci-dessous :

Figure 1 : Système hydroponique basique de type NFT (Nutrient Film Technique). (Source :

Capture vidéo You tube : Hydroponic-NFT systems basic run down)(9)

Figure 2 : Représentation d’une plante dans un système hydroponique de type NFT (Nutrient Film Technique). (Source : Capture vidéo You tube : Hydroponic-NFT systems basic run down)(9)

Comme les figures précédentes l’illustrent, le système hydroponique NFT est un circuit fermé car l’eau y est en permanence recyclée, une cuve récupère l’eau en fin de parcours qui cette dernière est réalimentée en engrais et traitée (si besoin), puis réinjectée dans le circuit à destination des plantes(8). Ce cyclage réduit drastiquement les besoins en eau nécessaires à une production maraichère sur sol agricole mais réduit aussi les pertes en par évaporation ou projection(8). Le système est en permanence contrôlé par des moyens manuels mais aussi par des moyens technologiques comme les capteurs (pour la température, les caractéristiques de l’air…)(8). Le centre de l’attention est porté sur la solution nutritive qui est apportée directement au système racinaire, car un écart dans l’ajout d’acides ou de nutriments pourrait compromettre la culture entière(8). Car oui, le système hydroponique peut se révéler complexe dans sa mise en place.

L’étude de Camille Bénard10 informe sur les détails du procédé de mise en place du système hydroponique en NFT. Bien sûr son étude porte sur le contenu en polyphénols des tomates en fonction des conditions de culture et de la nutrition azotée. Tout d’abord il y a les conditions de culture, en premier lieu est cité l’enrichissement en CO2 qui améliore le statut carboné de la plante (700 ppm selon hydroponie.fr )(11), le chauffage (l’aération se fait à partir de 18°C), et l’humidité relative (55 %) pour éviter le stress des végétaux, la serre est aussi blanchie à la chaux pour diminuer l’intensité de la lumière incidente du soleil et faciliter le contrôle de la température(10). Ensuite est cité l’azote qui est bien sûr un élément essentiel de la plante (composition des acides aminés, acides nucléiques, et métabolites secondaires), il est introduit sous forme de solution dans l’eau déminéralisée, et il faut noter que l’augmentation des apports d’azote dans la solution n’a pas de répercussions sur la teneur en azote du fruit ou du légume(10). L’ammonium (NH4+) et le nitrate (NO3-) sont les principales sources d’azote disponibles, l’anion nitrate reste tout de même le plus intéressant (exemple : nitrate augmente la teneur en protéines)(10). Camille Bénard(10) parle aussi dans son rendu de l’interdépendance entre azoté et carbone, l’assimilation de l’azote nécessite selon elle, l’énergie de la photosynthèse (pour la respiration) et l’assimilation photosynthétique nécessite des molécules azotées (pour les enzymes). Camille Bénard choisit l’hydroponie en NFT pour son expérience(10).La solution nutritive est donc un concentré de NO3- et d’autres composés ajoutés à de l’eau déminéralisée dont on peut voir un exemple dans la figure 3 ci-dessous :

Figure 3 : Exemple de composition de solution nutritive hydroponique. (Source : http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL/2009_BENARD_C.pdf )

Comme on peut le voir ci-dessus il y a un ajout d’acide sulfurique dans la solution (H2PO4) pour compenser la diminution de la concentration en nitrates(10). La majorité des solutions nutritives selon l’étude10 sont conçues pour que le somme des nitrates et des sulfates soit égale à (NO3- + SO42-) = 12meq.L-1. Le pH de la solution est de 5,5 (d’où l’utilisation d’acides). En général la proportion de macro et micro nutriments en NFT est équivalente. D’autres source comme Hydroponie.fr11 viennent compléter l’étude précédente en ajoutant qu’il faut en fonction du stade de développement faire varier le rapport K/N (rapport carbone / azote), augmenter le phosphore avec l’avancement de la floraison et diminuer le souffre avec l’avancement de la floraison. Hydroponie.fr(11) cite aussi la liste des macro éléments : azote, phosphore, potassium, calcium, magnésium, soufre. Et la liste des oligo-éléments : fer, manganèse, zinc, bore, cuivre, molybdène, chlore, cuivre, nickel11. Le manque d’un seul de ces nutriments pourrait engendrer des carences (selon l’espèce) qui se manifestent sous forme de jaunissement, dessèchement, chlorose, déformement des feuilles11…Et les excès se manifestent tout simplement par de la toxicité, il faut noter qu’un surdosage d’engrais entraine la carence nutritive car l’antagonisme d’un ion réduit la disponibilité d’un autre11. Le dosage de la solution est très précis et adaptatif et il ne faut pas omettre que 10 % de la masse sèche d’une plante représente les minéraux et 90 % de du reste est issu de l’eau et de l’air(11).

L’hydroponie n’est donc pas à la portée du premier venu et nécessite une certaine maîtrise en raison de la fragilité de son processus. Son procédé est malgré cela révolutionnaire et mérite d’être développé, en raison de ces différents avantages. Mais ces avantages sont contredits par certains l’ADEME(2) qui traite l’hydroponie comme un phénomène de mode, dont les bienfaits pour l’environnement ne sont pas neutres dans la mesure il faut prendre en compte le coût énergétique pour entretenir la culture, le bilan GES de la production, le bilan fin de vie du matériel, l’utilisation d’engrais, le type de substrat de culture et les indicateurs ACV. Existe-il une hydroponie plus saine ?

Conclusion :

L’agriculture urbaine est un domaine en pleine expansion, elle peut selon son utilisation offrir un avantage économique et environnemental certain. Mais bien sûr le milieu urbain n’est pas un milieu propice à l’agriculture en raison de la piètre qualité des sols qui sont en majorité pollués. La qualité de l’air est aussi mise en cause avec sa teneur en polluants et métaux lourds qui directement en contact avec les légumes et les sols les rendent toxiques (légumes / fruits) et acides (sols) contribuant ainsi à la dégradation de la santé des consommateurs. Malgré tout en France, comme précédemment dit, les taux sont admis par les normes européennes mais les normes n’empêchent tout de même pas les productions d’être nocives et dangereuse, en somme avec les autres éléments nocifs déjà présents dans le quotidien des populations. Pour pallier cela il faut prendre des mesures comme placer les cultures en hauteur et les encadrer d’une barrière végétale, mais surtout malgré la difficulté en milieu urbain les placer loin des axes routiers (les plus fréquentés). Une autre mesure majeure à prendre est de ne pas établir de culture sur une friche industrielle en raison de la teneur en polluants, et matières toxiques du sol qui pourraient nuire aux jardinier (dans un cadre professionnel) et aux habitants (dans un cadre plus civique) pas leur exposition aux poussières toxiques du sol ; dans la même idée les végétaux eux aussi absorberont les polluants et seront alors toxiques voir inconsommables, pour cela il est préférable de se mettre aux cultures en milieu clos comme l’hydroponie ou la culture sous serre. La culture en milieu clos est avantageuse dans la mesure où l’utilisation de phytosanitaires est minime voire inexistante, le rendement est souvent supérieur en raison des conditions artificielles optimales au développement des plantes. L’hydroponie offre une bonne alternative contre la dégradation des sols et des eaux cette dernière n’utilisant pas les sols agricoles et recyclant l’eau. Mais l’utilisation très fréquente voire indispensable d’engrais contraint cette technique, certains composés des engrais sont nocifs pour l’homme (exemple : NO3-). Il y a aussi le cout énergétique, le devenir des matériaux usagers, la réduction des emplois, la standardisation et le non-respect de la saisonnalité qui viennent contrer les avantages proposés par l’hydroponie et des autres agricultures technologiques. Mais malgré cela les agricultures urbaines si elles étaient plus sollicitées, allègeraient la charge des terres agricoles en termes de maraichage et permettraient l’exploitation d’autres cultures ou mieux permettraient le repos des terres agricoles qui pourraient être reboisées ou exploitées différemment (permaculture, agriculture biologique). L’agriculture urbaine a aussi une dimension sociale à ne pas négliger qui pourrais faire émerger une certaine conscience collective des locaux en termes d’agriculture et d’environnement. Elle permettrait aussi une réduction des circuits de distribution, de resserrer le lien social tout en redonnant aux citadins un contrôle sur leur consommation. En France l’agriculture urbaine est généralement bien vue, mais elle n’est pas encore bien intégrée au pays en raison de son émergence, ceci pourrait changer si les collectivités l’intégraient à l’urbanisme. La trame verte et la trame bleue pourraient être un levier conséquent pour pérenniser l’agriculture urbaine. Les terres agricoles en France sont fortement nécessitées pour la production céréalière, sucrière, laitière mais aussi pour la viande bovine, toutes ces cultures importantes ne peuvent actuellement pas être établies sous forme d’agriculture urbaine, plaçant ainsi l’agriculture urbaine au second plan, limitant cette dernière à la localité et à un certain panel de production. Ci-dessous la figure 4 montre un bel exemple de L’INSEE12 de l’importance des surfaces agricoles en France.

Figure 4 : Part de la surface agricole utilisée des exploitations en France en 2015 (en %). (Source : https://www.insee.fr/fr/statistiques/2012669 )12

Bibliographie :

1https://www.terre-net.fr/actualite-agricole/economie-social/article/l-urbanisation-des-terres-repart-a-la-hausse-les-safer-s-inquietent-202-127924.html

2 https://www.ademe.fr/agriculture-urbaine-enjeux-durabilite

3 https://www.banquedesterritoires.fr/consommation-des-terres-agricoles-vers-une-fusion-des-safer-et-des-epf

4https://www.linfodurable.fr/conso/agriculture-urbaine-les-legumes-des-villes-sont-ils-pollues-6157

5https://www.ac-strasbourg.fr/fileadmin/pedagogie/soclecommun/Documents/3_dangers-des-metaux_spc_svt_maths_techno_eleve.pdf

6https://www.lenntech.fr/francais/data-perio/zn.htm

7https://www.consommerdurable.com/2012/11/risques-avoir-potager-ville-pesticides-polluants-automobile-gaz-metaux-zinc-cadnium/

8https://portail.bastamag.net/L-agriculture-urbaine-hors-sol-solution-miracle-ou-encouragement-a-la

9https://www.youtube.com/watch?time_continue=55&v=p4mOFtiotj8 OU Youtube : Hydroponic-NFT systems basic run down

10http://docnum.univlorraine.fr/public/INPL/2009_BENARD_C.pdf

11http://hydroponie.fr/solution-nutritive-hydroponique-mineraux/

12https://www.insee.fr/fr/statistiques/2012669