L’idée est simple : produire en quantité des produits alimen­taires au sein de structures occupant une surface au sol réduite, par exemple, des tours. Dickson Despommier, professeur en sciences environnementales à l’Université Colombia de New York, fut le premier à formaliser le concept de ferme verticale en 1999. Avec les technologies disponibles à l’époque, il affirmait qu’une ferme verticale de 30 étages, construite pour un montant de 84 millions de dollars, pourrait nourrir 30 000 personnes avec un rendement 5 à 6 fois supérieur à l’agriculture traditionnelle.

Tout ou presque peut être produit dans ces jardins du futur aux allures de gratte-ciel : céréales, fruits, légumes, mais aussi procs, bétail, poissons… Et ce projet est loin d’être utopique compte tenu des progrès technologiques enregistrés dans le domaine de la culture sous serre. Des modes de culture hors-sol, de type hydroponique, ont déjà fait leurs preuves dans de nombreuses serres à travers le monde. L’hydroponie consiste à remplacer la terre par un substrat neutre et inerte (de type sable, billes d’argile, laine de roche etc.), régulièrement irrigué par un liquide nutritif qui apporte les sels minéraux et les nutriments essentiels à la plante. La mise en place d’un système d’irrigation goutte-à-goutte est alors préconisée. D’autres méthodes existent, comme l’aéroponie. C’est l’une des évolutions les plus récentes de ces techniques, et aussi l’une des plus sophistiquées. Les racines des plantes ne sont en contact ni avec un milieu solide, ni même avec un milieu liquide : elles sont alimentées par un brouillard obtenu par brumisation d’un liquide nutritif via un brumisateur.

Tout ou presque peut être produit dans ces jardins du futur aux allures de gratte-ciel : céréales, fruits, légumes, mais aussi procs, bétail, poissons

Outre d’occuper une surface au sol réduite, cette ferme du futur présente de nombreux avantages.

Les cultures sont indépen­dantes des caprices de la mé­téo, offrant grâce à des condi­tions optimales, des rende­ments 5 à 6 fois supérieurs aux cultures de plein champ.

L’environnement contrôlé de ces tours permet aussi de faire d’importantes écono­mies d’eau par rapport aux modes de culture tradition­nelle : les systèmes d’irrigation fonctionnant en circuit fermé, les cultures ainsi produites utilisent une quantité d’eau extrêmement réduite. Despommier prévoit de récupérer la vapeur d’eau produite par l’évapotranspiration des plantes. Par ailleurs, les eaux urbaines locales seront recyclées et utilisées pour l’irrigation des cultures.

La ferme urbaine est conçue pour se passer d’engrais chimiques. En offrant aux plantes ce dont elles ont besoin quand elles en ont besoin, on limite fortement leurs besoins des cultures en insecticides, herbicides et autres engrais chimiques. Par ailleurs, en récupérant les déchets putrescibles des habitants du quartier, grâce à un compostage sur place, Despommier prévoit la production d’un engrais écologique directement utilisable pour ces fruits et légumes. Rien de moins que l’application du fameux dicton de Lavoisier selon lequel « rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme ».

Les cultures sont indépen­dantes des caprices de la mé­téo, offrant grâce à des condi­tions optimales, des rende­ments 5 à 6 fois supérieurs aux cultures de plein champ

Autre avantage : produire directement sur le lieu de consomma­tion permet de réduire les filières de stockage et de transports, qui sont très consommatrices en énergies fossiles. Cela contribue à réduire les émissions de CO2 dans l’atmosphère. La présence de plantes en centre-ville améliore également la qualité de l’air, car les cultures absorbent du CO2 et rejettent de l’oxygène dans l’atmosphère.

Despommier prévoit aussi l’autonomie énergétique de ces fermes, avec l’installation de capteurs photovoltaïques ou éoliens sur la structure du bâtiment.

La ferme verticale de Despommier a été reprise par de nombreux cabinets d’architectes dans le monde. En France, des architectes de l’agence SOA ont initié le projet de « tour vivante » en 2006, poussés par un concours lancé par la ville de Rennes. Ce projet va, du point de vue du développement durable, encore plus loin que celui de Despommier. Cette tour vivante intègre même 11 000 m2 de logement et 8 600 m2 de bureaux, tout en conservant des capacités de production record : plus de 63 tonnes de tomates, 9 tonnes de fraises et 40 000 pieds de salades par an, entre autre. Elle est en outre parfaitement autonome en énergie, alimentée par deux éoliennes et 500 m2 de cellules photovoltaïques !

Sur le papier, ce concept de ferme urbaine semble idéal mais cela suscite quand même un certain nombre d’interrogations : les besoins énergétiques liés à l’éclairage et au chauffage pourront-ils être assurés intégralement par les sources d’énergies renouvelables ? Ce nouveau mode de cultures et d’élevages ne risque-t-il pas de favoriser l’apparition de nouvelles maladies ou parasites ? Que faire du substrat et des bacs en plastique utilisés dans la culture hors-sol ? Enfin, se pose le problème du financement. Comment trouver des institutions qui acceptent de financer ces projets et comment rentabiliser ces fermes dont le coût se chiffrerait en millions d’euros ?

Seule la mise en œuvre d’une première ferme verticale permettra d’apporter les réponses à ces questions. Et c’est chose faite à Singapour. En octobre 2012, Sky Green lance officiellement son activité commerciale et est maintenant une vraie ferme de 3,65 hectares à Lim Chu Kang. 1/2 tonne de légumes sont produits chaque jour et distribués localement. Ils se paient entre 10 et 20 cts plus cher que le prix au kilo mais cela ne fait reculer personne, bien au contraire la demande est en hausse !

D’autres prototypes s’apprêtent à sortir de terre en Corée, au Japon, en Suède, aux États-Unis et aux Pays-Bas.

Par ailleurs, des fermes urbaines plus petites, économi­que­ment viables, existent déjà de l’autre côté de l’Atlantique. Des supermarchés ou des restaurants, qui sont des lieux de vente de produits agricoles plus ou moins transformés, ont développé des cultures de fruits et légumes sur leur toit. Un exemple emblématique dans ce domaine est celui de la boulangerie et du marché Eli Zabar à Manhattan. Dès 1995, des serres situées sur le toit du magasin ont approvisionné celui-ci en tomates, baies, figues, etc. À Montréal, Lula farm vend laitues, concombres et tomates cultivés sur place, dans une vaste serre installée sur le toit d’un immeuble de l’éco-quartier Ahunstic Cartierville.

Dick Despommier est confiant. Selon lui, le concept de fermes urbaines répond à une véritable tendance de société. La demande pour une agriculture urbaine est de plus en plus forte. À Montréal, une loi oblige les nouveaux bâtiments administratifs et institutionnels à posséder un toit agricole. Les promoteurs sont assaillis de demandes de potagers de la part des habitants. À l’échelle individuelle, des kits hydroponiques sont actuellement développés pour installer une mini-ferme à domicile. Des signes qui permettent à Dick Despommier de dire que « Dans trente ans, les fermes verticales seront une banalité ».