L’agriculture verticale bénéficie d’un marketing très séduisant : LED roses lumineuses, légumes verts parfaitement empilés, zéro pesticide, salades hyper-locales cultivées au cœur de la ville. La promesse est immense : des aliments frais “de type bio” pour des millions de personnes, avec une fraction des terres et de l’eau des fermes conventionnelles. Mais dans les coulisses, ces fermes fonctionnent grâce à des algorithmes, des espaces immobiliers coûteux et beaucoup d’électricité, ce qui soulève une question difficile : s’agit-il d’une véritable voie vers une alimentation abordable et durable, ou d’une niche high-tech nourrissant des consommateurs urbains aisés tout en parlant de révolution ?
Pour l’instant, la réponse est : c’est à la fois une promesse et un battage médiatique. Les fermes verticales peuvent réellement fournir des produits propres, sans pesticides et une efficacité impressionnante des ressources, mais la consommation d’énergie, les coûts et les débats sur la certification biologique les rapprochent davantage d’une salade haut de gamme pour quelques-uns que d’un aliment de base pour le plus grand nombre.
Ce que l’agriculture verticale fait réellement bien
Les fermes verticales sont une forme spécifique d’agriculture en environnement contrôlé (AEC) : des cultures cultivées en intérieur en couches superposées, sous lumière artificielle, avec un contrôle précis de la température, de l’humidité, des nutriments et du CO₂. Elles sont généralement hydroponiques ou aéroponiques, ce qui signifie que les plantes poussent dans une solution nutritive ou un brouillard plutôt que dans le sol.
Efficacité des ressources et rendement
Plusieurs analyses s’accordent à dire que les fermes verticales peuvent surpasser les champs conventionnels sur certaines mesures clés :
- Utilisation des terres : Comme les cultures sont superposées, le rendement par mètre carré de sol est considérablement plus élevé qu’en plein champ. Un modèle basé sur des conteneurs a montré que la laitue cultivée verticalement peut produire un rendement bien supérieur par empreinte au sol que les systèmes conventionnels, même en tenant compte de l’espace nécessaire pour l’équipement.
- Consommation d’eau : Les systèmes hydroponiques en circuit fermé utilisent une fraction de l’eau des cultures de plein champ – souvent citée comme étant 70 à 95 % de moins – car presque toute l’eau transpirée est captée et réutilisée au lieu de s’évaporer ou de s’infiltrer.
- Utilisation des pesticides : Les fermes d’intérieur peuvent éloigner de nombreux ravageurs et maladies, éliminant souvent complètement le besoin de pesticides synthétiques, en s’appuyant plutôt sur l’assainissement, la lutte biologique et l’exclusion physique.
- Prévisibilité : Sans aléas climatiques, les agriculteurs obtiennent des rendements très prévisibles et peuvent cultiver la même plante toute l’année, ce qui est attrayant pour les détaillants et les restaurants.
Un modèle énergie-rendement-coût de 2025 pour une ferme verticale de laitue, par exemple, a confirmé une efficacité extrêmement élevée de la terre et de l’eau – tout en mettant en lumière les défis énergétiques. C’est le paradoxe central : le bilan des ressources physiques est excellent, mais la facture d’électricité est brutale.
Localisation et fraîcheur
Un autre avantage réel : la proximité des villes.
- Les fermes verticales peuvent être implantées à l’intérieur ou à proximité des zones urbaines denses, réduisant la distance de transport et le stockage en chaîne du froid.
- Cela réduit les “kilomètres alimentaires” et le gaspillage, abaissant potentiellement les émissions totales pour les cultures très périssables comme les jeunes pousses lorsque les fermes et les clients sont proches.
- Certains opérateurs fournissent les détaillants en un jour après la récolte, vantant une meilleure rétention des nutriments et une saveur supérieure par rapport aux légumes verts acheminés par avion depuis d’autres régions.
Sur ces aspects, la promesse est réelle : les fermes verticales peuvent offrir aux villes des légumes verts plus frais, plus propres, avec moins de terre, d’eau et de pesticides.
L’éléphant dans la pièce : l’énergie
Toute évaluation honnête de l’agriculture verticale doit composer avec un mot : électricité.
De quelle quantité d’énergie parle-t-on ?
Un modèle intégré Énergie-Rendement-Coût récent pour un conteneur de ferme verticale standard cultivant de la laitue a révélé que :
- La consommation électrique spécifique était d’environ 11,34 kWh par kg de laitue.
- Le coût de production résultant était d’environ 3,87 $ par kg, fortement influencé par l’énergie.
- Les principaux gouffres énergétiques étaient l’éclairage LED et les systèmes de déshumidification.
Pour répondre aux besoins énergétiques de cette ferme verticale uniquement avec du solaire, les auteurs ont estimé qu’il faudrait environ 2,35 m² de panneaux photovoltaïques par m² de surface de culture. Une autre analyse de scénario a suggéré environ 4,7 m² de panneaux par mètre carré de surface au sol de ferme verticale dans une configuration différente. Dans les deux cas, c’est beaucoup de toiture.
Les études de cycle de vie et de scénario confirment le même schéma :
- L’électricité est systématiquement le facteur dominant dans l’empreinte environnementale des fermes verticales, notamment pour les émissions de gaz à effet de serre.
- Lorsque l’énergie provient principalement de combustibles fossiles, l’empreinte carbone par kg de produit peut rivaliser ou dépasser celle des serres efficaces ou de la production en plein champ, même si l’utilisation de l’eau et des terres semble excellente.
Un scénario de durabilité d’une plateforme européenne le dit crûment : les fermes verticales ont “une promesse de durabilité, mais leur empreinte énergétique détermine si elles cultivent réellement un avenir plus vert.”
Énergie, stress du réseau et viabilité économique
Le même travail de scénario met en garde contre le fait qu’une expansion rapide des fermes verticales énergivores peut :
- Surcharger les réseaux électriques locaux, en particulier pendant les périodes de pointe.
- Faire monter les prix de l’électricité et, dans le pire des cas, contribuer à l’instabilité ou aux pannes si elles ne sont pas bien planifiées.
- Rendre les coûts d’exploitation des fermes très sensibles à la volatilité des prix de l’énergie, compromettant la rentabilité et l’accessibilité financière.
Une perspective de 2025 dans une revue scientifique note que les coûts de démarrage et d’exploitation élevés, largement dus à l’énergie, se reflètent dans deux tendances :
- De nombreuses fermes verticales limitent la production aux légumes-feuilles et aux herbes aromatiques à haute valeur ajoutée et à forte marge pour survivre.
- Une “série de faillites” a frappé des fermes verticales précédemment bien financées qui n’ont pas réussi à atteindre la rentabilité, car les coûts énergétiques et de main-d’œuvre ont entamé les marges.
Ainsi, même si un avenir où les fermes verticales fonctionnent avec des micro-réseaux solaires dédiés et des LED ultra-efficaces est techniquement plausible, la réalité d’aujourd’hui est mitigée. Dans les régions où l’électricité est chère et fortement dépendante des combustibles fossiles, l’argument de la durabilité et du coût s’affaiblit rapidement.
Les fermes verticales peuvent-elles vraiment être “bio” ?
Du point de vue du consommateur, l’un des grands attraits est l’idée de légumes verts sans pesticides, équivalents au bio, cultivés près de chez soi. Mais le label bio lui-même devient compliqué en intérieur.
Le débat sol vs. hors-sol
Les réglementations de l’agriculture biologique ont été initialement écrites pour l’agriculture basée sur le sol. La philosophie du bio ne signifie pas seulement “pas de pesticides synthétiques” ; elle met l’accent sur :
- Un sol vivant, avec sa vie microbienne et son cycle des nutriments.
- Les interactions écologiques, la biodiversité et la santé globale de l’écosystème.
C’est là que les fermes verticales rencontrent un écueil philosophique et légal.
Une analyse approfondie de la certification biologique pour les fermes verticales d’intérieur souligne la division :
- Les partisans soutiennent que de nombreuses fermes verticales respectent la lettre des règles du bio : elles évitent les pesticides synthétiques, utilisent des intrants autorisés et peuvent suivre les normes de production et de manipulation biologiques.
- Les opposants soutiennent que l’absence de sol et de lumière naturelle signifie que l’agriculture verticale sort de “l’esprit” de l’agriculture biologique, qui est censée nourrir l’écologie du sol, et non la contourner avec des solutions nutritives et des LED.
Aux États-Unis, le National Organic Standards Board a déjà voté pour ne pas interdire tous les systèmes hydroponiques de la certification biologique ; donc, en pratique, certaines fermes d’intérieur hors-sol peuvent obtenir la certification biologique selon les règles actuelles, même si cela reste une zone grise et une source de controverse.
Dans l’UE, les règles sont plus strictes :
- Les règlements biologiques de l’UE exigent que les cultures soient cultivées dans le sol, souvent spécifiquement en lien avec le sous-sol et la roche-mère.
- En conséquence, les fermes d’intérieur utilisant des systèmes à base d’eau ou hors-sol sont exclues de la certification biologique, même si elles n’utilisent aucun produit chimique de synthèse et suivent de nombreuses pratiques “de type bio”.
Un aperçu européen le dit clairement :
“Selon le règlement de certification des aliments biologiques de l’UE, seules les fermes qui cultivent des plantes dans le sol peuvent obtenir une certification biologique. En conséquence, les fermes d’intérieur utilisant des systèmes à base d’eau ou d’autres méthodes sans sol sont exclues de la certification, même si elles suivent des pratiques biologiques comme l’utilisation d’engrais naturels et l’évitement de produits chimiques nocifs.”
Cela signifie :
- Aux États-Unis et sur certains autres marchés, vous pouvez voir des produits de fermes verticales étiquetés “bio”, bien que l’interprétation soit controversée.
- Dans l’UE, les fermes verticales peuvent au mieux commercialiser leurs produits comme “sans pesticides”, “sans résidus” ou “cultivés avec des intrants propres”, mais pas légalement comme “biologiques” si elles sont hydroponiques.
Certains chercheurs suggèrent une solution potentielle : créer une catégorie de certification distincte pour les fermes verticales d’intérieur (par exemple, “biologique hors-sol”, “de type biologique en environnement contrôlé”), mais les régulateurs n’ont pas encore pleinement défini ou adopté de tels systèmes, laissant des zones grises juridiques et des risques de litiges potentiels pour les entreprises poussant les limites du bio.
Battage médiatique vs. Réalité : qui nourrit l’agriculture verticale ?
La grande promesse sociale de l’agriculture verticale est qu’elle “nourrira le monde” ou “fournira une alimentation bio à des millions de personnes”. Les données actuelles suggèrent une réalité beaucoup plus étroite.
Légumes verts de haute valeur pour les marchés aisés
Les analyses du secteur de l’agriculture verticale notent que, jusqu’à présent, la plupart des fermes se concentrent sur :
- Les légumes-feuilles (laitue, jeune chou kale, épinards)
- Les herbes aromatiques (basilic, menthe, coriandre)
- Occasionnellement des fraises et des micro-pousses
La raison en est simple : ces cultures sont :
- À croissance rapide et adaptées aux systèmes superposés.
- De haute valeur au kilogramme, avec une tolérance aux prix premium.
- Très périssables – l’argument de la fraîcheur/du local a donc une vraie valeur économique.
Mais elles ne sont pas des sources de calories ou de protéines de base. Une perspective de 2025 souligne :
“Pour vraiment répondre à la demande alimentaire croissante, il faudrait que les fermes verticales produisent des aliments de base riches en protéines ou en glucides comme les céréales, les légumineuses ou les pommes de terre… Pour obtenir une adoption généralisée, l’agriculture verticale devra rivaliser avec l’agriculture conventionnelle en termes de qualité et de prix.”
Jusqu’à présent, cela ne se produit pas à grande échelle :
- Les coûts énergétiques et en capital rendent extrêmement difficile pour les fermes verticales de cultiver des aliments de base en vrac comme le blé, le riz ou le soja de manière compétitive.
- La plupart des installations sont situées dans des régions et des villes riches, où les clients peuvent payer un supplément pour des légumes verts parfaits et sans pesticides.
Cela ne signifie pas que les fermes verticales ne peuvent pas jouer un rôle dans la sécurité alimentaire, mais cela signifie qu’actuellement, elles polissent principalement le haut de la pyramide alimentaire plutôt que de fournir des calories de base aux populations à faible revenu.
Faillites et désillusion des investisseurs
La récente vague d’effondrements de fermes verticales “axées sur la durabilité” est une piqûre de rappel.
Un examen de 2025 dans une revue scientifique note :
- Une “série de faillites” parmi des fermes verticales autrefois bien financées.
- Des difficultés persistantes à concurrencer l’agriculture conventionnelle en termes de rentabilité.
- Des coûts élevés de main-d’œuvre et d’énergie comme principaux goulots d’étranglement.
Les rapports du secteur font écho au fait que le secteur est actuellement confronté à des “coûts de production élevés, des marges sur les produits relativement faibles et des coûts de main-d’œuvre élevés”, ce qui a refroidi l’enthousiasme des investisseurs et du public après le battage médiatique initial.
Il y a des réussites – des entreprises comme 80 Acres Farms et d’autres ont montré que l’agriculture verticale peut être faisable et évolutive sur des marchés spécifiques – mais ce sont les exceptions, pas encore la règle.
Sous quelles conditions la promesse devient-elle réalité ?
Pour que l’agriculture verticale se rapproche de sa promesse – une alimentation abordable, durable, éventuellement équivalente au bio à grande échelle – plusieurs conditions doivent être réunies.
1. Une énergie propre et bon marché
Les travaux sur les scénarios et les modèles énergie-coût sont unanimes : l’histoire de la durabilité dépend du mix énergétique.
- Si les fermes verticales fonctionnent avec une énergie de réseau basée sur les combustibles fossiles, leur empreinte carbone peut compromettre les affirmations de supériorité écologique, et les coûts énergétiques maintiennent les prix élevés.
- Si les fermes sont intégrées à des micro-réseaux renouvelables (solaire, éolien, peut-être géothermie) avec production et stockage sur site, leur profil environnemental s’améliore considérablement.
Un scénario décrit une voie positive d'”ascension” où les fermes verticales :
- Se détachent de la dépendance aux combustibles fossiles.
- Utilisent l’énergie solaire sur les toits et d’autres renouvelables pour couvrir une grande part de la demande.
- Combinent des LED efficaces et des contrôles intelligents pour réduire les kWh par kg de produit.
Dans ce monde, l’agriculture verticale pourrait véritablement fournir des légumes verts à faible émission à grande échelle, en particulier dans les régions ensoleillées et les corridors urbains.
2. Efficacité technologique et opérationnelle
Des améliorations continues sont nécessaires dans :
- L’efficacité et les spectres des LED (plus de photons par watt, adaptés aux besoins de la culture).
- Les systèmes de contrôle climatique (déshumidification plus efficace, intégration CVC).
- L’automatisation et la robotique (réduction des coûts de main-d’œuvre sans compromettre les conditions de travail).
- La sélection végétale pour les conditions d’intérieur (variétés optimisées pour les environnements superposés, les cycles rapides, la haute densité).
Les experts notent que l’agriculture verticale pourrait s’inspirer davantage des serres traditionnelles – beaucoup des mêmes défis énergétiques et de coûts y existent, et des décennies d’optimisation ont déjà eu lieu. L’ouverture et le partage des données, plutôt que le secret et les accords de confidentialité, accéléreront probablement les progrès.
3. Des normes claires et un marketing honnête
Sur le front bio/durabilité :
- Les régulateurs doivent clarifier ce qui compte comme “biologique” ou “équivalent au bio” en intérieur, éventuellement via de nouvelles catégories – sinon, la confiance des consommateurs et l’équité entre agriculteurs en souffrent.
- Les entreprises doivent être transparentes sur les sources d’énergie, les intrants et les certifications au lieu de s’appuyer sur des allégations vagues de durabilité.
Un récit réaliste pourrait être :
“Légumes verts sans pesticides, économes en eau, locaux, cultivés avec de l’énergie renouvelable”, plutôt que “C’est l’avenir de l’alimentation pour tous.”
Alors, nourriture bio pour des millions ou simple battage médiatique pour quelques-uns ?
Actuellement, l’agriculture verticale est mieux décrite comme une niche à fort potentiel et à coût élevé :
- Elle excelle réellement dans la production de légumes-feuilles et d’herbes aromatiques propres, constants et sans pesticides, avec une efficacité impressionnante des terres et de l’eau.
- Elle peine avec les demandes énergétiques, les coûts élevés et la viabilité économique, la limitant principalement aux marchés premium et aux cultures à haute valeur ajoutée.
- La certification biologique est possible dans certaines juridictions mais philosophiquement contestée, et carrément interdite pour les systèmes hors-sol dans d’autres (comme l’UE), compliquant le récit du “bio pour des millions”.
La promesse n’est pas un simple battage médiatique – mais elle est loin d’être une réponse toute faite à la sécurité alimentaire mondiale. Les fermes verticales vont probablement :
- Jouer un rôle important dans les systèmes alimentaires urbains, fournissant des légumes verts frais avec une faible utilisation de pesticides et un minimum de terres.
- Compléter, et non remplacer, les fermes biologiques et régénératives basées sur le sol, qui restent bien mieux adaptées aux céréales, aux légumineuses et aux cultures de base sur de grandes surfaces.
- Devenir véritablement durables là où elles sont étroitement intégrées avec les énergies renouvelables, les réseaux intelligents et des normes honnêtes.
Que cela devienne de la nourriture pour des millions ou reste de la salade pour les privilégiés dépend moins des LED elles-mêmes que de la politique, des infrastructures énergétiques et de la capacité du secteur à aller au-delà des rendus séduisants et à se consacrer au travail difficile et ennuyeux : réduire les coûts, partager les données et dire la vérité sur ce que l’agriculture verticale peut – et ne peut pas – faire.
