Les 6 essentiels de l’agriculture urbaine en toiture-terrasse

Face à la densification des villes, qui accueilleront près de 66% de la population mondiale d’ici 2050, les toits représentent une opportunité pour reconquérir des surfaces sous-exploitées. Les toitures constituent jusqu’à 32% de la surface horizontale d’une ville et peuvent être converties en espaces de renaturation et de création de services comme la production d’aliments, la rétention des eaux pluviales, le stockage de carbone et la valorisation de déchets.

1. Des systèmes de production variés

La particularité des systèmes de production agricole installés en toitures-terrasses est leur emplacement « hors-sol », c’est-à-dire en milieu artificiel. Ces aménagements peuvent avoir différentes formes.

Les bacs de culture sont un système où le substrat est contenu dans divers supports comme les bacs en bois, les sacs en géotextile ou « smart pot ». L’avantage de cette technique est sa mise en place rapide, sa modularité et sa relative réversibilité.

Les planches de cultures sont un système similaire aux toitures végétalisées classiques, mais permettant la production agricole. Leur utilisation peut s’apparenter à une culture en pleine terre, mais cette fois-ci disposée sur une toiture. C’est un système qui permet d’optimiser l’espace de culture tout en facilitant l’entretien.

L’hydroponie, aéroponie et bioponie sont des systèmes high-tech : tous les paramètres (température, pH, oxygène de l’eau, etc.) sont contrôlés pour optimiser la croissance des plantes grâce à une gestion informatique centralisée. L’hydroponie est un système de culture en circuit fermé où les racines des plantes vont être constamment en contact avec un circuit d’eau enrichi en éléments nutritifs. Dans le cas de l’aéroponie, les racines des plantes baignent dans un brouillard permanent de solution nutritive. On parle de bioponie lorsque les éléments nutritifs insérés dans le circuit sont organiques et biologiques.

Les systèmes de production agricole installés en toitures-terrasses peuvent s’appuyer sur différente techniques. Les bacs de culture sont un système où le substrat est contenu dans divers supports comme les bacs en bois ou les sacs en géotextile. Les planches de cultures peuvent s’apparenter à une culture en pleine terre, mais cette fois-ci disposée sur une toiture. L’hydroponie, aéroponie et bioponie sont des systèmes high-tech : la température, le pH, l’oxygène de l’eau et d’autres paramètres sont contrôlés pour optimiser la croissance des plantes grâce à une gestion informatique centralisée.

2. Les quatre familles de projet

Les agricultures urbaines des toits sont extrêmement multiformes, non seulement en ce qui concerne les techniques de cultures utilisées, mais également au niveau des formes de projets.

Les microfermes urbaines sont caractérisées par leur multifonctionnalité : elles s’appuient sur la production agricole pour développer d’autres activités (animations, ateliers, évènements, etc…) autour de thématiques liées à l’alimentation, l’environnement et à la redécouverte de la nature. La diversification des activités leur permet de multiplier les sources de revenus.

Les jardins partagés, forme historique d’agriculture urbaine, sont des espaces entretenus par un ensemble d’individus qui produisent collectivement des aliments et autres végétaux. Parmi ces jardins collectifs en toiture, on distingue plusieurs formes : les jardins partagés par les habitants d’un immeuble ou d’un quartier, les potagers d’entreprise, les potagers pédagogiques, les jardins thérapeutiques.

Les fermes urbaines productives sont des entreprises ou startup dont la majorité des revenus est issue de la vente de la production. Pour assurer la viabilité de leur activité, ils proposent souvent des prestations (formations, visites, animations, etc.). La vente peut se faire sous forme de paniers distribués en circuit court, en magasins ou épiceries biologiques, sur sites ou dans des restaurants.

Les terrasses comestibles suivent le « farm-to-table model », un modèle où les fruits et légumes poussent sur le toit d’un restaurant, d’un hôtel, d’un hôpital ou d’une entreprise où un cuisinier, restaurateur ou autre gestionnaire utilise la production pour fournir le restaurant, la cantine ou le bar en bas du bâtiment. Ces aménagements permettent d’apporter de la valeur ajoutée aux plats cuisinés grâce à des produits de qualité, tout en participant à l’image de l’entreprise.

3. Un microclimat particulier

En cœur de ville dense, la température peut être jusqu’à 3°C plus élevée par rapport à sa périphérie. Sur un toit la température est encore plus élevée à cause de la meilleure exposition au soleil et aux caractéristiques des matériaux utilisés en toiture. Cependant, certaines toitures reçoivent l’ombre de bâtiments proches plus élevés. Il est donc important de bien connaître l’exposition du bâtiment ainsi que les zones d’ombre avant de mettre en place un projet impliquant des cultures.

Les toitures sont exposées à des vents plus forts qu’au sol qui peuvent avoir un impact sur les cultures et le substrat : dispersion, assèchement, envol des cultures aux racines peu ancrées dans le substrat… De même, pour les exploitants et le public accueilli, il n’est pas toujours agréable de faire face à des rafales de vent. Il semble donc utile de prévoir des aménagements ou des équipements lors de la conception du projet (sur un ouvrage neuf comme sur un ouvrage existant) afin de diminuer la prise au vent.

4. Des cultures spécifiques pour nos toits

L’effet d’îlot de chaleur urbain présent en ville permet d’envisager de cultiver des plantes exotiques comme les gombos ou brèdes mafane. En toiture, le système de culture est le principal facteur qui détermine quelles plantes peuvent être cultivées.

Les systèmes hydroponiques choisissent généralement des cultures simples à cultiver et à croissance assez rapide : légumes feuilles (salades, épinards, blettes…) et légumes fruits (tomates, poivrons, courgettes, etc.). Cependant, les successives améliorations des systèmes et retours d’expérience nous montrent qu’il est possible de cultiver une diversité croissante de cultures potagères. 

Pour les bacs et les planches, plus la hauteur de substrat est importante et plus la diversité des cultures potagères cultivables sera grande. D’autre part, la profondeur de substrat permet de mieux résister aux variations de température et aux fortes chaleurs présentes en toiture.

5. La pollution, caractéristique de ces espaces ?

La question qui revient souvent sur le devant de la scène est celle des polluants. Les produits cultivés en ville sur nos toits sont-ils dangereux pour la santé ? Pour répondre à cette question, il s’agit de s’intéresser aux trois sources de pollution qui existent en ville : eau, air et substrats de culture.

La plupart des projets d’agriculture urbaine s’approvisionne à partir du réseau d’eau potable de la ville ; ce qui permet d’écarter tout éventuel risque de pollution par l’eau. Dans le cas d’un apport en eau par récupération d’eaux de pluie ou filtration d’un réseau d’eaux usées, elle doit faire l’objet de contrôles réguliers.

Les niveaux de pollution de l’air dépendent de la distance avec la source émettrice, grands axes routiers ou industries, et de la hauteur du bâtiment. Les premières campagnes d’analyse de la présence de contaminants dans les fruits et légumes issus de toits cultivés, et notamment celle effectuée sur le toit d’AgroParisTech au 5e étage du bâtiment dans le 15e arrondissement de Paris, ont mis en avant des valeurs en dessous des règlementations en vigueur. Pour un site à proximité de sources de polluants, il conviendra tout de même de réaliser des suivis réguliers et peut-être d’adapter le type de plantes cultivées.

6. L’élevage en toiture

L’animal en ville permet d’assurer un certain nombre de fonctions que les plantes, cultivées en agriculture urbaine, ne peuvent pas assurer, telles que l’entretien écologique d’espaces urbains ou la production de fertilisants organiques naturels. Cependant, bien que cela puisse apparaitre pertinent, l’introduction d’animaux en ville pose beaucoup plus de problèmes réglementaires que celles des cultures. Leur production est soumise à une règlementation sanitaire sur les produits, ainsi qu’à des normes en matière de bien-être et de santé animale.

L’apiculture urbaine ne cesse de s’installer sur les toits, que ce soit sur le toit de l’Opéra de Paris, des Galeries Lafayettes, sur les sièges de grandes entreprises ou chez des particuliers. Avec la loi Labbé et le « 0 phyto » dans les communes, la vie semble plus tranquille pour les abeilles en ville qu’à la campagne avec de la nourriture toute l’année grâce à la gestion différenciée des espaces verts. Mais encore une fois, il ne faudrait pas que la multiplication des ruchers vienne à compromettre cet état positif. On commence à voir, notamment à Paris, des problèmes d’alimentation ainsi que des problèmes sanitaires pour ces abeilles urbaines.

L’aquaponie représente l’assemblage d’aquaculture et de culture de végétaux le tout en circuit fermé. Elle est aujourd’hui intéressante, car elle permet de diminuer les dépenses liées à l’eau de 80-90% par rapport à une exploitation traditionnelle et ne nécessite pas ou peu d’intrants minéraux indispensables aux plantes. Les déjections des poissons deviennent une source de nourriture, en engrais naturel pour les plantes. Économie d’eau, gestion des effluents : l’aquaponie représente un modèle écologique de production. Pour que cette technologie participe de manière significative à produire des aliments, il reste de nombreux challenges tant techniques que socio-économiques.

On rencontre de plus en plus fréquemment des poulaillers dans les espaces urbains qui font parfois partie de programmes de lutte contre le gaspillage alimentaire de certaines communes. Bien qu’il reste aujourd’hui rare de rencontrer des poules en toiture, valoriser ces espaces inutilisés en zones de petits élevages en cœur de ville peut être une opportunité de relocalisation de produits animaux tout près de chez nous.

Pour en savoir plus : Fanny Provent et Paola Mugnier, Agriculture urbaine : comment aménager une toiture-terrasse, lab recherche environnement VINCI ParisTech, éditions Eyrolles.

Les coauteures présenteront ce premier guide pratique du lab recherche environnement (ed. Eyrolles) le 21 septembre 2020 à l’occasion de la Soirée du lab“Paysans des villes et fermiers verticaux”

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21 septembre 2020 17h30 - 20h30 En ligne et à Leonard:Paris (6, place du colonel Bourgoin 75012)
Une soirée d’initiation pour les agriculteurs urbains et les acteurs du BTP souhaitant intégrer les potagers urbains dans un projet de bâtiment, de quartier ou d’infrastructure.
Intervenants
Christine Aubry, Erica Dorr, Léon Garaix, Léon Garaix, Michaud Pascal, Paola Mugnier, Fanny Provent