L’agriculture verticale a longtemps été présentée comme une solution miracle pour nourrir les mégapoles tout en réduisant leur empreinte environnementale. Mais derrière les promesses high-tech, la réalité est contrastée. Entre des succès spectaculaires en Asie et des faillites retentissantes en Europe et aux États-Unis, le modèle cherche encore sa voie.

L’agriculture verticale repose sur une idée simple : produire en intérieur et hors-sol, dans des milieux totalement contrôlés, y compris la lumière, la température, l’humidité et les nutriments, sur de vastes étagères en hauteur, au cœur des villes. À première vue, ses avantages paraissent irrésistibles. Sans pesticides, ce mode de culture consomme jusqu’à 90 % d’eau en moins grâce au recyclage – notamment l’hydroponie – et peut fonctionner 365 jours par an, avec un rendement élevé, sans dépendre des caprices du climat. Il offre ainsi la promesse d’une production fraîche et locale, directement connectée aux circuits courts.

Cet horizon a suscité un engouement mondial. Le Japon, avec la société Spread, a automatisé la production de salades indoor sur de vastes étagères, dans des univers aseptisés, à l’échelle industrielle. Singapour a inscrit les fermes verticales au cœur de son objectif « 30 by 30 », visant à couvrir localement 30 % de ses besoins alimentaires d’ici à 2030. Les pays du Golfe, comme les Émirats arabes unis et le Koweït, confrontés à la rareté des terres arables, y voient un outil stratégique alors que, aux États-Unis, des start-up ont levé des centaines de millions de dollars sur la base d’une vision d’un futur alimentaire ultratechnologique. Mais des échecs cuisants mettent aussi en évidence les limites du modèle, qui peu à peu tente de se réinventer pour y répondre.

Les ingrédients du succès

Les fermes verticales qui fonctionnent vraiment partagent un point commun : elles naissent dans des contextes où elles répondent à un besoin structurel. Dans les régions où la terre est rare, chère ou aride, la production en hauteur – ou à la verticale – répond efficacement aux contraintes géographiques.

À Singapour ou à Dubaï, par exemple, l’État joue un rôle déterminant en soutenant financièrement les infrastructures, en réduisant les risques d’investissement et en intégrant ces technologies dans les stratégies alimentaires nationales.

La réussite de ces modèles tient aussi à leur insertion dans les dynamiques locales. En effet, à Dubaï, les fermes verticales ne se contentent pas de produire, mais contribuent également à la sécurité alimentaire, à la formation technique, à l’emploi qualifié et à la sensibilisation des citoyens.

L’île-ville de Singapour s’appuie par ailleurs sur des technologies hydroponiques et aéroponiques avancées, avec des tours agricoles intégrés au bâti urbain. Ceci illustre l’adaptation de l’agriculture aux contraintes foncières et urbaines. Les progrès technologiques, notamment l’éclairage LED à haut rendement, l’automatisation poussée et l’IA permettant d’optimiser la croissance des plantes, améliorent la performance des modèles les mieux conçus.

Malgré des défis (coûts énergétiques, fragilité économique), ces fermes continuent aujourd’hui d’être considérées comme un « modèle d’avenir » pour des villes-États densément peuplées, ce qui montre que l’initiative s’inscrit dans une politique de long terme plutôt qu’à titre de simple effet de mode.

Coût, énergie et dépendance au capital-risque

Malgré ces succès, de nombreux projets ont échoué et révélé les fragilités d’un modèle bien moins robuste qu’il y paraît.

Le premier obstacle est énergétique. Éclairer, climatiser et faire fonctionner une installation entièrement contrôlée demande une quantité importante d’électricité, ce qui rend l’activité coûteuse et parfois peu écologique lorsque l’énergie n’est pas décarbonée.

Le second obstacle est économique : les marges sur les herbes aromatiques ou les salades sont faibles, et le modèle dépend souvent du capital-risque plutôt que de revenus stables. C’est ce qui a précipité les difficultés d’Infarm en Europe et d’AeroFarms aux États-Unis.

Certaines fermes se sont également retrouvées déconnectées des besoins alimentaires locaux, produisant des volumes ou des produits qui ne répondaient pas aux attentes des territoires. Le modèle, mal ancré localement, devient alors vulnérable à la moindre fluctuation des marchés financiers ou énergétiques.

De nouveaux modèles en développement

Face à ces limites, une nouvelle génération de projets émerge, cherchant à combiner technologie, intégration et demande urbaine au moyen de modèles de microfermes verticales adossées à des supermarchés, garantissant la fraîcheur, la visibilité et une réduction des coûts logistiques.

D’autres initiatives explorent les synergies énergétiques, en couplant production alimentaire et récupération de chaleur de data centers, en développant des serres photovoltaïques ou en utilisant des réseaux de chaleur urbains.

Les fermes verticales évoluent aussi vers des fonctions plus pédagogiques et démonstratives : même après sa faillite, une partie du modèle Infarm continue d’inspirer des fermes urbaines où la production sert autant à sensibiliser les citoyens qu’à fournir des produits frais. Ces approches hybrides témoignent d’une maturité croissante du secteur, qui privilégie moins la production de masse que la pertinence territoriale.

Vers une agriculture verticale plus durable ?

Pour devenir un levier crédible de la transition alimentaire, l’agriculture verticale doit clarifier sa finalité. Produire davantage ne suffit pas : il s’agit de contribuer à la résilience alimentaire des villes, d’offrir une complémentarité avec les agricultures urbaines plus « horizontales », telles que les toits productifs, les ceintures maraîchères ou les jardins partagés, et de s’inscrire dans les politiques alimentaires territoriales.

En particulier, les projets alimentaires territoriaux (PAT) peuvent, par leur ambition, fédérer les différents acteurs du territoire autour de l’alimentation. Ils jouent un rôle clé pour intégrer ces dispositifs de manière cohérente, en les articulant avec les enjeux de nutrition, d’accessibilité, de distribution et d’éducation. L’agriculture verticale ne deviendra durable que si elle est pensée dans une logique systémique, sobre sur le plan énergétique, ancrée localement et compatible avec les objectifs climatiques.

Loin d’être la panacée, elle est en revanche un laboratoire d’innovation. Là où elle réussit, c’est parce qu’elle s’inscrit dans une vision systémique de la transition alimentaire, combinant technologie, gouvernance territoriale et sobriété énergétique. Son avenir dépendra moins de la hauteur des tours que de la manière dont elle s’imbrique dans les territoires et contribue à renforcer la capacité des villes à se nourrir face aux crises climatiques et géopolitiques.

Marie Asma Ben-Othmen ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

La phytoremédiation est une technique de dépollution naturelle fondée sur l’utilisation de plantes pour gérer différents polluants présents dans les sols. Prometteuse, mais encore expérimentale, cette méthode est testée sous plusieurs modalités par des scientifiques à Uckange, en Moselle, sur la friche d’une ancienne usine sidérurgique.

À l’échelle de l’Europe, 62 % des sols sont aujourd’hui considérés comme dégradés, selon l’Observatoire européen des sols – EUSO. L’enjeu est de taille : les sols, que nous avons longtemps réduits à un rôle de simple support, jouent en réalité de très nombreuses fonctions pour le vivant. Celles-ci sont traduites en services écosystémiques rendus à l’humain : fourniture d’aliments, de fibres, de combustibles, pollinisation, régulation du climat ou encore la purification de l’eau, etc.

Ces biens et services, que nos sols dégradés ne fournissent plus correctement, engendrent notamment une baisse de la production agricole et de la qualité des aliments et de l’eau. Parmi les causes de cette dégradation figurent en bonne place les pollutions d’origine anthropique. Par exemple, l’utilisation de produits phytosanitaires, d’hydrocarbures (stations-service) ou encore pollutions industrielles.

Les polluants peuvent engendrer des problématiques de santé publique et tendent à se propager dans l’environnement, dans les sols, mais aussi, sous certaines conditions, vers les eaux et dans la chaîne alimentaire. Leur élimination est donc cruciale. Pour agir au niveau du sol, il existe trois grandes catégories de traitements : physiques, chimiques et biologiques. La sélection s’opère en fonction de différents paramètres, comme l’hétérogénéité et les teneurs en contaminants, l’étendue de la pollution, l’encombrement du site, les contraintes de temps, le bilan carbone de l’opération ou encore l’acceptabilité du projet par les riverains.

De plus en plus de projets de recherche explorent les traitements biologiques fondés sur la phytoremédiation : la dépollution par des plantes.

C’est notamment le cas à Uckange, en Moselle, où un ancien site sidérurgique est devenu un laboratoire à ciel ouvert permettant de tester ces méthodes, à travers une initiative portée par la Communauté d’agglomération du Val de Fensch en partenariat avec l’Université de Lorraine, l’Inrae et le Groupement d’intérêt scientifique requalification des territoires dégradés : interdisciplinarité et innovation (Gifsi).

Les vertus de la phytoremédiation

Commençons par expliquer ce que l’on entend par « phytoremédiation ».

Il s’agit de sélectionner des végétaux appropriés qui vont, via leurs systèmes racinaires et parfois leurs parties aériennes, permettre de dégrader les polluants organiques (phyto et/ou rhizodégradation), d’extraire les polluants minéraux (phytoextraction), de les stabiliser dans les sols afin d’éviter une mobilité et/ou une biodisponibilité (phytostabilisation) ou même de les volatiliser pour certains d’entre eux (phytovolatilisation).

Le choix des espèces végétales va dépendre, entre autres, des caractéristiques physico-chimiques du sol (potentiel agronomique, contaminant ciblé et teneur), du climat et de leurs capacités à être maîtrisées (non envahissante). Pour ce projet, leurs potentiels de valorisation à la suite de l’action de dépollution ont également été pris en compte.

Certaines plantes sont par ailleurs particulièrement intéressantes pour leur capacité à dépolluer le sol de plusieurs éléments à la fois : le tabouret bleu (Noccaea caerulescens), par exemple, peut extraire d’importantes quantités de zinc, mais aussi de cadmium et de nickel.

Le miscanthus géant (Miscanthus x giganteus) stimule, quant à lui, la microflore du sol pour dégrader les hydrocarbures totaux ou les hydrocarbures aromatiques polycycliques.

L’association de la luzerne (Medicago sativa) à la fétuque élevée (Festuca arundinacea) permet en parallèle, grâce à la microflore du sol, l’élimination de plusieurs molécules de polychlorobiphényles

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La friche d’Uckange, laboratoire à ciel ouvert

Le parc U4, à Uckange, est un ancien site sidérurgique multicontaminé. Il est également classé à l’inventaire supplémentaire des monuments historiques.

Depuis quelques années, une initiative baptisée les jardins de transformation – accessible au public lors de visites guidées – a pour objectif de tester différentes modalités de phytoremédiation. Sur deux hectares de ce site qui en compte douze – les scientifiques explorent la dépollution par les plantes, en association avec des microorganismes présents dans les sols et qui participent également à ce processus de décontamination.

Quand cela était possible, une première phase d’essai en laboratoire a été menée avant l’implantation sur site. Il s’agissait d’expérimentations sous conditions contrôlées (température, humidité, luminosité avec des cycles jour-nuit). L’objectif était de sélectionner les espèces végétales potentielles candidates à un usage pour la phytoremédiation. Après la validation de cette phase en laboratoire, des essais en conditions réelles ont été mis en place.

Depuis 2022, différentes modalités de phytoremédiation sont testées au travers des jardins de transformation. Ce site, qui est contaminé à la fois en éléments traces métalliques (cuivre, zinc, nickel, chrome…) et en polluants organiques (hydrocarbures totaux, hydrocarbures aromatiques polycycliques), accueille, pour le moment, 7 modalités, toutes en co-culture.

Par exemple, des jardins-forêts ont été installés sur trois parcelles du site, représentant environ 750 m². Une vingtaine d’espèces végétales comestibles de différentes strates (arbres, arbustes, herbacées, légumes racines, lianes) ont été installées afin de tester la capacité de ces associations végétales à dépolluer les sols. De quoi récolter des informations précieuses à l’avenir sur l’éventuel transfert des polluants du sol vers les parties comestibles de ces plantes, qui n’a pas encore été étudié.

Les espèces végétales présentes naturellement sur le site sont également suivies afin de comprendre le mode de recolonisation de ces espaces dégradés et estimer l’implication des 200 plantes identifiées dans l’amélioration de la qualité des sols et la dépollution.

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Associer plantes d’extraction et de dégradation

Une autre originalité du projet est d’associer, pour la première fois, des procédés de phytoextraction et de phyto/rhizodégradation. Jusqu’à présent, seule une espèce végétale capable de traiter un contaminant était mise en place sur un sol. Ici, nous misons sur des co-cultures de végétaux. L’enjeu est d’améliorer l’efficacité de dépollution, mais aussi les fonctions du sol (qualité agronomique, biodiversité, stockage carbone).

L’innovation réside, ici, dans l’association de Miscanthus x giganteus, qui favorise la dégradation des molécules organiques, avec des espèces de la famille des Brassicaceae capables d’extraire les éléments traces métalliques.

Pour chacune des phases et pour tester l’efficience des processus en conditions réelles, des analyses sur le sol, en amont et après les cycles de cultures, sont réalisées dans le but d’évaluer :

• la diminution des teneurs en contaminants,

• l’amélioration de la qualité agronomique,

• et l’augmentation de la biodiversité microbienne.

La biomasse végétale produite sur site est également caractérisée afin d’estimer son application dans les processus de dépollution (notamment la phytoextraction) et d’évaluer la possibilité de valorisation de cette matière première produite sur site dégradé.

Les premiers résultats seront publiés dans les prochains mois.

Bénéfices collatéraux de la phytoremédiation

Notre approche va au-delà de la remédiation des sols : la présence de ces différents organismes vivants aura d’autres effets bénéfiques.

Ces multiples espèces permettent d’améliorer la qualité des sols. En effet, cela augmente sa teneur en matière organique et fournit davantage d’éléments nutritifs, en améliorant l’efficacité du recyclage dans les cycles biogéochimiques. Cela participe aussi à la modification de la structure du sol et à la réduction de l’érosion, et in fini à l’amélioration des rendements et de la qualité des biomasses produites. On peut également noter l’augmentation de la taille des communautés microbienne et de la diversité des microorganismes.

Ceci a déjà été démontré en système agricole, l’idée est désormais de déterminer si les mêmes effets seront détectés sur des sols dégradés. Cette démarche participe également à la lutte contre le changement climatique car elle améliore le stockage du carbone par les sols, ainsi qu’à la régulation des ravageurs et à la pollinisation des cultures sur site, par l’augmentation de la biodiversité animale.

En outre, ce laboratoire à ciel ouvert permet non seulement de tester différentes modalités de phytoremédiation sans être soumis à des contraintes de temps, mais aussi d’obtenir, grâce à ses surfaces importantes, suffisamment de biomasse végétale pour vérifier la possibilité de valoriser les plantes cultivées pour d’autres usages (par exemple, paillage, compost, production d’énergie, produits biosourcés…), une fois leur action dépolluante terminée.

Sonia Henry a reçu des financements de la Communauté d'Agglomération du Val de Fensch et de l'Institut Carnot Icéel

Près de huit Français sur dix vivent à proximité d’une friche polluée. Malgré les opérations de dépollution, les politiques de reconversion et l’objectif zéro artificialisation nette (ZAN), plusieurs milliers de sites restent à l’abandon. Entre incertitudes techniques, coûts de dépollution cachés et mémoire collective, la confiance des habitants reste difficile à restaurer.

Vous vivez peut-être, sans le savoir, à proximité d’une friche polluée : c’est le cas de près de huit Français sur dix. Malgré les politiques de reconversion engagées ces dernières années, notamment dans le cadre de France Relance (2020-2022) et des dispositifs mis en place par l’Agence de la transition écologique (Ademe), ces friches existent toujours. Selon les données de l’inventaire national Cartofriches, plus de 9 000 friches sont encore en attente de projets de reconversion en France en 2026.

Anciennes usines, décharges, casernes militaires, zones portuaires ou ferroviaires, mais aussi hôpitaux, écoles ou équipements de services… Les friches sont, par nature, très diverses. Elles sont majoritairement héritées de notre passé industriel. Mais certaines concernent des activités de services actuelles qui ont été implantées sur d’anciens terrains industriels déjà contaminés, comme l’illustre l’ancien site Kodak à Vincennes (Val-de-Marne).

Au-delà de leur emprise physique, certaines friches ont marqué durablement les territoires et les mémoires collectives. Certains noms sont aujourd’hui associés à des pollutions persistantes, voire à des crises sociales, comme Métaleurop, Péchiney, Florange ou encore AZF.

Ces sites abandonnés, bâtis ou non, mais nécessitant des travaux avant toute réutilisation font l’objet de transformations variées : logements, jardins, bureaux, centres commerciaux ou espaces culturels, à l’instar de la friche de la Belle-de-Mai dans le 3ᵉ arrondissement de Marseille. À l’heure où la France s’est engagée vers l’objectif zéro artificialisation nette (ZAN), la reconversion des friches est un enjeu majeur pour les territoires afin de limiter l’étalement urbain et promouvoir l’attractivité des territoires.

Pourtant, malgré les opérations de dépollution, beaucoup peinent à retrouver un usage. Pourquoi ? Parce que dépolluer un sol ne suffit pas à effacer un passé ni à restaurer la confiance des habitants.

Dépolluer : une étape indispensable mais complexe

Avant d’être réaménagée, une friche polluée fait l’objet de diagnostics des sols qui débouchent le plus souvent sur l’élaboration d’un plan de gestion. Ce document définit les mesures nécessaires pour rendre le site compatible avec l’usage envisagé : excavations des terres polluées, confinement sous des dalles ou des enrobés, gestion des eaux, surveillance dans le temps, ou encore restrictions d’usage.

Son contenu dépend de l’usage futur. Transformer une friche en entrepôt logistique n’implique pas les mêmes exigences que la création d’une école. Plus l’usage est dit « sensible » et plus les exigences sanitaires sont élevées. En France, la dépollution ne vise donc pas à un retour à un sol totalement exempt de pollution. Elle repose sur un arbitrage entre pollution résiduelle, exposition potentielle et usages futurs.

À cela s’ajoute une réalité souvent sous-estimée : le coût de la dépollution est très variable et est rarement connu avec précision dès le départ.

Selon les caractéristiques du site, les polluants, leur profondeur et les usages envisagés, les coûts peuvent devenir exponentiels. En cas de découvertes fortuites (amiante caché dans des remblais ou concentrations en métaux lourds plus élevées que prévu), le plan de gestion est modifié. Autrement dit, dépolluer est souvent simple sur le papier, mais beaucoup plus incertain dans la réalité, avec potentiellement des coûts cachés.

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Le stigmate, angle mort de la reconversion

Cette incertitude technique n’est pas sans effet sur la perception des habitants, qui voient parfois ressurgir au fil des travaux les traces d’un passé que l’on pensait maîtriser. Même après des travaux conformes aux normes, de nombreuses friches peinent à attirer habitants, usagers ou investisseurs.

C’est ce que l’on appelle « l’effet de stigmate ». Un site reste associé à son passé, à des pollutions médiatisées ou à des crises sanitaires et sociales qui ont marqué les esprits.

Autrement dit le passé continue de se conjuguer au présent. Le sol est assaini, mais la mémoire collective, elle, ne l’est pas. Pour filer la métaphore, la friche devient un présent imparfait : juridiquement réhabilitée, mais symboliquement suspecte. Ce stigmate a des effets concrets : inoccupations ou sous-utilisations prolongées et oppositions locales, par exemple.

Pour objectiver cette défiance, nous avons mené une enquête auprès de 803 habitants vivant à proximité d’une friche polluée, répartis dans 503 communes françaises. Les résultats sont sans appel : près de 80 % des personnes interrogées se déclarent insatisfaites de la manière dont sont gérées et reconverties les friches polluées en France.

Cette insatisfaction est plus forte parmi les personnes percevant les sols comme fortement contaminés ayant déjà été confrontées à des situations de pollution ou exprimant une faible confiance dans les actions de l’État. Elles se déclarent également plus réticentes à utiliser ou à investir les sites une fois réhabilités.

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Un décalage entre gestion technique et perceptions

Ces résultats révèlent un décalage entre la gestion technique des friches et la manière dont elles sont perçues par les habitants. Sur le plan réglementaire, un site peut être déclaré compatible avec l’usage prévu, mais sur le plan social, il peut rester perçu comme risqué.

Plusieurs mécanismes expliquent ce décalage.

• Le premier tient à l’invisibilité de la pollution des sols. Contrairement à un bâtiment délabré, un sol dépollué ne se voit pas, ce qui peut alimenter le doute.

• La mémoire collective joue également un rôle central. Les friches polluées sont souvent associées à un passé industriel lourd, parfois marqué par des scandales sanitaires ou des crises sociales qui laissent des traces durables dans les représentations.

• Enfin, le manque d’information peut renforcer la suspicion. Les notions de pollution résiduelle ou de plan de gestion peuvent en effet être difficiles à appréhender pour les non-spécialistes. Or, lorsqu’une pollution n’est pas totalement supprimée, le message peut être mal compris et perçu comme un danger dissimulé.

Ainsi, même si les solutions techniques sont solides, le stigmate persiste. Pourtant, sans confiance des populations, point de reconversion durable.

Ces résultats soulignent un point essentiel : la reconversion des friches polluées ne repose pas uniquement sur la qualité des travaux de dépollution. Elle dépend tout autant de la capacité à instaurer un climat de confiance. Cela suppose une information claire, transparente et accessible, expliquant non seulement ce qui a été fait, mais aussi ce qui reste en place et pourquoi. Cela implique d’associer les riverains aux projets, en amont, afin qu’ils ne découvrent pas les transformations une fois les décisions prises. Enfin, cela nécessite de reconnaître le poids du passé et de la mémoire locale, plutôt que de chercher à l’effacer.

Dans un contexte de zéro artificialisation nette (ZAN), les friches polluées constituent une opportunité foncière. Mais sans prise en compte des dimensions sociales et symboliques, les solutions techniques, aussi performantes soient-elles, risquent fort de rester insuffisantes. Dépolluer les sols est indispensable. Instaurer ou restaurer la confiance des habitants l’est tout autant.

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L'enquête détaillée dans l'article a été financée par l'Université de Montpellier.

Marjorie Tendero a reçu un co-financement de sa thèse en sciences économiques par l'ADEME et la Région Pays de la Loire (2014-2017).