L’agriculture verticale au Maroc :Partie 1

L’agriculture verticale, également connue sous le nom de ferme verticale ou d’agriculture en milieu clos, est une approche novatrice de la production alimentaire qui vise à cultiver des plantes dans des structures verticales, plutôt que sur des terres agricoles traditionnelles. Cette méthode révolutionnaire a émergé en réponse aux défis mondiaux tels que l’urbanisation croissante, la raréfaction des terres arables, la dégradation des sols et les contraintes liées à l’eau et à l’énergie. 

I. PRINCIPES DE L’AGRICULTURE VERTICALE

A. Systèmes de culture en hauteur

1.Tours de culture et étagères

Les tours de culture et les étagères sont deux types courants de systèmes de culture en hauteur utilisés dans l’agriculture verticale. Ces systèmes permettent d’optimiser l’utilisation de l’espace vertical en empilant les cultures les unes sur les autres.

 Tours de culture : Les tours de culture sont des structures verticales qui peuvent atteindre plusieurs mètres de hauteur. Elles sont souvent composées de modules empilables, chacun contenant plusieurs plateaux ou étagères sur lesquels les plantes sont cultivées. Les tours de culture peuvent être fabriquées en différents matériaux tels que le plastique, le métal ou le bois, et sont conçues pour maximiser l’efficacité de la culture.

Les avantages des tours de culture sont les suivants :

• Utilisation efficace de l’espace : Les tours de culture permettent de cultiver un grand nombre de plantes sur une surface réduite, ce qui est particulièrement bénéfique dans les zones urbaines où l’espace est limité.
• Contrôle environnemental : Les tours de culture offrent un contrôle précis de l’environnement, y compris de la température, de l’humidité et de l’éclairage, ce qui favorise la croissance optimale des plantes.
• Facilité de gestion : En raison de leur conception verticale, les tours de culture facilitent l’accès aux plantes pour les opérations d’entretien, de récolte et de surveillance.

Étagères : Les systèmes à étagères sont une autre approche courante de l’agriculture verticale. Ils consistent en des étagères horizontales empilées les unes sur les autres, créant ainsi plusieurs niveaux de cultures. Les étagères peuvent être aménagées dans des bâtiments spécialement conçus pour l’agriculture verticale ou dans des conteneurs d’expédition réaménagés.

Les avantages des étagères sont les suivants :

• Adaptabilité : Les étagères modulaires permettent d’ajuster facilement la configuration en fonction des besoins spécifiques des cultures.
• Flexibilité de la culture : Différents types de plantes peuvent être cultivés simultanément sur les différentes étagères, ce qui permet une diversification des cultures.
• Économie d’eau et d’espace : Les systèmes à étagères permettent une utilisation efficace de l’eau et de l’espace grâce à la collecte et à la réutilisation des eaux d’irrigation.

2.Systèmes hydroponiques et aéroponiques

Système hydroponique

Un système hydroponique est une méthode de culture sans sol dans laquelle les plantes sont cultivées dans une solution nutritive équilibrée, sans utiliser de terre. Les racines des plantes sont immergées dans la solution nutritive ou reçoivent un apport constant de cette solution par le biais d’un système d’irrigation. Voici quelques points importants concernant les systèmes hydroponiques :

• Utilisation efficace de l’eau : Les systèmes hydroponiques permettent d’économiser jusqu’à 90 % d’eau par rapport aux méthodes de culture traditionnelles en plein sol. L’eau utilisée est recyclée et réutilisée, ce qui réduit considérablement les pertes liées à l’évaporation et au drainage.
• Contrôle précis des nutriments : Dans un système hydroponique, les nutriments nécessaires à la croissance des plantes sont ajoutés directement à la solution nutritive. Cela permet un contrôle précis et ajustable des niveaux de nutriments, offrant aux plantes une alimentation équilibrée et optimale.
• Croissance rapide des plantes : Les plantes cultivées en hydroponie ont accès en permanence à l’eau, aux nutriments et à l’oxygène. Cela favorise une croissance rapide des plantes, car elles n’ont pas à investir d’énergie supplémentaire pour rechercher des nutriments dans le sol.
• Absence de mauvaises herbes et de maladies du sol : Étant donné que les plantes hydroponiques ne sont pas cultivées dans un milieu de sol traditionnel, il y a moins de risques de mauvaises herbes et de maladies du sol. Cela réduit le besoin d’utiliser des herbicides et des pesticides, rendant le système plus respectueux de l’environnement.

Il existe plusieurs types de systèmes hydroponiques couramment utilisés. Voici quelques exemples :

Système NFT (Nutrient Film Technique) : Dans un système NFT, une fine couche de solution nutritive circule en continu le long d’une pente légère. Les plantes sont placées dans des canaux inclinés, et les racines reçoivent un apport constant de la solution nutritive qui s’écoule sur les racines sous forme de film mince. Ce système favorise une absorption efficace des nutriments par les racines et offre une oxygénation adéquate.

 

Système à mèche : Dans un système à mèche, les plantes sont placées dans un matériau de culture inerte, tel que de la laine de roche ou de la fibre de coco. Une mèche est utilisée pour transporter la solution nutritive de manière capillaire jusqu’aux racines des plantes. Les racines absorbent la solution nutritive selon leurs besoins.

 

Système de culture en eau profonde (Deep Water Culture, DWC) : Dans le système DWC, les plantes sont suspendues dans un réservoir contenant une solution nutritive. Les racines sont immergées dans la solution nutritive, tandis qu’un système d’aération maintient l’oxygénation des racines. Ce système est simple à mettre en place et offre une croissance rapide des plantes.

Système à goutte à goutte : Le système à goutte à goutte est largement utilisé dans l’hydroponie. Dans ce système, une solution nutritive est distribuée aux plantes à l’aide de tuyaux et de goutteurs. Les goutteurs délivrent régulièrement de petites quantités de solution nutritive directement aux racines des plantes. Cela permet un contrôle précis des nutriments et de l’arrosage.

Exemple des différents systèmes:

 

 

Système aéroponique

Un système aéroponique est une méthode de culture sans sol dans laquelle les racines des plantes sont suspendues dans l’air, et les nutriments sont pulvérisés directement sur les racines sous forme de brume. Voici quelques points importants concernant les systèmes aéroponiques :

• Utilisation minimale de l’eau : Les systèmes aéroponiques utilisent très peu d’eau par rapport aux systèmes hydroponiques. Les racines des plantes sont exposées à une fine brume d’eau et de nutriments, ce qui permet une utilisation efficace de l’eau et réduit les pertes par évaporation.
• Croissance rapide et rendements élevés : Dans les systèmes aéroponiques, les racines des plantes reçoivent un apport constant en oxygène, ce qui favorise une croissance rapide et vigoureuse. Cela se traduit souvent par des rendements plus élevés et des cycles de culture plus courts.
• Absorption optimale des nutriments : Les nutriments pulvérisés sous forme de brume sont absorbés directement par les racines des plantes. Cette méthode permet une absorption optimale des nutriments, car les racines sont exposées à la fois à l’oxygène et aux nutriments de manière efficace.
• Économie d’espace : Les systèmes aéroponiques utilisent l’espace de manière efficace, car les racines des plantes peuvent être suspendues dans l’air. Cela permet une utilisation optimale de l’espace.

Utilisation efficace de l’espace et de la lumière

L’agriculture verticale, y compris l’hydroponie, est particulièrement efficace dans l’utilisation de l’espace et de la lumière. Voici comment ces deux aspects sont optimisés :

Utilisation efficace de l’espace :

• Cultures en hauteur : Les systèmes hydroponiques verticaux, tels que les tours de culture ou les étagères, permettent de cultiver des plantes sur plusieurs niveaux, maximisant ainsi l’utilisation de l’espace vertical. Cela permet de produire une quantité significative de cultures sur une empreinte au sol relativement réduite, ce qui est particulièrement avantageux dans les zones urbaines où l’espace est limité.
• Utilisation de l’espace non utilisé : L’agriculture verticale permet de convertir des espaces non utilisés tels que les bâtiments abandonnés, les entrepôts ou les conteneurs d’expédition en fermes verticales. Ces structures offrent une opportunité d’exploiter des espaces qui seraient autrement inexploités, augmentant ainsi la productivité globale de l’espace disponible.

Utilisation efficace de la lumière :

• Éclairage artificiel : Dans les systèmes hydroponiques en intérieur, l’éclairage artificiel est utilisé pour fournir la quantité de lumière nécessaire à la croissance des plantes. Les technologies d’éclairage LED offrent un rendement énergétique élevé et peuvent être adaptées pour émettre des longueurs d’onde spécifiques qui optimisent la photosynthèse des plantes. Cela permet de maximiser l’utilisation de la lumière et de fournir un éclairage adapté aux besoins des cultures.
• Distribution uniforme de la lumière : Dans les systèmes hydroponiques verticaux, une attention particulière est accordée à la distribution uniforme de la lumière sur toutes les couches de cultures. Des réflecteurs ou des dispositifs d’éclairage bien positionnés sont utilisés pour réduire les zones d’ombre et assurer une répartition équilibrée de la lumière sur toutes les plantes.

En optimisant l’utilisation de l’espace et de la lumière, les systèmes hydroponiques permettent une augmentation significative de la productivité par unité de surface par rapport aux méthodes traditionnelles de culture. Cela contribue à une utilisation plus efficace des ressources, à une production alimentaire accrue et à la possibilité de cultiver des cultures tout au long de l’année, indépendamment des conditions climatiques extérieures.

B. Contrôle environnemental

1.Gestion de la température, de l’humidité et de la lumière

Dans l’agriculture verticale, le contrôle précis de l’environnement est essentiel pour assurer des conditions optimales de croissance des plantes. Cela inclut la gestion de la température, de l’humidité et de la lumière. Voici comment ces aspects environnementaux sont contrôlés :

Gestion de la température :

• Systèmes de climatisation : Des systèmes de climatisation sont utilisés pour maintenir des températures appropriées à l’intérieur des structures d’agriculture verticale. Cela peut inclure le chauffage pendant les périodes froides et la réfrigération ou la ventilation pour réduire la chaleur excessive.
• Contrôle de la température ambiante : Des capteurs de température sont utilisés pour surveiller en permanence la température à l’intérieur des installations. En fonction des données recueillies, des dispositifs de contrôle tels que des climatiseurs, des chauffages ou des ventilateurs sont activés pour maintenir une plage de température optimale pour la croissance des plantes.

Gestion de l’humidité :

• Systèmes d’irrigation précis : Des systèmes d’irrigation sont utilisés pour fournir la quantité appropriée d’eau aux plantes. Des capteurs d’humidité du sol sont utilisés pour surveiller l’humidité du substrat et déclencher l’arrosage lorsque cela est nécessaire. Cela permet de maintenir un niveau d’humidité optimal pour la croissance des plantes sans risque d’excès d’humidité.
• Contrôle de l’humidité relative : Des humidificateurs ou des déshumidificateurs peuvent être utilisés pour réguler l’humidité relative de l’air. Cela est particulièrement important pour les cultures sensibles à l’humidité, afin de prévenir les problèmes de moisissure ou de pourriture.

Gestion de la lumière :

• Éclairage artificiel : Dans les systèmes d’agriculture verticale en intérieur, des systèmes d’éclairage artificiel sont utilisés pour fournir la quantité et la qualité de lumière nécessaires à la croissance des plantes. Les lampes LED sont couramment utilisées en raison de leur efficacité énergétique et de la possibilité de régler les spectres lumineux pour répondre aux besoins spécifiques des différentes cultures.
• Photopériode : Le contrôle de la durée d’exposition à la lumière est important pour certaines cultures qui nécessitent des périodes spécifiques de lumière et d’obscurité. Des minuteries ou des systèmes d’éclairage programmables sont utilisés pour simuler les cycles jour/nuit appropriés pour la croissance des plantes.

2.Contrôle des maladies et des parasites

Dans l’agriculture verticale, le contrôle des maladies et des parasites est d’une importance cruciale pour assurer la santé et la productivité des plantes. Étant donné que les cultures sont cultivées en milieu clos et souvent à haute densité, les maladies et les ravageurs peuvent se propager rapidement si des mesures appropriées ne sont pas prises. Voici comment le contrôle des maladies et des parasites est généralement effectué dans l’agriculture verticale :

Prévention :

• Hygiène stricte : Des protocoles de nettoyage et de désinfection réguliers sont mis en place pour éliminer les agents pathogènes et réduire la propagation des maladies.
• Contrôle des introductions : Des mesures strictes sont prises pour empêcher l’introduction de maladies et de ravageurs dans les installations agricoles, par exemple en contrôlant l’entrée de personnel, de matériel et de plantes.

Surveillance :

• Surveillance constante : Des systèmes de surveillance sont utilisés pour détecter précocement les signes de maladies ou d’infestations de ravageurs. Cela peut inclure l’inspection visuelle régulière des plantes, l’utilisation de capteurs pour détecter les changements de croissance ou d’autres signaux d’alerte précoce.

Contrôle biologique :

• Utilisation d’organismes bénéfiques : Des prédateurs naturels ou des organismes bénéfiques, tels que des insectes prédateurs ou des microorganismes bénéfiques, peuvent être introduits pour lutter contre les ravageurs et les maladies. Cela favorise une approche écologique et réduit la dépendance aux pesticides chimiques.

Traitement ciblé :

• Utilisation de pesticides : Lorsque des problèmes de maladies ou de ravageurs se produisent, des pesticides biologiques ou chimiques spécifiques peuvent être utilisés de manière ciblée pour contrôler les organismes nuisibles. Cependant, cela est généralement considéré comme une mesure de dernier recours en raison de l’accent mis sur des approches plus durables et respectueuses de l’environnement.

Rotation des cultures :

• Rotation des cultures : La rotation des cultures est pratiquée pour éviter la propagation de maladies spécifiques aux plantes et réduire la pression des ravageurs. En alternant les types de cultures, les pathogènes spécifiques à une culture peuvent être réduits, ce qui contribue à maintenir la santé des plantes.

3.Utilisation rationnelle de l’eau et des nutriments

Dans l’agriculture verticale, l’utilisation rationnelle de l’eau et des nutriments est une priorité pour assurer une production durable et efficiente. Voici comment cela est généralement réalisé :

Systèmes de recirculation de l’eau :

Les systèmes hydroponiques et aéroponiques utilisent des systèmes de recirculation de l’eau, ce qui permet de réutiliser l’eau plusieurs fois avant son remplacement. L’eau non absorbée par les plantes est collectée, filtrée et renvoyée dans le système d’irrigation. Cela réduit considérablement la consommation d’eau par rapport aux méthodes traditionnelles de culture en plein sol.

Irrigation précise :

Les systèmes d’irrigation sont conçus pour fournir la quantité d’eau nécessaire aux plantes de manière précise. Des capteurs d’humidité du sol sont utilisés pour surveiller le niveau d’humidité et déterminer le moment optimal pour l’irrigation. Cela permet d’éviter le gaspillage d’eau en fournissant uniquement la quantité d’eau nécessaire.

Solutions nutritives équilibrées :

Les solutions nutritives utilisées dans les systèmes hydroponiques sont spécialement formulées pour répondre aux besoins nutritionnels des plantes. Les nutriments essentiels, tels que l’azote, le phosphore et le potassium, sont présents dans des concentrations équilibrées. Cela permet aux plantes de recevoir les nutriments nécessaires à leur croissance sans gaspillage excessif.

Réutilisation des nutriments :

Les systèmes hydroponiques et aéroponiques permettent de recueillir et de réutiliser les nutriments non absorbés par les plantes. La solution nutritive non utilisée est collectée, filtrée et réintroduite dans le système, minimisant ainsi les pertes de nutriments et maximisant leur utilisation.

Contrôle de l’apport en nutriments :

Les systèmes hydroponiques permettent un contrôle précis de l’apport en nutriments. Les concentrations de nutriments dans la solution nutritive peuvent être ajustées en fonction des besoins spécifiques des plantes à différents stades de croissance. Cela permet d’éviter le surdosage ou la sous-dosage des nutriments, optimisant ainsi leur utilisation.

En combinant ces pratiques, l’agriculture verticale vise à minimiser la consommation d’eau et de nutriments tout en fournissant aux plantes ce dont elles ont besoin pour une croissance saine. Cela permet d’améliorer l’efficacité de l’utilisation des ressources, de réduire le gaspillage et de promouvoir une production agricole durable et respectueuse de l’environnement.

II.FABRICATION D’UN SYSTÈME HYDROPONIQUE

La fabrication d’un système hydroponique peut varier en fonction de la taille et du type de culture que vous souhaitez réaliser. Voici un guide général pour fabriquer un petit système hydroponique NFT (Nutrient Film Technique) pour quelques plantes à partir de matériaux courants :

Matériaux nécessaires :

1. Plateau de culture : Vous pouvez utiliser une planche en plastique ou en polystyrène expansé, sur laquelle vous percerez des trous pour les pots de plantes.
2. Pots de culture : Utilisez des pots en plastique ou en filet pour contenir les plantes et les substrats (comme de la laine de roche, de la perlite ou de la vermiculite) dans les trous du plateau de culture.
3. Pompe à eau : Une petite pompe submersible pourra circuler l’eau dans le système.
4. Réservoir d’eau : Un réservoir en plastique, d’une taille appropriée en fonction de la taille de votre système, pour contenir l’eau et la solution nutritive.
5. Tuyaux et raccords : Tuyaux en plastique ou en PVC, ainsi que des raccords pour connecter la pompe et relier les différents éléments du système.
6. Solution nutritive : Achetez ou préparez une solution nutritive équilibrée pour alimenter les plantes en nutriments.

Étapes de fabrication :

1. Préparez le plateau de culture : Percez des trous dans le plateau de culture pour insérer les pots de culture. Assurez-vous que les trous sont suffisamment grands pour permettre aux racines des plantes de pousser à travers.
2. Installez la pompe et le réservoir : Placez la pompe submersible dans le réservoir d’eau. Assurez-vous que la pompe est suffisamment puissante pour faire circuler l’eau à travers les tuyaux et les pots de culture.
3. Montez les tuyaux : Connectez les tuyaux à la sortie de la pompe et dirigez-les vers le plateau de culture. Vous pouvez utiliser des raccords pour ajuster la direction du flux d’eau.
4. Placez les pots de culture : Insérez les pots de culture dans les trous du plateau. Remplissez les pots avec le substrat choisi (laine de roche, perlite, etc.) et placez-y les plantes.
5. Remplissez le réservoir d’eau : Remplissez le réservoir d’eau avec la solution nutritive préparée.
6. Mettez en marche la pompe : Allumez la pompe pour faire circuler l’eau et la solution nutritive à travers les tuyaux et dans les pots de culture.
7. Surveillez et entretenez : Surveillez régulièrement le système hydroponique pour vous assurer que la pompe fonctionne correctement et que les niveaux d’eau et de solution nutritive sont adéquats. Vérifiez également l’état des plantes pour détecter tout signe de problème.

Cette méthode est un exemple de système hydroponique relativement simple et peut être adaptée en fonction de vos besoins et de vos ressources. N’oubliez pas que le succès de votre système hydroponique dépendra de la qualité de la solution nutritive, du contrôle de l’environnement (température, humidité, lumière), et de l’attention accordée aux besoins spécifiques des plantes que vous cultivez.

Pour entrer plus dans les détails sur les avantages de l’agriculture et son application au Maroc; rendez-vous au prochain article: L’agriculture verticale :Partie 2