En quoi consiste une agriculture hors-sol ou hydroponique ?

Le mode de culture hors-sol a déjà existé depuis de nombreux siècles, cette pratique était appliquée par les Aztèques. Si le terme hydroponie est utilisé à compter des années 30, cette technique de production hors-sol est actuellement développée auprès des projets immobiliers en zone urbaine. Le but est de donner place à un espace de végétalisation dans les villes. Focus sur l’agriculture hors-sol ou hydroponique.

Définition et principes de l'agriculture hors-sol

L'agriculture hors-sol, également appelée hydroponie, est une technique de culture innovante qui permet de faire pousser des plantes sans avoir recours à la terre. Bien qu'elle soit de plus en plus populaire aujourd'hui, notamment en milieu urbain, cette méthode trouve ses origines il y a plusieurs siècles dans différentes cultures à travers le monde.

Définition et principes de l'hydroponie

L'hydroponie consiste à cultiver des plantes en remplaçant le sol par un substrat inerte et stérile, comme du sable, des billes d'argile ou de la fibre de coco. Les racines sont alimentées directement en eau et en nutriments essentiels à la croissance des végétaux. Cette technique permet un contrôle précis des conditions de culture et une accélération du développement des plantes.

Origines historiques et culturelles

Bien avant l'apparition du terme "hydroponie" dans les années 1930, certaines civilisations pratiquaient déjà des formes de culture hors-sol :

• Les Aztèques cultivaient des jardins flottants appelés "chinampas" sur les lacs de la vallée de Mexico
• En Chine, des techniques millénaires de culture sur gravier étaient employées
• Les peuples des hauts lacs d'Asie comme les Intha cultivaient leurs potagers à la surface de l'eau

Différents systèmes hydroponiques

Il existe plusieurs types de systèmes de culture hors-sol, adaptés à différents besoins et contextes :

• Hydroponie : les plantes poussent sur un substrat neutre régulièrement irrigué d'une solution nutritive, sans aucun contact avec la terre
• Aéroponie : les racines sont suspendues dans l'air et régulièrement brumisées d'eau enrichie en nutriments
• Culture sur substrat : utilisation de supports inertes variés comme la laine de roche, la perlite, les billes d'argile ou la fibre de coco

Quel que soit le système, le principe reste le même : apporter aux racines tous les éléments nécessaires à la croissance optimale des plantes, dans un environnement contrôlé permettant de s'affranchir des contraintes du sol. L'agriculture hors-sol ouvre ainsi de nouvelles perspectives pour une production végétale plus durable et adaptée aux défis actuels.

Avantages de l'agriculture hors-sol

L'agriculture hors-sol présente de nombreux avantages par rapport à l'agriculture traditionnelle en termes d'économies d'eau, de contrôle des nutriments, de réduction des pesticides et de protection de l'environnement. Ces bénéfices en font une solution d'avenir pour nourrir une population mondiale croissante de manière durable.

Une technique économe en eau

L'un des principaux avantages de l'hydroponie est sa capacité à réduire drastiquement les besoins en eau par rapport aux cultures en plein champ. Les systèmes hydroponiques permettent de faire circuler et de réutiliser l'eau en circuit fermé, limitant ainsi les pertes par évaporation et infiltration dans le sol. Des études ont montré que l'hydroponie pouvait économiser jusqu'à 70% d'eau par rapport à l'agriculture conventionnelle¹. Par exemple, pour produire 1 kg de tomates, il faut environ 400 litres d'eau en plein champ contre seulement 70 litres en hydroponie². Dans les régions arides ou soumises à des sécheresses récurrentes, cette technique représente donc une solution prometteuse pour préserver les ressources en eau.

Un contrôle optimal de la nutrition des plantes

Un autre atout majeur de la culture hors-sol est la possibilité de contrôler précisément les apports en nutriments et le pH de la solution nutritive. Contrairement au sol, dont la composition peut varier, le substrat utilisé en hydroponie est inerte. Cela permet d'adapter l'alimentation en fonction des besoins spécifiques de chaque plante et de son stade de développement. Ce pilotage de la nutrition, associé à des conditions de température et d'hygrométrie maîtrisées, favorise une croissance rapide et homogène des cultures. Les rendements peuvent ainsi être augmentés de 20 à 25% par rapport au plein champ³. La qualité des productions est également améliorée, avec des fruits et légumes plus savoureux et riches en éléments nutritifs.

Moins de pesticides pour une agriculture plus saine

En se passant de sol, l'hydroponie permet de s'affranchir de nombreux problèmes liés aux ravageurs et aux maladies d'origine tellurique. L'absence de contaminations par les pathogènes du sol réduit ainsi le recours aux traitements phytosanitaires. De plus, la culture hors-sol se prête bien à la lutte biologique, qui consiste à introduire des insectes auxiliaires (coccinelles, chrysopes...) pour combattre les nuisibles. Cette approche naturelle limite encore davantage l'usage de pesticides de synthèse. Au final, l'hydroponie produit des aliments plus sains pour le consommateur et respectueux de l'environnement.

Des bénéfices environnementaux multiples

Au-delà des économies d'eau et de la réduction des intrants chimiques, la culture hors-sol apporte d'autres bénéfices écologiques :

• Préservation des sols : en délocalisant les cultures, l'hydroponie évite l'épuisement et la dégradation des terres arables. Elle contribue ainsi à enrayer l'érosion des sols, en particulier dans les zones vulnérables.
• Protection de la biodiversité : l'abandon des herbicides permet le maintien d'une flore spontanée, qui sert de refuge et de source de nourriture pour de nombreux insectes pollinisateurs et auxiliaires. Les fermes aquaponiques associant productions végétales et pisciculture favorisent également la biodiversité.
• Circuits courts : l'hydroponie s'adapte bien à un déploiement en milieu urbain ou périurbain, au plus près des consommateurs. En réduisant les distances de transport, elle limite les émissions de CO2 liées à l'acheminement des produits.

Critères	Hydroponie	Plein champ
Consommation d'eau (L/kg tomate)	70	400
Rendements (vs plein champ)	+20 à 25%	-
Utilisation de pesticides	Réduite	Élevée

L'agriculture hors-sol hydroponique offre de nombreux avantages tant sur le plan agronomique qu'environnemental. Face aux défis du changement climatique et de la raréfaction des ressources, cette technologie apparaît comme une alternative crédible pour construire les systèmes alimentaires durables de demain.

Rendements et productivité

L'agriculture hors-sol, et plus spécifiquement l'hydroponie, est reconnue pour ses rendements exceptionnels comparés à l'agriculture traditionnelle en pleine terre. Cette productivité accrue est l'un des arguments majeurs en faveur du développement de cette technique de culture innovante.

Des rendements 15 à 20 fois supérieurs

Selon plusieurs études, les cultures hydroponiques permettent d'obtenir des rendements 15 à 20 fois supérieurs à ceux obtenus avec les méthodes classiques de culture en sol. Cette performance s'explique par un contrôle optimal des conditions de croissance des plantes (apport en eau et nutriments, température, lumière), ainsi que par l'absence de stress lié aux aléas climatiques ou aux maladies du sol. Voici quelques exemples concrets illustrant ces gains de productivité :

• Sur une surface de 1m², il est possible de produire 9 salades en pleine terre, contre 52 avec un système de colonnes hydroponiques.
• Une serre hydroponique de 1 hectare peut générer une production équivalente à celle de 10 à 20 hectares de culture traditionnelle.
• Les rendements en tomates cultivées hors-sol atteignent couramment 50 à 100 kg/m², soit 5 à 10 fois plus qu'en plein champ.

Une large gamme de cultures adaptées

Si les légumes feuilles (salades, épinards, etc.) et les plantes aromatiques figurent parmi les cultures les plus répandues en hydroponie, cette technique s'applique avec succès à de nombreuses autres espèces :

• Légumes-fruits : tomates, poivrons, aubergines, concombres...
• Légumes-racines : carottes, radis, navets...
• Petits fruits : fraises, framboises, myrtilles...
• Herbes aromatiques : basilic, persil, coriandre, menthe...

Certains fruits comme les pommes ou les poires, ainsi que les pommes de terre, restent cependant difficiles à produire en hydroponie à l'heure actuelle.

Des cultures toute l'année

Contrairement à l'agriculture traditionnelle soumise aux saisons et aux aléas climatiques, l'hydroponie en environnement contrôlé (serres, containers) permet de produire toute l'année. Cet avantage est particulièrement intéressant pour approvisionner les marchés en produits frais locaux, y compris en hiver, et réduire ainsi la dépendance aux importations.

Culture	Rendement en pleine terre (kg/m²)	Rendement en hydroponie (kg/m²)
Tomate	5 - 10	50 - 100
Salade	2 - 3	30 - 40
Fraise	1 - 2	8 - 12

Ces performances remarquables en termes de productivité et de régularité font de l'hydroponie un levier majeur pour répondre aux défis alimentaires de demain, dans un contexte de raréfaction des terres arables et de croissance démographique mondiale.

Ilots de culture urbaine et législation française

L'hydroponie, ou culture hors-sol, trouve naturellement sa place en milieu urbain où l'espace au sol est limité. De nombreux projets émergent en France pour végétaliser les villes tout en produisant des aliments localement. Outre les avantages en termes de productivité, l'hydroponie présente des bénéfices écologiques et s'inscrit dans un cadre légal bien défini.

Des fermes urbaines qui optimisent l'espace

L'agriculture hors-sol permet d'exploiter des surfaces réduites en ville en installant les cultures à la verticale. Des initiatives fleurissent partout en France pour créer des fermes urbaines :

• La ferme urbaine "Nature Urbaine" à Paris produit 1000 m2 de cultures sur le toit d'un parking, avec une surface au sol de seulement 150 m2
• Le projet "Cité Maraîchère" à Romainville cultive 1200 m2 de légumes dans une serre de 17 mètres de haut
• La start-up nantaise "Potimart" développe des potagers verticaux utilisant l'hydroponie, en intérieur ou sur les toits

Avec des rendements jusqu'à 20 fois supérieurs au maraîchage traditionnel, l'hydroponie réduit fortement les besoins en terres agricoles. Cette économie foncière est cruciale en zone urbaine dense.

Un rôle dans la régulation bioclimatique des villes

Au-delà de la production alimentaire, l'agriculture urbaine joue un rôle important pour l'environnement en ville :

• La végétalisation des toits et façades permet de réduire les îlots de chaleur
• Les plantes purifient l'air en absorbant le CO2 et les particules fines
• L'hydroponie peut recycler et valoriser certains déchets urbains organiques
• Les fermes en ville enrichissent la biodiversité en accueillant insectes et oiseaux

Biologiste et créateur de jardins urbains, Yohan Hubert précise :

L'agriculture urbaine ne peut être uniquement nourricière. Notre but est aussi d'être des régulateurs bioclimatiques en ville, en participant aux traitements des eaux, des déchets, en exploitant les îlots de chaleur, en enrichissant la biodiversité végétale.

Un encadrement légal bien défini

En France, l'hydroponie est soumise à la réglementation générale concernant les cultures sous serre. Des autorisations spécifiques peuvent être requises pour installer des serres en milieu urbain. Sur le plan de l'étiquetage, les produits issus de l'hydroponie ne peuvent pas bénéficier de la mention "Agriculture Biologique". Le cahier des charges de l'AB impose que les végétaux soient cultivés en pleine terre. Les tomates hydroponiques ne sont donc pas éligibles au label bio.

Des recherches prometteuses pour cultiver dans l'espace

La NASA s'intéresse de près aux techniques de culture hors-sol pour faire pousser des végétaux dans l'espace et sur d'autres planètes comme Mars. En 2016, l'astronaute Scott Kelly a réussi à faire fleurir un zinnia dans la Station Spatiale Internationale grâce à un prototype de serre hydroponique appelé "Veggie". Ces expérimentations ouvrent des perspectives pour la culture en environnement clos et hostile. Elles pourraient permettre d'augmenter l'autonomie alimentaire des missions spatiales de longue durée. Les progrès réalisés pourront aussi bénéficier à l'agriculture hors-sol sur Terre.

Conclusion sur l'agriculture hors-sol

L'agriculture hors-sol représente une véritable révolution pour l'alimentation durable en ville et pour les régions arides. Ses hauts rendements permettent de répondre aux défis de la sécurité alimentaire mondiale tout en préservant les ressources naturelles. De nouvelles recherches visent à rendre cette technique toujours plus accessible et productive, faisant de l'hydroponie une filière d'avenir prometteuse.