Derrière l’utopie, la ville verte du futur est-elle possible ?

En 2050, nous serons 6 milliards à vivre dans les villes. Comment pourront-elles tous nous nourrir, et éviter que la pollution ne rende l’air irrespirable ? Urbanistes et architectes planchent sur des projets destinés à créer demain des villes durables, voire autosuffisantes. Et leurs projets ne sont pas forcément utopiques.

Beaucoup d’œuvres de science-fiction oublient une donnée quand elles imaginent le futur des villes : la nature. Mais depuis une quinzaine d’années, urbanistes, architectes et experts en environnement urbain dessinent les contours d’un tout autre type de cités. Des métropoles “végétales”, durables, et même autosuffisantes.

Certains architectes, notamment en France et à Singapour, esquissent des concepts futuristes et un brin utopiques. Vincent Callebaut, architecte belge installé à Paris, imagine des villes où les immeubles seraient couverts d’arbres, de potagers, de panneaux solaires et d’éoliennes, formant des “villages verticaux”. Consulté par la Mairie de Paris pour imaginer le Paris de 2050, il a réalisé des prototypes de gratte-ciel “verts” et à “énergie positive”. 

Dans son scénario, la capitale se transformerait en une véritable cité végétale. Parmi les idées de son projet, baptisé “Paris Smart City 2050” : des tours maraîchères aux balcons potagers, des ponts habités enjambant la Seine, un corridor écologique de 23 kilomètres ponctué d’immenses immeubles photo-catalytiques “dépolluants” en forme de tubes ou d’alcôves, et de gigantesques fermes verticales.

Une vision que l’on pourrait facilement estampiller comme de la science-fiction. Et pourtant, ce genre de projets, comme l’assure d’ailleurs l’architecte, ont tous été imaginés à partir de technologies déjà existantes, ou en cours d’étude dans les laboratoires. En outre, des projets urbanistiques de ce type ont réellement été lancés, avec des réalisations concrètes, qui permettent de toucher du doigt un futur possible pour les villes.

Des villes de plus en plus denses

Pour comprendre d’où viennent de telles idées que l’on pourrait considérer de prime abord comme fantaisistes mais qui semblent pourtant en passe d’être appliquées à grande échelle, il faut d’abord expliquer les enjeux vitaux qui se poseront bientôt à nos villes. Une hausse des températures et des catastrophes naturelles appelées à être de plus en plus fréquentes à cause du dérèglement climatique. Une pollution problématique de l’air et de l’eau, causée par les émissions de CO2 (produites à 80 % par les villes). Et une explosion démographique qui risque de tout aggraver.

Selon l’ONU, la population mondiale devrait atteindre les 9,7 milliards d’habitants en 2050. Parmi eux, 75 % vivront dans les villes. Certes, l’urbanisation galopante devrait surtout se concentrer dans des pays en développement, comme l’Inde, la Chine et le Nigéria. Mais les villes occidentales, elles non plus, n’échapperont pas à la surpopulation. 

En France, selon l’Ined et l’Insee, nous serons entre 68 et 74 millions en 2050. Une augmentation de la population relativement contrôlée. Avec de plus en plus de citadins choisissant d’habiter à la campagne, prédit l’Inrae. Mais la part de la population urbaine en France devrait malgré tout continuer d’augmenter et passer de 80 à 90 %. Comme l’explique Mathieu Favriau, urbaniste et environnementaliste au cabinet Urban Hymns, les pouvoirs publics ont pour objectif de lutter contre l’artificialisation des sols et l’étalement urbain. “La solution : exploiter toutes les ressources foncières des villes. Donc tendre vers une densification urbaine importante”, indique-t-il.

Des villes sans voitures

La densification devrait d’abord les pousser à trouver des solutions pour contenir, puis baisser leur empreinte environnementale. Pour cela, de nombreuses métropoles, de Paris à Montréal, en passant par Oslo, Dubaï, Séoul et Madrid, tentent déjà de réduire le nombre de voitures, voire de les faire disparaître totalement des rues. Les rues se piétonnisent, les pistes cyclables se multiplient.

Des villes sorties de terre, comme Chengdu en Chine et Masdar aux Émirats Arabes Unis, ont même été conçues dès le départ pour être entièrement dépourvue de voitures. Leurs plans directeurs prévoient que toutes les rues puissent être praticables à pied ou à vélo. Selon Chris Drew, du cabinet d’architectes SmithGill, les voitures seront, à terme, inutiles dans les “villes nouvelles” du futur : “les enfants pourront aller à l’école à pied et la population se trouvera à proximité de son lieu de travail.”

Face à l’épuisement de leurs ressources naturelles, les villes tenteront aussi de se passer des énergies fossiles, en privilégiant les énergies renouvelables. Plusieurs, comme Strasbourg, se sont déjà engagées à devenir “carboneutres” d’ici 2030.

Sylvain Grisot, urbaniste et président de l’agence d’innovation urbaine Dixit.net, est l’auteur d’un “Manifeste pour un urbanisme circulaire”. À la recherche “d’alternatives à l’étalement des villes”, il défend l’idée selon laquelle celles-ci n’auront d’autre choix que de se “recycler”. En “optimisant” ce qui a déjà été bâti et en réinvestissant les espaces libres, notamment ceux libérés par la disparition des voitures.  

Des “villes vertes intelligentes”

Au pire, si l’on se base sur ce que prévoient les nombreux projets de “villes intelligentes” en cours de par le monde, les voitures qui continueront à circuler seront autonomes et électriques. D’ici 2050, les chercheurs prédisent la transformation de nombreuses villes en “smart cities”, où tout serait connecté, avec des systèmes d’IA et des réseaux de capteurs permettant une adaptation en temps réel des éclairages publics, des flottes de taxis autonomes et des feux de signalisation.

En Europe, Copenhague est à la pointe des projets de “ville verte intelligente”. Ambitionnant de devenir la première ville au monde neutre en carbone d’ici à 2025, elle ne se contente pas de multiplier les éoliennes et les pistes cyclables. Elle dissémine aussi des milliers de capteurs dans son mobilier urbain. Des “poubelles connectées” permettant de mieux gérer les déchets, jusqu’aux feux rouges mesurant la qualité de l’air, afin de mieux adapter la circulation (notamment lors de pics de pollution).

Mais ce qui ressemble le plus à la ville du futur “intelligente et verte” se trouve en Asie, à Singapour. Cette petite île où se massent 6 millions d’habitants a installé des centaines d’arbres artificiels, hauts de 18 à 50 mètres. Ils sont équipés de modérateurs de température, éclairent les rues grâce à l’énergie solaire, et collectent l’eau de pluie pour alimenter les fontaines et des “fermes urbaines”. 

Des villes végétales

Mais les nouvelles technologies ne seront jamais aussi fortes que la nature pour rendre une ville réellement verte. La concentration exponentielle d’individus dans les “mégapoles” du futur amènera celles-ci à remodeler leurs paysages urbains, en laissant davantage de place à la nature.

“Aujourd’hui, à Paris, plus de 50 % de l’espace public est dédié aux voitures, à la circulation, aux parkings ; ce qui veut dire que l’on dispose d’un potentiel phénoménal de végétalisation. Pas du végétal décoratif, mais du végétal massif. Des arbres et de la végétation, des corridors verts, des espaces naturels dans la ville qui auraient un impact positif sur la biodiversité, la qualité de l’air et la régulation des températures”, observe Sylvain Grisot.

Les villes occidentales, de Lyon à Copenhague, commencent peu à peu à se “végétaliser”, afin d’éviter à ceux qui y vivront (d’ici à 2050) d’y suffoquer. Mais en raison d’un manque de foncier disponible, la création de grands parcs urbains n’est bien souvent pas à l’ordre du jour. Ainsi, les villes transforment-elles surtout les emplacements disponibles, notamment les friches industrielles, en jardins partagés et en “coulées vertes”.

Face au réchauffement climatique, la végétation fournit aussi de l’ombre, absorbe le CO2 et refroidit l’air. C’est pourquoi, en Amérique du nord, les villes d’Austin, Seattle et Montréal tentent de planter des centaines de milliers d’arbres d’ici 2030. En France, Paris prévoit d’en faire sortir de terre 170 000 d’ici 2027, à la place des parkings et des voies sur berge. En Italie, Milan va plus loin, avec un programme de plantation de 3 millions d’arbres d’ici 2030.

Mais plusieurs experts ne cachent pas leur scepticisme face aux “forêts urbaines”. “Sur une étude à la Défense, on avait calculé que les 70 premières années de vie des arbres serviraient à absorber le CO2 émis par le renforcement des infrastructures. Avec ces projets, on est plutôt dans un symbolisme de l’écologie. Au niveau du climat, ça ne fonctionne pas réellement”, explique Philippe Rahm, architecte suisse, dans Le Monde. Caroline Mollie, architecte paysagiste, rappelle qu’un arbre, “pour qu’il donne son maximum d’effet, doit avoir au moins une trentaine d’années. Voilà pourquoi mieux vaut planter moins, mais mieux, au bon endroit”. A Melbourne, par exemple, une programme de reforestation ne prévoit “que” 3 000 pieds pour 4,5 millions d’habitants.

Des forêts verticales

Planter ainsi des arbres en ville reste complexe, en raison d’une forte pression du foncier et d’un manque de place. C’est pourquoi des architectes et des urbanistes conçoivent aussi des forêts “verticales”. À Milan, les deux tours résidentielles du projet “Bosco Verticale” regroupent depuis 2017 plus de 20 000 plantes et arbres, soit l’équivalent de 2 hectares de forêt répartis en façade. Ce projet de reforestation verticale a pour objectif “d’augmenter la biodiversité, de réduire l’expansion urbaine et de contribuer à la régulation du microclimat.”

À Singapour, où l’espace est très limité, les plantations d’arbres sur les toits et les terrasses se multiplient depuis 5 ans. Une “architecture verte” à l’origine du surnom de la cité : la “ville-jardin”. Les hôtelsParkroyal et Oasia, notamment, disposent d’une surface végétale 5 à 10 fois plus importante que leur surface au sol. “Ce qui veut dire que dans la ville de demain, la nature pourrait être 10 fois plus présente que si la ville n’existait pas”, estime l’architecte Wong Mun Summ.

Reste le risque de voir naître une nouvelle forme d’inégalités, liées au cadre de vie plus agréable procuré par les tours végétalisées. À Milan, les gratte-ciel boisés de Bosco verticale sont surtout peuplés de personnes fortunées. Le complexe compte 131 appartements, dont le prix varie de 10 000 à 18 000 euros le mètre carré. En Corée du Sud, Songdo n’attire aussi que des familles aisées. Car cette “smart city verte” suit une logique immobilière, qui repose sur des partenariats public-privé, et donc le besoin d’attirer des populations CSP + pour être rentables. C’est sans doute pour éviter cela que  les urbanistes de Singapour privilégient de plus en plus des projets d’immeubles végétalisés destinés à toutes les catégories sociales, avec un part importante de HLM.

Des villes autosuffisantes

Certaines villes vont plus loin que la végétalisation, et construisent des “fermes verticales” ; destinées à capter le CO2, mais aussi à alimenter les citadins, tout en réduisant le coût énergétique du transport des denrées. “Aujourd’hui, la capacité des villes à nourrir leurs habitants est faible. Pourtant, c’est dans les centres urbains que les consommations sont les plus importantes. Mais il est parfaitement possible de nourrir tous les habitants de New-York ou de Paris en cultivant à l’intérieur de la ville, dans un rayon de 150 km”, indique Mitchell Joachim, éco-architecte américain. Selon lui, l’agriculture urbaine à étages permettra demain aux mégapoles de réduire le gaspillage alimentaire et de nourrir des dizaines de millions d’habitants. Jusqu’à l’auto-suffisance.

Pour le microbiologiste Dickson Despommier, les fermes verticales sont la solution au manque de place dans les villes. Depuis 10 ans, l’agriculture urbaine se développe dans les friches industrielles et les jardins partagés, mais selon lui, la superficie totale de ces parcelles ne sera jamais suffisante pour couvrir les besoins alimentaires des citadins de 2050. Pour le théoricien de l’agriculture urbaine verticale, la production d’aliments “hors sol” permettrait de réduire la consommation d’énergies fossiles et leurs émissions de CO2, tout en diminuant de 70 % l’eau utilisée. Notamment via la culture en hydroponie, qui consiste à immerger les racines dans une solution à base d’eau et de nutriments. Selon lui, un bâtiment de 30 étages peut produire l’équivalent de 970 hectares et alimenter 50 000 personnes.

Des centaines de fermes verticales ont vu le jour depuis 2012, partout dans le monde. Les exemples les plus aboutis se trouvent en Asie. C’est à Singapour que les toutes premières “tours maraîchères” sont apparues. Et pour cause : dans ce pays insulaire, le plus densément peuplé au monde, les terres agricoles sont inexistantes. L’agriculture verticale est ainsi apparue comme la solution à sa dépendance aux importations. En 2020, la cité-état compte 300 fermes verticales. Les centaines de tours construites par la société Sky Greens produisent 1 tonne de légumes verts par jour. De son côté, Wong Mun Summ mène un projet de fermes verticales destiné à faire de Singapour une ville auto-suffisante : “elles produiront de la nourriture, mais aussi de l’énergie grâce à des panneaux solaires”.

L’objectif des concepteurs de fermes verticales est le même : permettre aux habitants de cultiver et consommer local, avec une empreinte carbone réduite. Ainsi, les tours ne se composent pas que de serres : les habitants peuvent cultiver leurs propres légumes, dans des potagers partagés hors sol. On retrouve ce genre de fermes verticales privées/publiques à Singapour, mais aussi à Tokyo, Paris, Montréal, Chicago, ou encore Atlanta… où le maire perçoit l’agriculture urbaine comme un “futur marché” porteur.

Car si elles ne sont pas encore très rentables pour l’instant, de nombreuses fermes verticales sont appelées à faire partie des “smart cities” en développement, avec l’idée d’optimiser la production agricole, et donc de gagner de l’argent. Dans la banlieue de New-York, à New Ark, AeroFarms a créé en 2016 une ferme verticale “aéroponique” de 6 500 m2, dont l’objectif est de produire 1 000 tonnes de choux et de salade par an. Elle utilise pour cela des milliers de capteurs et des algorithmes pour savoir en temps réel si une plante a besoin ou non d’être alimentée en nutriments. Même l’éclairage est réglé pour apporter la longueur d’ondes optimale pour la croissance des légumes.  

Ces projets d’agriculture urbaine, verticaux ou non, permettent de “réhabiliter des quartiers, de revitaliser des zones défavorisées ou laissées à l’abandon, de mettre à profit des surfaces inutilisées”, observe le cabinet PwC. Mais le concept des fermes urbaines a aussi pour objectif de créer, dans les prochaines décennies, des “villes résilientes ». Capables demain de résister à une grande diversité de menaces, des catastrophes climatiques aux pandémies, selon la FAO.

À noter que les projets de villes “auto-suffisantes” concernent aussi l’énergie. Ainsi, les fermes verticales contribueront également, pour la plupart, à en produire grâce à des panneaux solaires. Mais des villes comme Chicago et New-York vont plus loin et développent en parallèle des réseaux d’électricité “intelligents”, alimentés par les habitants eux-mêmes, grâce à la blockchain. Barcelone, de son côté, a créé sa propre compagnie d’électricité.

Mais à terme, les projets visant à parvenir à l’auto-suffisance, en tout cas alimentaire, risquent selon certains de se retrouver face à un mur. “L’agriculture urbaine ne pourra jamais entièrement nourrir les villes. L’hydroponie est intéressante, mais elle est surtout utile là où la terre fait défaut, comme à Singapour. En Europe, l’auto-suffisance n’est pas un sujet : la ville n’a jamais été conçue comme un isolat, sans lien avec l’extérieur. Elle est, par nature, étroitement liée aux campagnes. Pour produire beaucoup, mieux vaut le faire dans le sol, donc pas dans les villes. Les fermes verticales peuvent avoir des fonctions productives, mais penser que l’on sera autonomes grâce à cela, c’est une utopie”, tranche Sylvain Grisot.

Directeur intervention et politiques publiques au Laboratoire sur l’agriculture urbaine de Dunham, au Québec, Jean-Philippe Vermette souligne les limites de l’agriculture urbaine : “les fermes verticales produisent essentiellement des légumes verts, et ne représentent que 1 % de l’alimentation des citadins, qui consomment surtout des céréales, de la viande et des féculents… On serait loin de l’autosuffisance avec la seule agriculture verticale. Du moins tant que les gens ne mangeront pas autrement.” Si l’agriculture urbaine “répond aux attentes des consommateurs plus soucieux de la provenance et de la manière dont est produite leur alimentation, certains défis freinent encore son développement. Cette agriculture alternative a besoin d’être mieux soutenue, et cela passe par un plus grand investissement de nos gouvernements pour réduire l’écart des prix entre les produits issus d’une agriculture industrielle et ceux d’une agriculture raisonnée, qui restent encore chers”, ajoute-t-il.

Pour Christine Aubry, ingénieure à l’Inra, les fermes verticales devront, demain, être utilisées pour répondre à des besoins précis, selon les pays. “À Singapour, c’est le gain de place. Mais en France, où l’on n’est pas en situation de pénurie, elles auront d’autres fonctions : créer du lien social, favoriser la biodiversité, stocker du carbone”. 

La ville verte passera aussi par la terre

En outre, des obstacles à la généralisation des fermes verticales subsistent. Aucune étude n’a encore été réalisée pour démontrer qu’elles sont plus rentables que les cultures conventionnelles. “Mais elles produisent aujourd’hui en trop petites quantités pour être compétitives”, constate André Torre, directeur de recherche à l’Inra AgroParisTech, dans Géo. Le coût des fermes verticales pourrait aussi se révéler prohibitif, à cause du prix très élevé du foncier, notamment à Paris ou New York. Et si construire du neuf coûte cher, il en est de même pour la transformation d’immeubles en fermes urbaines. “Le coût de mise en place d’une ferme verticale est élevé, et la technologie associée complexe. De plus, tous les végétaux ne peuvent être cultivés ainsi : exit les légumes trop encombrants ou au cycle trop long, qui ne seront pas rentables”, note PwC.

Dans son étude sur les fermes verticales, le cabinet PwC indique que “l’agriculture urbaine peut venir combler les manques de l’agriculture traditionnelle”, mais que cette dernière “demeurera capitale”. Notamment parce que “les terres agricoles rendent bien des services écologiques et écosystémiques : drainage des eaux pluviales, maintien de la biodiversité, etc.”

“Soyons honnêtes, cette juxtaposition de tours écologiquement remarquables et responsables ne transformera jamais Paris en une ville durable. C’est sans doute un petit peu plus bas qu’il faut d’abord regarder. Paris manque de verdure, c’est un fait, c’est une ville extrêmement concentrée, mais avant de se tourner vers le ciel, il s’agirait bien d’en renforcer durablement les racines”, écrit de son côté Édouard Malsch, urbaniste-géographe et cofondateur du site UrbaNews. Selon lui, attention à ne pas tomber dans le “greenwashing”.

De nombreux experts en sont donc convaincus, en 2050, l’agriculture urbaine restera un complément de l’agriculture traditionnelle. Et les villes, loin d’être coupées de l’extérieur, seront plus que jamais liées aux campagnes. L’Inrae, qui a publié en  2018 une étude prospective sur l’avenir des villes et de la ruralité, imagine le scénario des “campagnes au service de la densification urbaine”, dans lequel les espaces ruraux à la périphérie des métropoles seraient “pour partie intégrés aux villes”, et où “ce qui est en dehors” deviendrait “une mosaïque de sites hyperspécialisés dans des fonctions logistiques, énergétiques ou écologiques au service des villes”. Ainsi, en parallèle des fermes verticales, l’on verrait se multiplier des zones agricoles protégées (ZAP) menant une “agriculture intensive à forte technologie et avec un impact environnemental maîtrisé”, qui “approvisionneraient les urbains en produits frais et en plantes ne pouvant pousser à l’air libre ou dans un substrat.”

Mais quoi qu’il en soit, la ville verte, composée de tours végétales et de fermes verticales ou au sol semble bel et bien en marche. “Comment nous nourrirons-nous en 2050 ? L’Agriculture urbaine ne pourra fonctionner qu’en complémentarité avec celle des campagnes. Mais si je pense qu’actuellement, la production locale urbaine est anecdotique, je suis persuadé que demain, nous reviendrons à l’époque où, dans le passé, les villes nourrissaient les urbains”, conclut Jean-Philippe Vermette.

Source : CNET France