Cultures
La vraie raison pour laquelle les légumes-racines n'ont pas leur place en ferme verticale
Imaginez que vous construisez le plan d’affaires d’une ferme verticale et que vous remplissez la colonne des cultures à produire. laitue, baby leaf, herbes aromatiques — une fois que vous les écrivez, la liste n’est faite que de feuilles. Puis votre responsable vous dit : « Vérifiez si on peut aussi intégrer des radis et des carottes. » Vous lancez des recherches pour avoir des éléments concrets, et vous remarquez quelque chose. Cherchez autant que vous voulez des cas de ferme verticale — les légumes-racines n’y apparaissent presque jamais.
Ce n’est pas qu’on ne sait pas les cultiver. Techniquement, les légumes-racines poussent très bien en usine. Et pourtant, ils n’arrivent presque jamais jusqu’au marché. La raison se trouve ailleurs que dans la capacité de les produire.
Les légumes-racines sont absents non par manque de technologie, mais comme verdict de la rentabilité
Les pommes de terre au supermarché du coin : un sachet de trois pour 100 yens. Posez-les à côté d’une laitue de ferme verticale vendue 200 yens la tête, et les légumes-racines ne sont tout simplement pas rentables. En plus, les légumes-racines mettent du temps à pousser et grossissent sous terre, si bien qu’empiler les étagères en hauteur ne sert à pas grand-chose. La vraie question est de savoir si c’est une histoire de « la technologie n’a pas encore rattrapé son retard », ou si les légumes-racines sont rejetés d’emblée parce que « ça ne vaut pas la peine d’essayer ».
En vérité, ce chiffre — 100 yens — dit déjà l’essentiel de la réponse. La majorité des coûts d’une ferme verticale est fonction de la surface et du temps. L’éclairage et la CVC fonctionnent comme un loyer proportionnel à la durée d’occupation d’une surface de rayonnage, et ce qui compte, c’est « combien de jours vous occupez cette surface, et quelle récolte vous en tirez ». La laitue est basse, légère, et fait sa rotation en une trentaine de jours. Les légumes-racines mettent des mois à grossir, et pour leur poids et leur volume, leur prix unitaire est bas. À surface et durée identiques, les légumes-racines sortent plusieurs fois moins bien que la laitue dans le calcul.
Ce n’est donc pas une histoire de technologie qui n’a pas rattrapé son retard. La réalité, c’est qu’ils tombent à l’étape du tableur. Le fait qu’ils grossissent sous terre et résistent à l’empilement compte aussi, mais avant même cela, les légumes-racines sont recalés à l’entrée sur la question « combien rapportez-vous par surface et par jour ? ». Autrement dit : seules les cultures à prix unitaire élevé, légères et à rotation rapide peuvent prétendre à ces rayonnages.
L’analogie du « loyer » est assez proche de la réalité. Toute la durée où une surface de rayonnage est occupée, elle consomme en continu de l’électricité pour l’éclairage et la CVC. Les coûts d’une ferme verticale sont essentiellement pilotés par la facture électrique — éclairage et CVC — et aux prix de l’énergie actuels, il a été rapporté que la rentabilité est inférieure à celle d’un champ ordinaire (voir : 1, 2). Qui plus est, parmi les modes de culture sous abri, la ferme verticale consomme beaucoup plus d’énergie par unité de rendement qu’une serre. Là où une serre tourne autour de 27 mégajoules par kg, une ferme verticale en consomme 78 — près de trois fois plus pour la même quantité produite — et cet écart ne s’est pas réduit entre 1993 et 2024 (voir : 2). La même analyse indique nommément que, au-delà des céréales, les légumes-racines ne peuvent pas non plus être produits de manière viable en environnement fermé aux coûts actuels. On est tenté d’attendre que « la technologie finisse par baisser les coûts », mais la tendance sectorielle à baisser les coûts avec l’échelle est, dans les données, quasi introuvable. Donc « la fonction de la surface et du temps » n’est pas une métaphore, c’est une structure réelle qui représente une grande part des coûts. À cela s’ajoutent ensuite, pour être précis, les coefficients propres à chaque culture — taux de rendement commercialisable, main-d’oeuvre, circuits de vente.
Ce qui décide de la rentabilité, c’est le prix unitaire, la rotation et l’occupation de surface
Retournons le raisonnement : si le prix par surface et par jour est suffisamment élevé, même un légume-racine peut trouver sa place sur les rayonnages. Pas les radis et carottes ordinaires, mais des légumes-racines qui se vendent très cher — quelque chose comme le ginseng médicinal, ou des cultures à forte valeur ajoutée — peuvent faire tenir le calcul dans certains cas. Prix unitaire et rotation jouent séparément, et ce qui englobe les deux dans une seule expression, c’est le « prix par surface et par jour ». Des cultures au prix unitaire extrême comme le ginseng médicinal ou le wasabi apparaissent en tant que cas pratiques, aussi bien en culture sur sol qu’en environnement fermé. Les mini-carottes sont bon marché parce qu’elles gagnent en rotation grâce à une récolte précoce — moins une question de valeur ajoutée que d’équilibre par le temps.
Est-ce donc à cause du prix unitaire bas, ou de la croissance lente et de la mauvaise rotation ? Les légumes-racines ont la malchance de perdre sur les deux tableaux. Le prix unitaire est bas, et en plus ils mettent du temps à grossir, donc la rotation est mauvaise. Prix unitaire et rotation ne jouent pas séparément — les deux agissent en multiplication. La seule différence, c’est que le prix unitaire peut être amélioré en cherchant — on trouve une variété ou un usage qui se vend plus cher — alors que le temps qu’il faut à une racine pour grossir obéit aux contraintes du vivant, difficile à réduire avec de l’argent. Les jours d’occupation, qui résistent aux efforts d’optimisation terrain, sont le vrai poids des légumes-racines.
Voici les chiffres réels. Les feuilles comme la laitue font leur rotation en environ 30 à 40 jours, selon l’estimation terrain. Les carottes, en revanche, nécessitent de compter environ 70 à 120 jours du semis à la récolte. C’est ce nombre réel qu’il faut mettre au dénominateur. La même surface, immobilisée un mois dans un cas, trois à quatre mois dans l’autre. Rien que cela donne une idée assez précise de l’écart que creuse le « par surface et par jour ».
La surface à laquelle le calcul tient diffère complètement selon la culture. La laitue, dans des conditions de culture avancées et avec des prix favorables, atteint son seuil minimal de rentabilité dans un espace aussi réduit que 17 à 38 mètres carrés. Mais essayez les fraises dans la même installation, et le seuil de rentabilité bondit au-delà de 16 000 à 115 000 mètres carrés. Avec exactement la même technologie de ferme verticale, changez seulement la culture et l’échelle à laquelle elle devient viable change d’un ordre de grandeur. Ce qui creuse encore davantage cet écart, c’est le temps d’occupation. La laitue libère les rayonnages en environ un mois, tandis que les légumes-racines les immobilisent pendant des mois. Plus la même surface est occupée longtemps, plus le dénominateur gonfle et plus l’échelle viable s’éloigne — c’est précisément pourquoi les cultures à cycle long comme les céréales et les légumes-racines sont nommément citées comme non viables en environnement fermé aux coûts actuels (voir : 2).
Il y a un multiplicateur de rendement souvent mis en avant : « une ferme verticale produit des dizaines de fois plus par surface qu’un champ en plein air. » C’est vrai pour des cultures comme la laitue qui peuvent s’empiler en hauteur sur plusieurs niveaux — une estimation avance un facteur 100 à 200 avec dix niveaux (voir : 4). Mais ce multiplicateur ne signifie pas en lui-même une victoire en termes de rentabilité. Produire beaucoup ne garantit pas que l’investissement est récupéré — que le volume produit et le bénéfice réalisé sont deux choses différentes, c’est ce que les analyses de rentabilité par culture montrent clairement (voir : 3).
Avant la rentabilité, la racine elle-même n’est pas compatible avec les équipements
Jusqu’ici, il s’agissait de « tomber sur la rentabilité ». Mais sur le terrain, on se heurte à un mur encore avant. La racine d’un légume-racine ne s’adapte tout simplement pas physiquement aux équipements actuels de ferme verticale.
Dans un légume-racine, la partie que l’on mange est la racine elle-même, qui gonfle. Les carottes et les radis sont des plantes à racine pivotante qui enfoncent une grosse racine droite et profonde dans le sol. Soutenir cette croissance demande un substrat souple, suffisamment profond et large. Or les équipements dominants dans les fermes verticales existantes sont optimisés pour les feuilles — radeau flottant mince et solution nutritive en circuit fermé, une philosophie de conception pensée pour les feuilles. Il est difficile d’assurer à la fois la profondeur du substrat et sa capacité portante. De plus, quand la zone racinaire est remplie de liquide, l’apport en oxygène aux racines tend à être insuffisant. Faute à la fois d’espace pour que la racine grossisse et de résistance physique du substrat pour la soutenir, cultiver des légumes-racines est tout simplement difficile avec les équipements actuels tels qu’ils sont. Ce n’est pas un argument théorique ; c’est un problème de compatibilité qu’on comprend dès qu’on se tient devant les équipements.
Un mot sur l’ordre à respecter ici. La rentabilité d’abord, ou la physique d’abord — cela dépend de là où vous vous trouvez. Si vous concevez une nouvelle ligne de zéro, la division de rentabilité élimine les légumes-racines en premier, et vous n’atteignez jamais la discussion sur les équipements. En revanche, si vous possédez déjà des équipements pour feuilles et que vous pensez « pourquoi pas des légumes-racines sur les rayonnages vides ? », alors avant même que la rentabilité entre en jeu, la racine ne rentrera pas dans les équipements et sera physiquement éliminée des options. Quel mur est la cause principale change selon là où vous vous trouvez.
Si vous tenez absolument à cultiver des légumes-racines en ferme verticale, les types sans circulation de solution nutritive — fertigation et aéroponie — peuvent y répondre. La fertigation consiste à remplir un conteneur de substrat jusqu’à la profondeur nécessaire à la croissance de la racine et à apporter la solution nutritive au goutte-à-goutte. Comme elle permet à la racine pivotante de s’étendre dans le substrat comme elle le ferait naturellement, elle est proche de la croissance naturelle du légume-racine. L’aéroponie projette un brouillard fin de gouttelettes de quelques dizaines de micromètres directement sur les racines, apportant suffisamment d’oxygène en même temps que l’eau et les nutriments. Mais aucune des deux ne ressemble à la ligne de feuilles en circuit fermé que l’on imagine en entendant « ferme verticale ». Ma conclusion franche, issue du terrain, est celle-là, la plus évidente : il est rationnel de cultiver les légumes-racines en sol.
Ce que vous écrivez en premier n’est pas un plan de culture, mais une division en une ligne
Comment vérifier cette rentabilité par vous-même ? Avant de chercher si une culture est possible, il y a quelque chose à écrire sur la première page. Ce n’est pas un plan de culture — une division en une ligne suffit. Sur papier ou dans une cellule, prenez la même surface de rayonnage comme référence et calculez « prix de vente estimé / jours d’occupation ». Mettez la laitue en référence, et alignez les légumes-racines candidats dans le même tableau, aux mêmes conditions de surface. Cela seul règle la plupart des questions.
L’ordre est le suivant. Posez d’abord un prix auquel la culture candidate se vend. Puis posez la surface qu’elle occupe et le nombre de jours du semis à la récolte — 30 à 40 jours pour la laitue, 70 à 120 pour les carottes, ces chiffres réels. Les légumes-racines, dont la partie souterraine est volumineuse et difficile à concentrer sur un seul niveau, sont déjà désavantagés ici, au niveau de l’occupation. Divisez le prix par la surface occupée et les jours pour obtenir le « prix de vente par surface et par jour », et comparez-le au chiffre de la laitue. Si l’ordre de grandeur diffère ici, examiner si la culture est possible est du temps perdu — arrêtez-vous là. Préciser si la culture est faisable et le taux de rendement commercialisable n’est utile que pour les candidats qui passent cette division. Inversez l’ordre, et vous prenez le détour le plus coûteux : arriver à la conclusion « ça peut se cultiver » pour ensuite tomber sur la rentabilité.
Cette division est un premier filtre grossier pour éliminer les candidats, pas la rentabilité précise elle-même. Ce que vous écrivez sur la première page, c’est le nom de la culture et son prix, la surface occupée, les jours d’occupation, et cette division. Les coefficients comme le taux de rendement commercialisable, le taux de conformité au calibre, la main-d’oeuvre et les circuits de vente s’ajoutent à partir de la deuxième page. La première page est une feuille pour convaincre et pour couper.
Ce « si l’ordre de grandeur diffère, arrêtez avant d’examiner la culture » montre son extrême le plus net avec les céréales de base. Le riz, le blé et le maïs représentent 60 % de l’énergie alimentaire mondiale, mais les revues de littérature et les analyses critiques s’accordent pour indiquer que la production en environnement fermé ne sera pas économiquement viable pour le futur prévisible (voir : 5, 6). Il existe une estimation emblématique. Même dans le meilleur scénario de production de blé dans une ferme verticale suédoise, la seule électricité revient à l’équivalent de 40 000 dollars par tonne — environ 100 fois le prix mondial du blé à cette époque (voir : 6). C’est l’exemple le plus parlant que ce n’est pas un problème de technique de culture, mais une partie jouée d’avance dès l’étape de la division. Le même raisonnement s’applique, de manière moins extrême que pour les céréales, directement aux légumes-racines à bas prix unitaire. Vérifier l’ordre de grandeur avec une estimation en une ligne, c’est la façon d’attraper tôt ce type de « ça ne vaut pas la peine d’étudier ».
Distinguer « ça pourrait être cultivé » de « la rentabilité passe »
Avez-vous déjà lu un article affirmant « une ferme verticale de légumes-racines a réussi à l’étranger », ou entendu qu’un laboratoire avait réussi à récolter des pommes de terre, et ressenti de l’espoir — « alors les légumes-racines sont possibles après tout ? » Mais que ce soit un cas qui a passé la division de rentabilité ou simplement une histoire de « ça a pu être cultivé » ne veut rien dire si vous ne les distinguez pas. Quand vous voyez un article, la première chose à chercher est si le texte indique « combien a été gagné par surface et par jour ». Si ce n’est pas indiqué, c’est en général juste une histoire de culture.
Les indices pour les distinguer sont par exemple les suivants. Le prix et les jours d’occupation sont-ils tous deux indiqués ? Tout ce qui dit uniquement « on a pu récolter » ou « on a obtenu tant de tonnes », sans mentionner combien de jours les rayonnages ont été occupés ni à quel prix les produits ont été vendus, s’arrête à l’histoire technologique. Y a-t-il les mots « subvention » ou « soutien public » — c’est ici que « succès » se divise entre rentabilité et argent qui afflue simplement de l’extérieur pour faire tourner les choses. Et quel est ce légume-racine ? Si c’est quelque chose avec un prix unitaire intrinsèquement hors-norme comme le ginseng médicinal ou le wasabi, cela peut tenir comme exception ayant passé la division.
Il y a un piège ici, cependant. Même si une variété tient comme exception, c’est seulement parce qu’elle satisfait la condition « prix unitaire élevé » — le poids du temps qu’il faut à une racine pour grossir n’a pas disparu. Ce n’est pas une histoire que l’on peut étendre directement aux radis, carottes ou pommes de terre. S’il y a une vraie piste, vous l’évaluez en lisant jusqu’à « quel légume-racine a passé, sur quels chiffres », et en vérifiant si cette condition s’applique aussi à votre propre culture. Plus un article cache le nom de la culture et écrit simplement « un légume-racine a réussi », plus vous avez raison d’y aller avec scepticisme.
Et les conditions qui s’alignent quand une exception tient ne se réduisent pas au seul prix unitaire. Dans le ressenti du terrain, (1) il existe un équipement dédié adapté aux caractéristiques de croissance du légume-racine, (2) une stratégie de vente pour un produit à haute valeur ajoutée correspondant est en place, et (3) la concurrence avec d’autres cultures à prix unitaire élevé peut être gagnée — seulement quand ces trois conditions sont réunies, la culture accède aux rayonnages. Ce n’est pas une histoire où, simplement parce que le prix unitaire est élevé, on peut charger des légumes-racines directement sur une ligne existante pour feuilles.
L’attente que « la technologie finira par rattraper son retard et réduire les coûts » est l’endroit où il est le plus facile de se tromper. Le mur des coûts en capital élevés de l’agriculture verticale a été décrit comme structurel plutôt que comme un retard technologique temporaire. Les tours-serres des années 1960, les diverses tentatives des années 1980 — la même histoire de « on peut économiser des terres » a été répétée à chaque fois, et à chaque fois elle n’a pas atteint la rentabilité (voir : 6). Parmi les raisons pour lesquelles l’adoption n’a pas progressé, sur le mur de l’acceptation par les consommateurs, plusieurs enquêtes montrent que les attitudes restent divisées (voir : 7, 8). La posture même d’attendre la technologie est le détour qui inverse l’ordre.
La façon de distinguer les exceptions a aussi des fondements. L’aéroponie revient souvent avec les pommes de terre, mais l’usage concerné n’est pas la production en masse de tubercules comestibles — c’est la multiplication de plants de semence (mini-tubercules). En fait, des recherches ont rapporté l’obtention de plants de semence de haute qualité sur des équipements de type aéroponique (voir : 9). Les plants de semence ont un prix unitaire élevé et un volume faible — autrement dit, c’est une exception qui passe directement par l’entrée de la rentabilité, dans la niche où le « prix par surface et par jour » tient. Que cela soit une tout autre arène que la production en masse de radis et de carottes comestibles, ici aussi, c’est clair dès qu’on regarde « pour quel usage, sur quels chiffres, ça a passé ».
Placez la première page de la rentabilité avant la technologie
Arrivé ici, vous voyez que la question sur laquelle vous vous êtes accroché au début — « la technologie n’a-t-elle pas encore rattrapé son retard ? » — avait l’ordre inversé dès le départ. On ne peut s’empêcher de s’inquiéter d’abord de si ça peut être cultivé. Mais en réalité, vous écrivez d’abord la ligne « prix de vente estimé / jours d’occupation », vous éliminez de la liste des candidats ce qui paraît moins bien que la laitue — et vous n’examinez la culture que pour ce qui passe cette division. Tant que le poids du temps qu’il faut à une racine pour grossir ne disparaît pas, ce que vous devez regarder, avant la technologie, c’est cette première page. C’est le cas si vous concevez une nouvelle ligne ; et si vous avez des équipements existants, n’oubliez pas non plus l’ordre ici : avant même que la rentabilité entre en jeu, le mur physique — est-ce que la racine rentre dans les équipements — se dresse en premier.
Inversez simplement l’ordre, et la plupart des hésitations disparaissent. L’histoire technologique est intéressante, et ce qu’elle permet de faire grandit d’année en année. Mais c’est une histoire qui prend vie parmi les cultures qui ont passé l’entrée de la rentabilité ; placez-la avant l’entrée et elle devient un détour. Les légumes-racines sont absents non pas parce que la technologie a perdu, mais parce qu’ils sont silencieusement éliminés à l’entrée. Une fois que vous pouvez le voir ainsi, la prochaine fois qu’une nouvelle culture apparaîtra, vous pourrez commencer, sans panique, par cette première page.