Évaluation des impacts énergétiques et environnementaux de différents modes d'agriculture urbaine en environnement contrôlé

Résumé

La densification des villes, l’augmentation de la demande de production agricole, l’accessibilité alimentaire, la participation citoyenne, la promotion de l’économie locale, la réduction du transport ou la réduction de l’empreinte environnementale sont d’autant de raisons qui expliquent l’intérêt grimpant pour l’agriculture urbaine. Dans un climat québécois, les productions soutenues sur toute l’année doivent se faire dans des espaces contrôlés. Plusieurs types d’espaces d’agriculture contrôlée peuvent s’intégrer en ville : serres traditionnelles, serres sur toit ou encore des espaces d’agriculture intégrée au bâtiment (eAIB) comme des cultures hydroponiques empilées verticalement. Toutefois, les impacts potentiels de ces types de production peuvent être très différents et sont actuellement peu connus. Également, peu de données sont disponibles pour l’analyse de ces types de production. Dans une optique de réduction de l’empreinte environnementale de la production agricole, il importe de quantifier les impacts potentiels de ces nouveaux types de production. L’objectif principal de ce mémoire est de quantifier les impacts environnementaux potentiels de différents types de production agricole en environnement contrôlé pouvant s’intégrer en ville dans un contexte énergétique québécois. Pour ce faire, quatre scénarios sont comparés en utilisant la méthode d’analyse environnementale du cycle de vie (ACV) : (1) une serre traditionnelle sur sol, (2) une serre sur toit, (3) un eAIB avec éclairage naturel et artificiel, (4) un eAIB avec éclairage artificiel uniquement, qui sont soit chauffées au gaz dans le cas des serres ou climatisés avec des systèmes électriques pour les eAIB. Comme il existe très peu de données disponibles sur les consommations énergétiques de tels scénarios, des modèles énergétiques sont montés pour chaque scénario à l’aide d’outils de simulation de la performance de bâtiment (SPB). Une calibration d’un premier modèle (serre sur sol) est également effectuée afin de renforcer la confiance dans les estimations des gains thermiques des plantes et des consommations énergétiques associées au maintien des conditions de culture (température et humidité). Le modèle calibré a permis d’évaluer certaines mesures de conservation de l’énergie. Parmi les mesures analysées, les économies d’énergie varient entre 5% et 30% et la mesure avec la période de retour sur investissement la plus rapide est l’isolation du mur nord (entre 9 et 16 ans à 3,36 $/GJ). En ce qui a trait aux résultats de l’ACV, ils tendent à démontrer qu’aucun scénario ne performe mieux dans toutes les catégories d’impacts environnementaux. Les scénarios de la serre sur toit et de l’eAIB avec éclairage naturel obtiennent de meilleurs scores de façon générale pour l’ensemble des catégories. Le score du réchauffement climatique potentiel varie entre 0.62 et 2.79 kg CO2 eq. L’analyse de sensibilité effectuée tend à démontrer que les types d’éclairage et le transport n’affectent pas les tendances générales des résultats, mais que les sources d’énergie de chauffage peuvent grandement influencer les résultats. Au Québec, la priorité devrait être donnée à l’utilisation d’énergies renouvelables (maximisation de l’éclairage naturel, utilisation d’électricité pour le chauffage, etc.) pour réduire l’empreinte environnementale de la production agricole.

Date	15 juil. 2019
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Danielle Monfet (Directeur(-trice)) & Annie Levasseur (Codirecteur(-trice))