Que devrions-nous faire avec les toits du monde... produire de la nourriture ou de l’énergie?
Une nouvelle étude indique que l’agriculture sur les toits engendre de plus grands avantages économiques, tandis que la production d’énergie solaire sur les toits est plus efficace pour réduire les émissions de gaz à effet de serre.
Par Sarah DeWeerdt (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)
Une combinaison soigneusement équilibrée de potagers et de panneaux solaires sur les toits pourrait répondre à 15 % des besoins en légumes d’une ville et produire 5 % de son électricité en moyenne, selon une nouvelle étude réalisée dans l’ensemble de la Chine.
La culture d’aliments sur les toits des villes est une stratégie de durabilité au potentiel prometteur. Il en va de même pour la production d’électricité à partir de panneaux solaires sur les toits (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). Malheureusement, un toit ne peut héberger qu’une seule de ces deux options. Alors, comment choisir la meilleure?
Par le passé, l’agriculture et la production d’énergie solaire ont habituellement été considérées de manière distincte sur les plans de la recherche et de la planification. Et ceux qui ont étudié une combinaison des deux possibilités se sont généralement limités à une seule ville ou à une petite région.
Dans le cadre d’une nouvelle étude, des chercheurs ont analysé le potentiel de l’agriculture et de l’installation de panneaux solaires sur les toits dans 124 villes chinoises comptant plus d’un million d’habitants.
Les chercheurs ont d’abord constitué une base de données de 13 millions de bâtiments à partir de sites Web sur l’immobilier et de cartes Google et Baidu. Ces données leur ont permis de repérer des toits plats sur des bâtiments de faible hauteur qui conviendraient pour l’agriculture ou l’installation de panneaux solaires, ainsi que des toits en pente et des bâtiments de grande hauteur sur lesquels on pourrait installer des panneaux solaires, mais pas des potagers.
Leurs analyses supposent que la moitié des surfaces théoriquement adaptées seraient réellement utilisées pour l’agriculture ou l’installation de panneaux solaires (une partie de l’espace étant réservée à d’autres usages, par exemple les escaliers de secours). Optimiser l’expansion (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre) de l’agriculture sur les toits pourrait permettre de répondre en moyenne à 24 % des besoins en légumes d’une ville, affirment les chercheurs dans le journal Nature Cities. L’utilisation des toits pour la production d’énergie solaire permettrait uniquement de fournir 10 % en moyenne de l’électricité d’une ville.
« Les toits urbains peuvent jouer un rôle important pour accroître l’autosuffisance alimentaire urbaine (légumes) et répondre à la demande en énergie propre », déclare Xuemei Bai (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre), membre de l’équipe de l’étude et chercheuse en durabilité urbaine à l’Université nationale australienne de Canberra.
Le potentiel de chaque stratégie varie d’une ville à l’autre, selon des facteurs comme le climat, la densité de la population ainsi que le type de bâtiments d’une ville et leur proximité. Par exemple, à son rendement maximum, une agriculture sur les toits pourrait combler de 3 % à 163 % des besoins en légumes, selon la ville, et à son maximum, la production d’énergie solaire sur les toits pourrait combler de 1 % à 47 % des besoins en électricité.
Les chercheurs ont aussi calculé les avantages économiques et environnementaux de la production d’énergie solaire et de l’agriculture sur les toits. « Nous avons constaté que, dans la plupart des villes, la production agricole génère de plus grands avantages économiques que la production d’électricité par zone unitaire, principalement en raison du prix considérablement élevé des légumes », écrivent les chercheurs. De façon générale, l’avantage économique de l’agriculture sur les toits (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre) est plus de trois fois supérieur à celui de la production d’énergie solaire.
La productivité et la rentabilité relativement faibles de l’énergie solaire sur les toits sont quelque peu surprenantes, reconnaît Mme Bai. Elle ajoute que ces résultats peuvent être attribuables au coût des panneaux solaires et à la forte demande en énergie de la part des industries dans les villes chinoises. En revanche, quand il est question de réduction des gaz à effet de serre (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre), la production d’énergie solaire sur les toits se distingue, ses avantages étant deux fois plus importants que ceux de l’agriculture sur les toits.
Ce constat a incité les auteurs à analyser comment combiner les deux stratégies pour en tirer le meilleur parti. Les chercheurs ont constaté que si on aménageait des potagers sur 61 % des toits plats en moyenne (de 15 % à 99 % des toits, selon la ville) et que l’on installait des panneaux solaires sur les toits plats restants, ainsi que sur les toits en pente, on pourrait conserver au moins la moitié des avantages potentiels maximums de chaque stratégie.
Cette configuration permettrait de répondre en moyenne à 15 % des besoins en légumes (de 0,5 % à 99 %) et à 5 % des besoins en électricité (de 0,5 % à 27 %) d’une ville. Les avantages économiques de cette stratégie correspondent à 1,7 % du PIB national et permettraient de réduire les émissions de gaz à effet de serre de 1,6 % à l’échelle nationale.
Cette stratégie nécessiterait cependant des ressources considérables, y compris jusqu’à 15 % de la consommation d’eau résidentielle urbaine dans certaines villes, ce qui pourrait par exemple mettre à rude épreuve les villes déjà soumises à un stress hydrique.
Cela dit, la méthode dans son ensemble pourrait servir à analyser la façon optimale d’équilibrer les différentes utilisations des toits dans d’autres villes du monde, affirment les chercheurs. « Certains pays et villes exigent l’installation de [panneaux] solaires dans les nouveaux projets de construction », déclare Mme Bai.
« Notre travail montre que les villes ont besoin de déterminer les façons les plus appropriées d’utiliser les espaces sur leurs toits, en examinant et en optimisant de nombreuses options, ainsi que leurs avantages et leurs coûts. »
Source : Yang R. et coll. Urban rooftops for food and energy in China (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). Nature Cities. 2024.
Article original en anglais : https://www.anthropocenemagazine.org/2024/10/what-should-we-do-with-the-worlds-rooftops-produce-food-or-energy/ (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)
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(S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)Anthropocène est la version française d’Anthropocene Magazine (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). La traduction française des articles est réalisée par le Service de traduction de l’Université Concordia (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre), la Durabilité à l’Ère Numérique (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre) et le pôle canadien de Future Earth (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre).