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SUPERFARM

Vertical farm

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World population in:   

2000 : 6.1 billion inhabitants
2019 : 7.7 billion inhabitants
2050 : 9.8 billion inhabitants

Source ONU

By the year 2050, nearly 80% of the earth’s population will reside in urban centers. Applying the most conservative estimates to current demographic trends, the human population will increase by about 3 billion people during the interim. An estimated 109 hectares of new land (about 20% more land than is represented by the country of Brazil) will be needed to grow enough food to feed them, if traditional farming practices continue as they are practiced today. At present, throughout the world, over 80% of the land that is suitable for raising crops is in use (sources: FAO and NASA). Historically, some 15% of that has been laid waste by poor management practices.

What can be done to avoid this impending disaster?


A potential solution : Indoor farming
Source : Dr DESPOMMIER, Dickson, The Problem, www.verticalfarm.com

In the footsteps of pioneers in vertical agriculture such as Dr. Dickson Despommier and recognizing unfortunately and without fail, that we will lack of agricultural areas to produce and feed the growing population in the coming years, the Studio NAB has dwelt on the matter and tried to provide a sustainable response to the urban food problems.

Nowadays, the agri-food system and its production methods are poorly organized and unsustainable over the long term, we see its limits and misdeeds everyday.

Our food travels many kilometers from the producer to the consumer and requires a very high consumption of water and fossil energy. Often wasted by large-scale retailers, food is not very nutritious and its production methods generate soil pollution due to the use of insecticides, herbicides and other chemical fertilizers. Furthermore, within the next fifty years, we won’t have enough land surfaces to produce food for humans. Nevertheless, the nearly eight billion people living mostly in the big cities today, and the ten billion inhabitants of tomorrow have and will need to be fed.

 

Vertical agriculture in urban areas is an alternative to the current scheme of farms and agri-food industries, which has become ineffective and subsequently dangerous for the global balance.Vector for ecological transition, the « Superfarm » project is part of a resilient and human-sensitive approach, paying attention to its health and its relations with food.

Far from the traditional urban farm producing salads or other fruits and vegetables, the « Superfarm » project, as its name suggests, focuses its production on the culture of foods with a high nutritional value that can be consumed in addition to a healthy diet, but also on foods likes fishes or honey. These foods have an exceptionally high content of essential nutrients, vitamins, trace elements, minerals, essential fatty acids, proteins or even fibers, enzymes, amino acids and antioxidants.

 

The « Superfarm » project also strives to recreate an ecosystem in an urban environment. Seaweed culture, beekeeping, insect farming, aquaponics and also various greenhouse cultivations and outdoor cultures, allow each living being to serve the growth of the others.

En 2050, près de 80% de la population mondiale vivra dans des centres urbains. En appliquant les estimations les plus prudentes aux tendances démographiques actuelles, la population humaine augmentera d’environ 3 milliards de personnes entre-temps. Selon les estimations, il faudra environ 109 hectares de nouvelles terres (environ 20% de plus que le Brésil) pour cultiver suffisamment de nourriture pour les nourrir, si les pratiques agricoles traditionnelles sont maintenues. Actuellement, dans le monde entier, plus de 80% des terres propices à la culture sont utilisées (sources: FAO et NASA). Historiquement, environ 15% de cela a été dévasté par de mauvaises pratiques de gestion.

Que peut-on faire pour éviter cette catastrophe imminente?


Une solution potentielle : l’agriculture en intérieur
Source : Dr DESPOMMIER, Dickson, The Problem, www.verticalfarm.com

Sur les traces de pionniers en matière d’agriculture verticale tel que le Dr. Dickson Despommier et partant du constat simple et malheureusement inévitable selon lequel nous manquerons de surfaces agricoles pour produire et nourrir la population croissante ces prochaines années, le Studio NAB s’est penché sur le sujet et a tenté d’apporter une réponse durable au problème d’alimentation en milieu urbain.

A l’heure actuelle, le système agroalimentaire et ses modes de production sont mal organisés et peu viables à long terme, nous en constatons les limites et les méfaits un peu plus chaque jour.

Nos aliments parcourent de nombreux kilomètres depuis le producteur jusqu’au consommateur et demandent une consommation d’eau et d’énergies fossiles très élevée. Souvent gaspillés par la grande distribution, ils sont peu qualitatifs d’un point de vue nutritif et leur mode de production génère une pollution des sols due à l’utilisation d’insecticides, d’herbicides et autres engrais chimiques.

D’ici cinquante ans, c’est la surface des terres qui commencera à manquer pour cultiver suffisamment de nourriture pour l’Homme.Néanmoins, les presque huit milliards de personnes vivant aujourd’hui majoritairement dans les grandes métropoles, et les dix milliards d’habitants de demain ont et auront besoin d’être nourris.

L’agriculture verticale en milieu urbain est une alternative au schéma actuel des exploitations et industries agroalimentaires devenu inefficace et à plus long terme dangereux pour l’équilibre mondial.

Vecteur de transition écologique, le projet « Superfarm » s’inscrit dans une démarche résiliente et sensible à l’humain, sa santé et son rapport à l’alimentation. Loin de la ferme urbaine traditionnelle produisant salades et autres fruits et légumes courants, le projet « Superfarm » comme son nom l’indique, axe sa production sur la culture d’aliments à forte valeur nutritionnelle pouvant être consommés en complément d’une alimentation équilibrée, mais aussi sur des aliments tels que les poissons et le miel.

Ces aliments ont une teneur exceptionnellement élevée en nutriments essentiels, vitamines, oligo-éléments, minéraux, acides gras essentiels, protéines ou encore fibres, enzymes, acides aminés et antioxydants.

 

Le projet « Superfarm » s’évertue également à recréer un écosystème en milieu urbain. L’algoculture, l’apiculture, l’entomoculture, l’aquaponie mais aussi les cultures végétales variées plantées sous serre et en extérieur permettent à chaque être vivant de servir à la croissance de l’autre.

• Project’s overview from a dock. In this configuration, « Superfarm » was imagined in the heart of a city on a river development.
Vue d’ensemble du projet depuis un quai. Dans cette configuration, « Superfarm » a été imaginée au coeur d’une ville sur un aménagement fluvial.

• View from the access footbridge. The farm spreads its floors in the form of stands.

Vue depuis la passerelle d’accès. La ferme déploie ses étages sous forme de gradins.

« Superfarm » is an innovative project, open to the city and responsible, whose main principles are as follows :


• Implement the project in a pragmatic way, in town and on the water


The first objective is to face a major anthropic crisis by allowing with this project, a withdrawal of human activity from natural environments. We are thus returning lands to nature so that ecosystems can be restored, and we try to respond to the lack of available arable lands, thanks to an implementation in urban areas.
On a twelve meters by twelve meters small surface, and a thirty-four meters height, this six-storey building is erected on the water to cope with the land crisis. Indeed, the price per square meter is very high in town. This reason has defined the direction of this constructive disposition.


• Produce high-yielding foods with high nutritional value


Produce vertically in stages is four to five times more efficient than the average yield of traditional horizontal farming, the lztter requires large amounts of areas.
From the seaweed to the bee, there is only one step ! This farm aims to produce a wide variety of highly nutritious foods, in the open soil and soilless cropping techniques, these latter fed by substrates come entirely from organic products or waste released by the organisms them-selves. Here is a non-exhaustive list : seaweed (Spirulina, Chlorella, Klamath ...), insects rich in protein and carbohydrate (beetles, caterpillars, grasshoppers ...), fishes raised in aquaponics (Tilapia, Trouts...), berries (Go-ji, Acerola, Acai ...), plants such as Ginseng or Aloe Vera and finally honey thanks to the establishment of hives in the greenhouse’s heart, the culminating point of the farm. Today we know the importance of bees’ reintroduction in our ecosystem.


• Reduce the health risk and water consumption


We reduce health risks and infectious diseases through a highly controlled indoor environment. We ban pesticides that are usually found in more conventional agriculture, we recycle and save water by recovering the vapor produced by plants’ evapotranspiration. Finally, we limit plants’ hydric stress through a controlled environment by providing them what they need, when they need it.

« Superfarm » est un projet innovant, ouvert sur la ville et responsable dont les grands principes sont les suivants :


• Implanter le projet de manière pragmatique, en ville et sur l’eau


Le premier objectif est de faire face à une crise anthropique majeur en permettant pour ce projet, un retrait de l’activité humaine des milieux naturels. Nous rendons ainsi des terres à la nature afin que les écosystèmes puissent s’y restaurer et tentons de répondre au manque de terres arables disponibles grâce à une implantation du projet directement en milieu urbain.
Avec une emprise « au sol » réduite de douze mètres par douze mètres et une hauteur de trente-quatre mètres, ce bâtiment de six étages est érigé sur l’eau pour faire face à la crise du foncier. En effet, le prix du mètre carré disponible en pleine terre étant très élevé en ville, c’est cette raison qui a défini l’orientation de cette disposition constructive.


• Produire sur un rendement élevé des aliments à forte valeur nutritionnelle


Produire verticalement en étages permet d’obtenir un rendement quatre à cinq fois supérieur au rendement moyen de l’agriculture traditionnelle dite horizontale, et gourmande en surface de production.
De l’algue à l’abeille il n’y a qu’un pas ! Cette ferme vise à produire une grande diversité d’aliments très nutritifs, en culture hors sol ou en pleine terre, ces derniers alimentés par des substrats provenant entièrement de produits organiques ou des déchets rejetés par les organismes eux-mêmes. En voici une liste non exhaustive :
des algues (Spiruline, Chlorella, Klamath...), des insectes riches en protéine et en glucide (scarabée, chenille, sauterelles...), des poissons élevés en aquaponie (Tilapia, Truite...), des baies (Goji, Acerola, Acai...), des plantes telles que le Ginseng ou l’Aloé Vera et enfin du miel grâce à la mise en place de ruches au coeur de la serre, le point culminant de la ferme. Nous connaissons aujourd’hui l’importance de la réintroduction des abeilles dans notre écosystème.


• Diminuer le risque sanitaire et réduire la consommation d’eau


Nous réduisons les risques sanitaires et les maladies infectieuses grâce à un environnement intérieur très contrôlé. Nous bannissons l’usage des pesticides que l’on trouve habituellement dans l’agriculture plus conventionnelle, nous recyclons et économisons les eaux en récupérant notamment la vapeur produite par l’évapotranspiration des plantes. Enfin, nous limitons le stress hydrique des végétaux grâce à un environnement maîtrisé en leur apportant ce dont ils ont besoin, quand ils en ont besoin.

• Basic cut of the functioning of the farm and details of the food produced by floors.

Coupe de principe du fonctionnement de la ferme et détails des aliments produits par étage.

• View of the production space in aquaponics in direct connection with the greenhouse. It allows to feed in nutrients both young plants located at the same level, but also the plants located under the greenhouse on the upper floor.
Vue sur l’espace de production en aquaponie en connexion directe avec la serre. Il permet d’alimenter en nutriments à la fois les jeunes plants situés au même niveau, mais aussi les plantes situées sous la serre à l’étage supérieur.

• Provide fresh products by promoting short circuits between producers and consumers


Restoring a social link between the producer and the consumer in the city, bringing them a greater proximity, allows inhabitants easier access to these products by coming directly to the farm. Accessible from the footbridge, a direct sales area has been imagined as well as a storage area for dry goods, cold rooms for perishable goods and a space-conditioning. In addition, the delivery to individuals, restaurants and associations can be implemented through couriers traveling in tricycles.


• Create a growth lever against unemployment, and revive the local economy


On a neighborhood scale, the « Superfarm » project can lead to substantial jobs creation and an ethical and responsible citizen contribution to the city’s economy. It also helps to create a collective awareness by federating the inhabitants and local partners around a common project of innovative and healthy urban agriculture.


• Energy self-sufficiency


To operate such a building, it requires to supply it with energy and ensure its operation all times of day and night. Thanks to the installation of wind turbines and solar panels, several Kw/h can be produced daily to supply the heat production systems and to allow the ventilation and lighting of indoor production areas.

• Fournir des produits frais en favorisant les circuits courts entre producteurs et consommateurs


Restaurer un lien social entre le producteur et le consommateur en ville, leur apporter une plus grande proximité, c’est permettre à l’habitant d’accéder facilement à ces produits en venant directement à la ferme. Accessible depuis la passerelle, une zone de vente en directe a été imaginée ainsi qu’une zone de stockage des produits secs, des chambres froides pour les denrées périssables et un espace de conditionnement. Par ailleurs, la livraison aux particuliers, aux restaurants et aux associations pourra être mise en place grâce à des coursiers se déplaçant en triporteurs.


• Créer un levier de croissance face au chômage et relancer l’économie locale


A l’échelle d’un quartier, le projet « Superfarm » peut permettre de substantielles créations d’emplois et une contribution citoyenne éthique et responsable pour l’économie d’une ville. Il permet aussi de créer une prise de conscience collective en fédérant les habitants et les partenaires locaux autour d’un projet commun d’agriculture urbaine innovant et sain.


• Une autosuffisance énergétique


Faire fonctionner un tel édifice demande de l’alimenter énergétiquement et permettre son bon fonctionnement de jour comme de nuit. Grâce à la mise en place d’éoliennes et de panneaux solaires, c’est plusieurs Kw/h qui pourront être produits quotidiennement pour alimenter les systèmes de production de chaleur et permettre la ventilation et l’éclairement des zones de production en intérieur.

• View from the platform on the seaweed’s production by photobioreactor and on spaces planted in open ground.
Vue depuis la plateforme sur la production d’algues par photobioréacteur et sur les espaces de plantation en pleine terre.

• View of the greenhouse, hives and planting spaces in open ground. On the roof, solar panels and wind turbines power the building energetically.
Vue sur la serre, les ruches et les espaces de plantation en pleine terre. En toiture, des panneaux solaires et des éoliennes alimentent le bâtiment énergiquement.