Une installation agricole urbaine innovante et primée crée des conditions de croissance écoénergétiques dans des tunnels à 120 pieds sous les rues animées de Clapham à Londres. Les micro-verts et les feuilles de salade prospèrent grâce à un programme de surveillance intelligent qui enregistre la température, taux d'humidité et de CO2.

Cultiver sous terre, qui a été lancé en 2015 et est situé dans d'anciens abris antiaériens de la Seconde Guerre mondiale, utilise des systèmes hydroponiques pour produire de manière durable la culture sans pesticides. Les tunnels sont loués à Transport for London (TfL), qui était heureux de les voir mis au travail après avoir dormi pendant 60 ans.

L'objectif de Growing Underground est d'amener la production de cultures comestibles au cœur de la ville tout en minimisant l'impact carbone du transport des aliments. Les plateaux verdoyants de fenouil, ciboulette ail, pousses de pois et coriandre, entre autres, peut être cueilli et mis dans une assiette dans un restaurant en quelques heures. L'entreprise avant-gardiste, qui vend ses verts via Ocado et Marks &Spencer et vise à être neutre en carbone, vient de recevoir le BBC Future Food Award.

Dr Ruchi Choudhary, co-investigateur du Cambridge Center for Smart Infrastructure and Construction (CSIC), qui dirige l'initiative Energy Efficient Cities (EECi) au Département d'ingénierie, a commencé à travailler avec Growing Underground en 2015, suite à un projet d'optimisation énergétique réalisé pour les Jardins botaniques royaux, Kew. Cette étude de modernisation des serres de Kew a vu le développement d'un modèle de simulation qui a incorporé le transfert de chaleur et de masse associé à la transpiration des plantes dans la simulation énergétique dynamique des structures de la serre.

"L'idée était d'étendre le projet d'optimisation énergétique à l'agriculture urbaine et la collaboration avec Growing Underground a fourni l'environnement idéal, " dit Mélanie Jans-Singh, un doctorat EECi étudiant étudiant l'intégration de l'agriculture urbaine dans les villes réutilisant les ressources gaspillées. Rébecca Ward, un chercheur associé à l'EECi, qui a développé la simulation d'énergie à effet de serre à Kew, fait également partie de l'équipe travaillant avec Growing Underground.

En mars de l'année dernière, une gamme d'instruments, y compris des capteurs sans fil et des webcams qui surveillent la température, humidité, CO2, vitesse de l'air et lumière, a été installé dans une section du tunnel actuellement utilisée pour la culture. D'autres capteurs ont été ajoutés cet été pour aider à maintenir une température constante du tunnel entre 20 et 25 °C. "Il y a de grandes variations spatiales de température dans le tunnel mais partout il faut avoir les mêmes conditions, " explique Mélanie, qui a passé les six derniers mois à construire et à calibrer les capteurs. "La plupart des capteurs ont besoin de câbles. Nos capteurs sont sans fil et sont conçus pour faire face à l'humidité souterraine."

Il y a deux tunnels à différents niveaux - au total 65, 000 pieds carrés de terriers pouvant accueillir jusqu'à 8, 000 personnes – et Growing Underground a l'intention d'étendre l'entreprise l'année prochaine.

L'agriculture urbaine se développe rapidement au Japon et en Asie du Sud-Est, où les installations sont appelées usines d'usines qui sont situées dans de nouveaux bâtiments dédiés. « Bien que nous nous concentrions sur l'agriculture urbaine, nous cherchons à réutiliser les espaces plutôt que d'utiliser de nouveaux bâtiments, et ceux-ci pourraient être des tunnels ou des toits qui ne sont pas actuellement utilisés, " dit Mélanie.

Les données recueillies à partir de l'instrumentation informent le modèle de transfert de chaleur et de masse de cette « serre tunnel » unique. "Notre surveillance aide Growing Underground à optimiser le rendement tout en réduisant la consommation d'énergie. Si, par exemple, il y a un doute sur la façon dont les plantes poussent à un certain endroit, Je peux me référer à la mesure de la vitesse de l'air pour que nous puissions identifier les conditions précises. Lorsque les plantes poussent mieux dans une zone que dans une autre, l'instrumentation nous aide à comprendre pourquoi."

La surveillance en temps réel signifie que les conditions peuvent être modifiées en fonction des données analysées. La ventilation est le principal consommateur d'énergie du projet Growing Underground et les données de surveillance ont permis des ajustements qui ont réduit la consommation pour la ventilation sans affecter le rendement.

Les fondateurs de la société partiellement financée par le crowdfunding, Richard Ballard, qui a découvert les tunnels lorsqu'il était étudiant en cinéma à la recherche de lieux, et Steven Dring, qui a une formation en logistique, peuvent accéder aux données 24h/24 et 7j/7. Les données analysées elles-mêmes ont de la valeur; il crée un « passeport de performance à vie » qui fournit aux propriétaires d'actifs, présent et futur, avec une riche source d'informations.

"Nous avons eu beaucoup de chance de nous associer à l'Université de Cambridge. Ruchi et son équipe nous ont vraiment aidés à surveiller et à développer l'espace qui nous permettra à terme d'obtenir l'environnement de culture optimal, " dit Richard. " Ils nous ont fourni des rapports mensuels qui nous ont permis de faire des ajustements pour améliorer la température, humidité et vitesse de l'air, et maintenant nous travaillons ensemble pour améliorer les niveaux de CO2 grâce à l'enrichissement."

La collaboration entre les entreprises et les universités profite à toutes les parties prenantes. Growing Underground fournit l'étude de cas pour de futures recherches et les universitaires fournissent des données qui aideront les cultures, et l'entreprise, s'épanouir.

À plus long terme, l'équipe EECi aimerait créer un guide pratique pour ajouter une « serre » à un espace qui n'était pas auparavant utilisé à cette fin, identifier les conditions requises pour transformer un espace en serre. "Nous utilisons cette étude de cas pour créer un outil de simulation de base pour l'intégration de l'agriculture urbaine dans l'espace urbain inutilisé, " dit Mélanie. " La deuxième partie de mon doctorat. se concentrera sur la recherche d'espaces optimaux dans les villes pour l'agriculture urbaine. J'examinerai l'ensemble de Londres et étudierai d'autres typologies d'espaces inutilisés dans les villes à des fins d'agriculture urbaine."

Des aspects supplémentaires seront introduits dans le modèle de simulation dans le but d'optimiser l'efficacité énergétique. « Nous examinerons comment nous pouvons intégrer les co-bénéfices entre les usines et les bâtiments. Lorsqu'un bâtiment est chauffé, une grande quantité de chaleur résiduelle est produite. La chaleur résiduelle (et peut-être aussi le CO2) peut être exploitée à des fins productives. » Melanie examinera également comment l'agriculture urbaine pourrait contribuer à améliorer la qualité de l'air, consommation d'énergie et consommation d'eau.

« Une fois que nous avons compris les synergies grâce à notre modèle de simulation, n'importe quelle ville peut être considérée de cette façon, " dit Mélanie.

Rébecca, qui a construit le modèle de simulation d'optimisation énergétique pour Kew, applique maintenant ses talents de mannequin à Growing Underground. L'équipe EECi visite les tunnels du Growing Underground une fois par mois pour vérifier l'instrumentation, faire rapport à Richard et Steven et, parfois, profiter des fruits de leur travail. "Les feuilles de salade fraîches et les herbes sont vraiment bonnes, " dit Mélanie. " Ils sont très savoureux. "