Pour accompagner le développement des fermes urbaines professionnelles et des circuits courts et de proximité dans les grandes métropoles, nous proposons des outils à base de programmes mathématiques d'aide à la conception de fermes maraîchères diversifiées ciblant les demandes de différents types de clients en fruits et légumes frais locaux. Les solutions techniques de culture en ville se développent rapidement, mais compte-tenu des contraintes fortes de la production agricole urbaine (foncier limité, coûts opérationnels élevés), la définition de modèles économiques viables pour des fermes pérennes est un vrai défi pour les maraîchers urbains. Trois modèles en programmation linéaire mixte sont présentés et confrontés aux résultats du terrain : un modèle de dimensionnement stratégique annuel, un modèle de sélection de la meilleure combinaison de clients et un modèle de dimensionnement stratégique pluri-annuel des fermes maraîchères. Des résultats numériques et les performances des modèles sont présentés à partir de cas concrets multi-produits, multi-techniques et multi-périodes. Nos contributions résident dans la prise en compte de la périssabilité des produits frais dans le dimensionnement stratégique des systèmes de production, incluant le dimensionnement de la main d’œuvre agricole. / To support the urban farm emergence trend in large metropolises, we propose decision support tools based on mathematical programs to design market gardening farms targetting the demands of different categories of clients in local fresh fruits and vegetables. Technical solutions develop rapdily, but the strong constraints linked to urban farming, such as limited surface and high operating costs, make difficult to define viable and sustainable business models for urban market gardeners. Three mixed integer linear programming models are presented: An annual strategic sizing model, a client combination selection model and a plurennial strategic sizing model for diversified fruit and vegetable farms. Numerical results and model performances are presented, based on multi-products, multi-techniques and multi-periods real cases. Our main contributions are the consideration of the perishable nature of fruits and vegetables in strategic production systems sizing models, including notably the investments and workforce sizing.

Food systems are considered one of the most important anthropogenic activities contributing to climate change. On the other hand, climate change influences the conditions for growth with more frequent droughts and heatwaves. This contradiction poses a significant challenge to future food systems, which need not only become more sustainable, but also increase its production to feed a growing population, as stated in both the United Nations Sustainable Development Goals, and the Swedish action plan on food. This has given rise to alternative ways of producing food, such as urban farming and, in particular vertical hydroponic farming, where food is grown indoors in a controlled environment with artificial lighting and with a minimum use of water and without pesticides. In this study, a vertical hydroponic farm located in Stockholm, Sweden, is examined using life cycle assessment in terms of environmental sustainability. The farm, located in a basement space, works together with the building in a symbiotic network, where the farm provides the building with excess heat from the lighting, and in turn obtains carbon dioxide from an office floor. The findings from the study show that electricity is a major contributor to the environmental performance of the farm, along with the infrastructure employed. The impacts of water use in the farm, is very low, along with the impacts associated with the delivery of the crops; illustrating the advantages of producing food locally. By substituting the synthetic fertilizers employed to biofertilizers, and by substituting the plastic bag material to renewable material, reductions in greenhouse gases are possible. The symbiotic development between the farm and the building is shown very beneficial to the farm, highlighting the importance of synergies between actors in urban areas. / Livsmedelsindustrin anses vara en av de största antropogena drivkrafterna bakom klimatförändringarna. Å andra sidan så förändrar klimatförändringar i sig förutsättningarna för hållbar odling, med mer frekventa torrperioder, extrem värme och extrem nederbörd. Denna konträra situation ställer stora krav på framtidens livsmedelsindustri, som dessutom måste producera mer mat för att mätta en ökande befolkning; ett åtagande som står angivet både i FN:s globala mål och i den svenska Livsmedelsstrategin. Många forskare menar att dagens livsmedelsindustri inte kommer klara denna omställning, och att alternativa metoder för att producera mat behövs. Urban odling har föreslagits som en del av lösningen, och i synnerhet vertikal hydroponisk odling där grödor växer inomhus i en kontrollerad miljö med artificiell belysning, låg vattenanvändning och utan bekämpningsmedel. Den här studien undersökte en vertikal hydroponisk odling i Stockholm, och bedömde dess miljömässiga hållbarhet med hjälp av en livscykelanalys. Odlingen, som sker i en källarlokal, samarbetar med den omslutande byggnaden i en urban symbios, där odlingen förser byggnaden med spillvärme från belysningen, och får i sin tur koldioxid från en kontorslokal. Enligt resultat från studien bidrar elektriciteten till den största miljöpåverkan, men även infrastruktur har stor påverkan. Vattenanvändningen i odlingen är däremot väldigt låg, och miljöpåverkan från leveransen av varorna är mycket låg, vilket belyser fördelarna med att odla mat lokalt. Odlingen kan bland annat minska sin miljöpåverkan genom att byta ut det nuvarande konstgödslet till biogödsel och genom att byta ut plastpåsarnas material till förnybar plast. Symbiosen mellan odlingen och byggnaden visade sig vara väldigt gynnsam, vilket vidare belyser vikten av samspel mellan olika aktörer i den urbana miljön.