Agrivoltaïsme : le développement d’une filière qui allie agriculture et photovoltaïque

Au croisement de l’agriculture et du photovoltaïque, l’agrivoltaïsme est une technique révolutionnaire, qui fait beaucoup parler d’elle ces derniers temps. Portée par de nombreuses politiques en faveur des énergies renouvelables, cette pratique est en plein essor et s’avère prometteuse. Explications.

Agrivoltaïsme : allier production agricole et production d’électricité verte

Concept mis en place dans les activités agricoles, l’agrivoltaïsme allie l’agriculture avec l’utilisation de panneaux solaires photovoltaïques. Concrètement, il consiste à associer sur un même site, une production agricole (maraichage, élevage, ou vigne), et une production d’énergie solaire via des panneaux solaires. Toutefois, la production d’électricité photovoltaïque ne doit représenter qu’une activité secondaire. Les systèmes agrivoltaïques ont pour objectif principal de protéger les cultures et les élevages, de préserver les terres agricoles des aléas climatiques (sècheresse en été, grêle, gel, canicule, etc.) tout en participant au développement des énergies renouvelables. L’agrivoltaïsme permet de participer aux transitions énergétique et agricole. L’ADEME ou l’Agence de Développement et de la Maitrise de l’Énergie parle de l’agrivoltaïsme comme une synergie entre le photovoltaïque et l’agriculture.

Illustration de panneaux solaires montés sur des poutres métalliques dans un champ

Les avantages portés par une telle installation photovoltaïque agricole

La mise en place d’une installation photovoltaïque au-dessus de cultures agricoles présente de nombreux avantages et de nombreuses perspectives tant pour l’agriculture, que pour l’énergie solaire :

L’agrivoltaïsme permet avant tout de préserver la culture des aléas climatiques. Telle une serre photovoltaïque, l’installation de panneaux solaires au-dessus des cultures protège celles-ci de la canicule et de l’intensité des rayons solaires qui peuvent provoquer la sècheresse. Le système photovoltaïque captera les rayons du soleil pour les transformer en énergie. L’agrivoltaïsme permet également de protéger des intempéries et des conséquences désastreuses sur la production.
Dans cette même optique, l’agrivoltaïsme permet alors d’améliorer les rendements agricoles. Par conséquent, de participer au développement de l’agriculture et de ses retombées économiques. L’agrivoltaïsme permet de préserver les terres, de les rentabiliser ou de maintenir les cultures existantes.
En outre, il faut aussi prendre en compte le revenu supplémentaire apporté par le photovoltaïque. En revendant d’électricité photovoltaïque produite ou en faisant louer ses terres agricoles à une société qui produit de l’énergie solaire, l’agriculteur peut rentabiliser son installation agrivoltaïque.
En terme d’impact environnemental, on ne peut ignorer les avantages de l’agrivoltaïsme. Il permet de réduire l’empreinte carbone du secteur agriculture solaire en produisant des énergies renouvelables. Mais en plus, l’agrivoltaïsme permet de faire des économies d’eau avec le principe d’évapotranspiration.

Cultures et énergie solaire : une filière en plein développement dans le monde

Compte tenu de ses avantages et de ses perspectives de développement, l’agrivoltaïsme est en passe d’être une filière à part entière. Il a été mis en œuvre au Japon depuis 2004 et a commencé à se développer dans l’Asie puis dans l’Europe à partir de 2009. En France, l’agrivoltaïsme a été lancé depuis 2009 par l’INRA et l’IRSTEA. Ce projet agrivoltaïsme porte sur la réalisation et l’exploitation d’une centrale photovoltaïque sur des terres de cultures. Le programme a permis de développer le plus important système agrivoltaïque en France avec une technologie innovante : des panneaux solaires installés à 5 mètres du sol, mobiles et inclinables automatiquement en fonction de l’ombrage et de l’ensoleillement.

France : vers une mise en place d’un cadre légal pour les systèmes agri-photovoltaïques

Aujourd’hui 20 % de la production d’énergie solaire sur le territoire français se fait dans les champs. Cette production est amenée à croitre rapidement dans les prochaines années selon l’OPECST en 2020 (*). Le développement de l’agrivoltaisme en France a également permis la création de l’association France Agrivoltaïsme qui œuvre pour le développement pérenne de cette pratique.
Des projets de certification et de labellisation sont également en cours, tandis que l’Agence de la transition écologique ADEME (*) travaille déjà sur la définition agrivoltaïsme. Avec la Commission de régulation de l’énergie ou CRE, plusieurs appels d’offres ont été lancés pour encourager les installations d’agrivoltaïsme et notamment la production d’électricité photovoltaïque sur les surfaces agricoles. Tandis qu’au Sénat, des propositions de loi agrivoltaïsme en faveur de son développement et de sa définition légale sont en cours de réflexion. (*)

Comment mettre en place une installation agrivoltaïque ?

Si l’agrivoltaïsme propose de nombreux bénéfices et intérêts, il présente tout de même quelques spécificités. Actuellement, il existe 3 types d’installations possibles pour mettre en place un système agrivoltaïque :

Les ombrières dynamiques ou mobiles avec des panneaux solaires orientables et inclinables en fonction des conditions climatiques. Ce système d’agrivoltaïsme est idéal pour les cultures maraichères, pour les vignes ou l’arboriculture.
Les ombrières fixes avec des panneaux solaires fixes et installés en hauteur pour permettre le passage des engins agricoles comme les tracteurs. Ce système d’agrivoltaïsme est recommandé pour la culture du maïs, du blé ou pour le maraichage.
Les centrales solaires au sol qui consistent à une installation photovoltaïque basse sur des prairies permanentes et qui sont destinées à l’élevage/pâturage de moutons ou de bovins

Quid des serres photovoltaïques ?

L’agrivoltaïsme est souvent confondu avec les serres photovoltaïques. Le principe de fonctionnement porte à confusion puisque les deux pratiques permettent de mettre en place une installation photovoltaïque en dessous d’une culture. Contrairement à l’agrivoltaïsme qui vise à protéger les cultures en utilisant des panneaux solaires au-dessus des cultures, les serres photovoltaïques sont conçues pour maximiser la production d’électricité photovoltaïque en utilisant l’espace de la serre. Ces installations sont souvent utilisées pour produire de l’énergie renouvelable tout en cultivant des plantes en même temps. Les panneaux solaires sont installés sur le toit de la serre, ce qui permet aux plantes de bénéficier d’un éclairage naturel, tout en étant protégées des intempéries et des températures extrêmes. Les serres photovoltaïques sont considérées comme une alternative plus écologique aux centrales solaires au sol, car elles utilisent des terres déjà affectées à l’agriculture et contribuent ainsi à préserver les terres agricoles. Ce qui est aussi le cas de l’agrivoltaïsme.

Les défis et les limites de l’agrivoltaïsme

Secteur en plein essor, l’agrivoltaïsme est tout du moins en stade d’expérimentation. Et à cette phase, le système présente encore de nombreuses contraintes et limites ainsi que des défis importants. Et même si les premiers résultats de l’agrivoltaïsme sont encourageants, force est de constater que la mise en place de l’agrivoltaïsme peut être complexe et doit prendre en compte de plusieurs défis comme :

Compétition pour les ressources en eau : la centrale photovoltaïque peut créer de l’ombre, réduisant l’évaporation et la transpiration des plantes, ce qui peut réduire les besoins en eau. Cependant, si les panneaux solaires sont installés trop près des cultures, ils peuvent également réduire la quantité d’eau disponible pour les plantes, créant ainsi une compétition pour les ressources en eau.
Compétition pour l’espace : l’installation photovoltaïque prend de l’espace qui serait normalement utilisé pour la culture des plantes. Il est donc important de trouver un équilibre entre la surface occupée par les panneaux solaires et celle utilisée pour la production agricole.
Choix des cultures : Toutes les cultures ne sont pas compatibles avec l’agrivoltaïsme. Les cultures à feuilles larges comme le maïs peuvent être moins performantes sous les panneaux solaires, tandis que les cultures à feuilles étroites comme les légumes-feuilles peuvent mieux prospérer sous les panneaux.
Coût initial élevé : Le coût initial de l’installation de panneaux solaires peut être élevé et peut représenter un obstacle pour les agriculteurs qui envisagent de se lancer dans l’agrivoltaïsme.
Maintenance : Les panneaux solaires nécessitent une maintenance régulière pour garantir leur bon fonctionnement et leur durabilité. Cette maintenance peut être coûteuse et représenter un fardeau supplémentaire pour les agriculteurs.
Règlementation : Les règlementations locales peuvent parfois rendre difficile la mise en place d’une installation d’agrivoltaïsme. Il est donc important de se renseigner sur les règlementations locales avant de commencer un projet d’agrivoltaïsme.

AURALIANCE : acteur majeur dans le développement des innovations photovoltaïques en France

En tant qu’acteur majeur de la transition énergétique en France, AURALIANCE ne cesse de promouvoir le développement des innovations photovoltaïques à travers ses entreprises ISOWATT, ISOWATT PRO OU SFECO. Leur expertise photovoltaïque nous permet de proposer à nos clients, des innovations photovoltaïques telles que les installations de carports solaires, de toitures photovoltaïques ou même des installations d’agrivoltaïsme. Nous serons ravis d’étudier de tels projets avec nos clients.
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SOURCES

https://presse.ademe.fr/2022/04/photovoltaique-et-terrains-agricoles-un-enjeu-au-coeur-des-objectifs-energetiques.html
https://www.radiofrance.fr/franceculture/podcasts/la-question-du-jour/qu-est-ce-que-l-agrivoltaisme-8118340
https://fr.wikipedia.org/wiki/Agrivoltaïque
https://www.techniques-ingenieur.fr/actualite/articles/pour-le-solaire-agricole-lopecst-mise-sur-lagrivoltaisme-82261/
https://librairie.ademe.fr/energies-renouvelables-reseaux-et-stockage/4992-caracteriser-les-projets-photovoltaiques-sur-terrains-agricoles-et-l-agrivoltaisme.html
https://www.senat.fr/rap/l22-013/l22-013_mono.html

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