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L’agrivoltaïsme : cultiver l’énergie et la terre simultanément



Écrit par : Jérémie Proulx

Édité par : Mya Ouassini Maamri


 À première vue, installer des panneaux solaires sur des champs semble contre-productif. Après tout, les cultures ont besoin de tout le soleil possible, non? Et pourtant, cette combinaison peut bel et bien s’avérer profitable. En effet, l’agrivoltaïsme - une pratique qui permet aux terres agricoles de produire à la fois de la nourriture et de l'énergie verte – connaît un essor important. Le Japon, avant-gardiste dans ce domaine, comptait en 2021 près de 2000 centrales agrivoltaïques en activité (Tajima et al., 2021). Aujourd’hui, cette pratique se répand progressivement à travers l’Asie et l’Europe, gagnant en popularité. Cependant, comme toute solution innovante, l’agrivoltaïsme présente aussi ses limites. Pour saisir pleinement les raisons de son succès, il est important de comprendre ses concepts fondamentaux, ses avantages et ses risques, ainsi que d’explorer des solutions possibles aux différents enjeux qui en découlent.


Bien que les premiers projets de déploiement d’agrivoltaïsme datent de 2004, les traces de cette pratique remontent jusqu’à 1981. Effectivement, Armin Zastrow et Adolf Goetzberger, deux physiciens allemands, sont reconnus comme les pionniers de l’agrivoltaïsme. Ensemble, ils ont trouvé une solution à deux défis majeurs posés par l’émergence de la production d’énergie solaire en milieu agricole : la répartition équitable des terres ainsi que la saturation photosynthétique (ATOO Énergie, 2024). Autrement dit, ils ont déterminé le seuil à partir duquel l’intensité des rayons du soleil ne contribue plus à la croissance des végétaux. Ainsi, en installant des panneaux photovoltaïques en bonne quantité au-dessus de cultures avec une faible saturation photosynthétique, ils deviennent une protection aux brûlures et aux intempéries pour ces cultures. Comme l’explique Poiré en 2023, « ce qu'on constate globalement sur nos installations agrivoltaïques, c'est qu'on va réduire fortement les pertes par brûlure sur les fruits. On va réduire les besoins en irrigation jusqu'à 30 % sur un certain nombre de cultures ». Cette pratique permet également aux agriculteurs de réduire leur consommation d’eau, car l’évapotranspiration des végétaux est généralement moins importante à l’ombre qu’au soleil. Quant au choix des cultures, l’agrivoltaïsme favorise les plantes de petite taille telles que les légumes-racines, les légumes-feuilles, les arbustes fruitiers ou encore les fleurs pollinisatrices (Newton et al., 2024).


Alors que les températures grimpent aux quatre coins de la planète et que les intempéries s’annoncent plus fréquentes et violentes, les avantages de cette pratique deviennent de plus en plus intéressants. En effet, la hausse des températures affecte autant les cultures végétales et le bétail que les travailleurs, puisqu’elle entraîne une augmentation des besoins en eau. Or, grâce aux panneaux solaires, ces quantités peuvent être considérablement réduites en apportant de l’ombre aux terres. L'agrivoltaïsme présente également des avantages pour les éleveurs d'animaux. En offrant plus d'ombre, il aide à réguler la température corporelle des animaux, réduisant leur stress thermique et contribuant ainsi à une production accrue (Ombrea, 2024). Enfin, les agriculteurs eux-mêmes pourront également profiter de cette ombre, notamment en période de canicule. Ce fut le cas du paysan français Vincent Delmas, qui témoigne: « Je suis très content de mon choix parce que, des années comme l'année dernière, on a eu des canicules qui se sont succédé pendant trois mois, voire quatre mois. Pour moi, mes salariés et nos plantes aussi, on était très heureux de travailler là-dessous, à l'ombre » (Poiré, 2023). 


Toutefois, l’agrivoltaïsme présente certains risques. Le premier s’agit de la tentation pour certains agriculteurs de faire de leurs panneaux solaires leur principale source de revenus, au détriment de leurs cultures. Comme l’a souligné Antoine Nogier, directeur de Sun’Agri, : « Des gens vont mettre des panneaux au sol avec des moutons et dire que c’est de l’agrivoltaïsme, alors que c’est juste du photovoltaïque à la ferme » (Moullot, 2021). Le but premier de l’agrivoltaïsme étant l’utilisation de panneaux photovoltaïques au profit des cultures, l'avertissement de M. Nogier est à prendre en compte pour les agriculteurs qui envisagent d’ajouter ces installations à leur terre. À cela s’ajoutent les coûts d’installation et de maintenance des panneaux, des montants considérables qui pourraient compromettre la rentabilité d’un tel système s’il n’est pas installé en fonction des cultures et du climat.


En revanche, ces problèmes peuvent être évités grâce à une installation adaptée et réglementée des panneaux solaires. D’abord, une façon efficace d’optimiser les rendements des cultures associées aux panneaux photovoltaïques est de s’assurer que ces derniers puissent être pilotés. En effet, le pilotage à distance permet aux agriculteurs de suivre la performance de leurs installations en temps réel. Par exemple, l’entreprise Sun’Agri en fait bon usage : « Grâce à une station météo et à différents capteurs installés sur le site, l’entreprise analyse en temps réel l'évolution des conditions météorologiques. Elle peut orienter les panneaux pour produire de l’électricité et protéger les cultures de la chaleur ou des intempéries » (Poiré, 2023). Ainsi, il est possible de maximiser la production solaire tout en optimisant la quantité d’ombre offerte par ces panneaux, selon la météo, l’état des cultures et le moment de la journée. Quant aux coûts liés la mise en place et à la maintenance des panneaux photovoltaïques, il est important de clarifier que dans la plupart des cas, c’est un développeur solaire qui gère la centrale sur le terrain; tandis que l’exploitant agricole et le propriétaire pourront bénéficier de revenus sous forme de loyer ainsi que de contrats d’entretien et de services (Solaire Conseil, 2024). En ce qui concerne les relations entre l’agriculteur et le propriétaire, ils ont le luxe de négocier le bail rural en fonction de l’ampleur des nouvelles installations photovoltaïques. Évidemment, un agriculteur qui est propriétaire de sa terre peut également pratiquer l’agrivoltaïsme en se procurant des panneaux desquels il retirera des profits directs, mais devra se conformer aux réglementations visant les producteurs solaires indépendants et assumer les coûts des installations.


En somme, l’agrivoltaïsme représente une innovation prometteuse combinant production agricole et énergétique. Cette pratique, déjà établie au Japon, présente de nombreux avantages alléchants, autant pour les développeurs que pour les producteurs et propriétaires de terres agricoles. Que ce soit pour protéger les cultures, le bétail et les travailleurs, augmenter les rendements de plusieurs types de cultures ou en tirer des profits, cette pratique est au cœur de la gamme de solutions aux crises climatique, agricole et énergétique. En revanche, comme toute nouvelle découverte, elle n’est pas exempte de risques et d’incertitudes. Il est donc important d’implémenter des règlementations adéquates afin de pouvoir profiter pleinement de cette technologie, qui pourrait jouer un rôle clé dans la transition énergétique de demain.




 

Références:



Fisk, T. (2021). Solar Farm at Sunny Day [Image en ligne]. Pexels. https://images.pexels.com/photos/9893729/pexels-photo-9893729.jpeg


Moullot, P. (2021, 5 décembre). Agrivoltaïsme : Attention à ne pas tomber dans le panneau. Libération. https://www.liberation.fr/environnement/agriculture/agrivoltaisme-attention-a-ne-pas-tomber-dans-le-panneau-20211205_JIOKSQ5UWNENFL6Q7U5INCJSCI/


Newton, E., & Silos, N. (2024, 15 juillet). Agrivoltaics : Doubling up Solar Energy With Crop Production. Agritecture. https://www.agritecture.com/blog/agrivoltaics-doubling-up-solar-energy-with-crop-production


Poiré, M. (2024). L’agrivoltaïsme pour protéger les cultures. Radio Canada. https://ici.radio-canada.ca/info/long-format/2019233/agrivoltaisme-agriculture-energie-solaire-panneaux


Qu’est-ce que l’agrivoltaïsme ? (2024, 4 octobre). ATOO Énergie. https://www.atoo-energie.com/blog/transition-energetique/agrivoltaisme/


Tajima, M., & Iida, T. (2021). Evolution of agrivoltaic farms in Japan. AIP Conference Proceedings, 2361(1). https://doi.org/10.1063/5.0054674 


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