Agrivoltaïsme : L’énergie verte au service des agriculteurs

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Pour répondre aux préoccupations climatiques, il est important d’adopter les énergies renouvelables et d’améliorer l’utilisation des terres agricoles. Pour lutter contre le réchauffement climatique, l’agrivoltaïsme est une solution originale qui combine l’agriculture et la production d’énergie solaire. Cette approche permet de répondre simultanément aux besoins alimentaires et énergétiques, tout en préservant l’environnement.

Qu’est-ce que l’agrivoltaïsme ?

L’agrivoltaïsme est une pratique qui allie la production agricole et l’énergie photovoltaïque sur une même parcelle. Concrètement, il s’agit d’installer des panneaux solaires au-dessus des cultures ou des pâturages afin de convertir l’énergie solaire en électricité.

Ces panneaux photovoltaïques ont une double fonction :

• Ils protègent les cultures des intempéries et de l’excès de soleil
• Et ils évitent d’utiliser de grandes surfaces seulement pour installer des panneaux solaires.

Arrivé dans les années 1980, l’agrivoltaïsme s’est vite développé à partir des années 2000, d’abord en Asie puis en Europe. Cette technique permet de rendre les terres agricoles plus polyvalentes, en produisant de l’électricité sans interrompre les activités agricoles habituelles.

L’objectif est de concilier la production agricole et la production d’énergie, tout en offrant des avantages pour l’environnement et l’économie.

Comment fonctionne l’agrivoltaïsme ?

Le fonctionnement de l’agrivoltaïsme repose sur l’installation de panneaux solaires surélevés, adaptés aux besoins des cultures en dessous.

Installation des panneaux solaires

• Les panneaux sont installés assez haut pour laisser passer les machines agricoles et pour que les plantes reçoivent suffisamment de lumière. Cela permet aussi de ne pas gêner le travail des agriculteurs.
• Les systèmes agrivoltaïques utilisent des technologies pour ajuster l’ombre, en orientant ou inclinant les panneaux selon les besoins des cultures et la météo. Cette flexibilité permet d’optimiser l’apport en lumière naturelle pour les plantes tout en maximisant la production d’énergie solaire.

Production d’énergie

• Les panneaux solaires captent l’énergie du soleil et la convertissent en électricité grâce à des cellules photovoltaïques.
• L’électricité produite peut être utilisée sur la ferme pour l’irrigation, l’éclairage, etc., ou vendue en étant injectée dans le réseau électrique.

Gestion de la lumière et du microclimat

• Les panneaux solaires jouent un rôle dans la gestion de l’ensoleillement, créant des zones d’ombre partielle. Moduler la lumière peut aider certaines cultures en réduisant la chaleur excessive et en gardant l’humidité du sol.
• L’ombre créée par les panneaux peut également protéger les cultures contre les intempéries, comme la grêle ou les fortes pluies.

Suivi et optimisation

• Des capteurs et des systèmes automatiques peuvent régler les panneaux solaires pour produire plus d’énergie tout en améliorant les conditions pour les cultures.
• Les données recueillies permettent d’adapter le système en fonction des besoins spécifiques des plantes et des conditions météorologiques locales.

Impact économique et environnemental

• Les agriculteurs peuvent diversifier leurs revenus grâce à la vente de l’électricité produite, tout en maintenant ou améliorant leur production agricole.
• L’agrivoltaïsme aide à réduire les émissions de gaz à effet de serre en utilisant plus d’énergies renouvelables, tout en renforçant l’agriculture face aux changements climatiques.

Il existe plusieurs types d’installations agrivoltaïques, chacun étant adapté à des besoins spécifiques :

Quelles solutions agrivoltaïques possibles ?

Types d’installation

• Panneaux fixes sur structures élevées : Les panneaux sont installés en hauteur pour que les machines agricoles puissent passer dessous. Ils restent en place et sont conçus pour avoir peu d’impact sur les cultures.
• Panneaux inclinés ou orientables : Les panneaux peuvent être inclinés ou orientés en fonction du soleil et des besoins des cultures. Cette flexibilité permet de maximiser la production d’énergie et d’ajuster l’ombre selon les conditions climatiques et les exigences des cultures.
• Panneaux suiveurs solaires : Les panneaux bougent pour suivre le soleil tout au long de la journée. Ils produisent plus d’énergie, mais nécessitent plus d’espace et de gestion.
• Panneaux intégrés dans les structures agricoles : Les panneaux sont sur les toits des bâtiments agricoles comme des serres ou des hangars. Ils produisent de l’énergie sans utiliser de terrain supplémentaire.
• Systèmes de culture en sous-couverture : Les panneaux sont installés en hauteur ou inclinés pour créer des ombrages partiels. Ce type est souvent utilisé pour des cultures sensibles au soleil ou pour améliorer la conservation de l’humidité du sol.

Chaque type d’installation a ses avantages et inconvénients. Le choix dépend généralement des besoins spécifiques de la culture, des conditions climatiques et des objectifs de production d’énergie.

Différences entre l’agrivoltaïsme et centrale solaire traditionnelle

L’agrivoltaïsme et les centrales solaires traditionnelles partagent le même objectif : produire de l’énergie à partir du soleil. Mais diffèrent par leur conception, leur utilisation, et leur impact sur l’environnement et l’agriculture. Voici les principales différences :

Utilisation des terres

• Panneaux solaires traditionnels : Ces panneaux sont généralement installés sur des terrains réservés uniquement à la production d’énergie solaire. Cela peut poser problème, car ces terrains ne peuvent plus être utilisés pour d’autres activités, comme l’agriculture.
• Agrivoltaïsme : Ce système combine la production d’énergie solaire avec des activités agricoles sur la même parcelle. Les terres continuent d’être utilisées pour l’agriculture, ce qui permet une exploitation double (énergie et culture) sans compromettre l’un ou l’autre.

Impact sur l’agriculture

• Panneaux solaires traditionnels : Ils n’interagissent pas avec l’agriculture. Ils sont installés sur des terrains non agricoles ou sur des terres agricoles transformées uniquement pour l’énergie.
• Agrivoltaïsme : Les panneaux solaires sont intégrés à l’environnement agricole, protégeant les cultures du soleil excessif, des intempéries, et aident à maintenir l’humidité du sol. En conséquence, certaines cultures peuvent bénéficier d’un microclimat plus favorable.

Conception et disposition des panneaux

• Panneaux solaires traditionnels : Ils sont souvent fixés à des structures rigides, orientées de manière optimale pour maximiser la production d’électricité. Ces panneaux sont installés en rangées serrées, sans considération pour l’usage agricole du sol.
• Agrivoltaïsme : Les panneaux sont montés sur des structures élevées ou mobiles pour ajuster la lumière selon les besoins des cultures dessous. Ils sont conçus pour que l’agriculture puisse se poursuivre efficacement sous les panneaux.

Objectifs environnementaux

• Panneaux solaires traditionnels : L’objectif principal est de maximiser la production d’énergie solaire pour répondre aux besoins énergétiques. Parfois, cela peut nuire à l’environnement, surtout si des terres agricoles ou des habitats naturels sont transformés en fermes solaires.
• Agrivoltaïsme : Il vise à équilibrer la production d’énergie avec les besoins agricoles, en minimisant l’impact environnemental. En évitant l’artificialisation des terres, l’agrivoltaïsme contribue à préserver les sols tout en participant à la transition énergétique.

Rentabilité et revenus

• Panneaux solaires traditionnels : Les revenus proviennent exclusivement de la production d’électricité, souvent via des contrats de vente d’énergie à long terme.
• Agrivoltaïsme : En vendant de l’électricité, les agriculteurs gagnent de l’argent tout en continuant à cultiver, ce qui diversifie leurs revenus.

Contrairement aux centrales solaires classiques qui couvrent tout pour produire plus d’énergie, l’agrivoltaïsme tient compte des besoins des cultures. Tandis que les installations de panneaux solaires traditionnels se concentrent sur l’énergie et négligent l’agriculture. L’agrivoltaïsme cherche à équilibrer la production d’énergie et l’agriculture pour qu’ils coexistent harmonieusement.

Quels sont les bénéfices de l’agrivoltaïsme pour les agriculteurs ?

Diversification des revenus

L’un des principaux avantages de l’agrivoltaïsme pour les agriculteurs est la diversification des sources de revenus. En effet, les agriculteurs peuvent gagner de l’argent en vendant à la fois leurs produits agricoles et l’électricité produite par les panneaux solaires. Cette double source de revenus aide à stabiliser les finances des exploitations, particulièrement dans un contexte de volatilité des marchés agricoles.

Protection des cultures

Les panneaux solaires protègent naturellement les cultures des conditions climatiques extrêmes. Ils régulent le microclimat en réduisant l’évaporation et en protégeant les plantes de la grêle ou des fortes pluies. Cette protection diminue le stress hydrique et peut améliorer les rendements, surtout dans les régions arides ou semi-arides.

Optimisation des terres

L’agrivoltaïsme permet une utilisation optimale des terres agricoles. Au lieu de choisir entre culture et production d’énergie, les agriculteurs peuvent combiner les deux activités sur la même surface. Cela est particulièrement important dans les régions où les terres arables sont limitées, offrant ainsi une solution pour maximiser leur utilisation sans compromettre la production agricole.

De plus, les panneaux solaires réduisent l’exposition des cultures à la lumière, protégeant ainsi les plantes de la chaleur excessive tout en réduisant l’évaporation de l’eau. Cela peut améliorer la qualité et le rendement de certaines cultures sensibles aux variations climatiques.

Comment l’agrivoltaïsme peut contribuer à la transition énergétique ?

Réduction de l’empreinte carbone

En favorisant l’énergie solaire sur des terres agricoles, l’agrivoltaïsme contribue directement à la réduction des émissions de CO2. Cette approche remplace les énergies fossiles par une énergie propre et renouvelable, aidant ainsi à réduire les gaz à effet de serre.

Préservation de la biodiversité

L’installation de systèmes agrivoltaïques peut avoir un impact positif sur la biodiversité. En modulant l’ombre et en réduisant la température du sol, ces installations peuvent créer des microhabitats favorables à la faune et à la flore locale. De plus, l’agrivoltaïsme aide à préserver la biodiversité des sols en limitant l’érosion et en maintenant un couvert végétal.

Résilience climatique

Face aux changements climatiques, l’agrivoltaïsme aide à rendre l’agriculture plus résistante. Il protège les cultures des conditions extrêmes et optimise l’utilisation de l’eau, aidant ainsi les agriculteurs à s’adapter tout en produisant de l’énergie durable.

Agrivoltaïsme : que dit la loi française ? Quelles évolutions ?

En France, l’agrivoltaïsme est réglementé pour équilibrer la production d’énergie solaire et l’agriculture, tout en évitant les problèmes qui pourraient nuire aux cultures. Voici un aperçu de la législation française en la matière et de ses évolutions récentes :

Cadre législatif actuel

• Loi Énergie-Climat de 2019 : Cette loi a posé les bases pour les énergies renouvelables, y compris l’agrivoltaïsme. Elle facilite l’installation de panneaux solaires sur les terres agricoles tout en protégeant l’activité agricole. La loi met en avant la nécessité de concilier production agricole et production d’énergie renouvelable.
• Réglementation ICPE (Installations Classées pour la Protection de l’Environnement) : Les projets agrivoltaïques peuvent être soumis à cette réglementation selon leur taille et leur impact sur l’environnement. Les installations doivent respecter des critères stricts pour éviter l’artificialisation des sols et protéger l’environnement.
• Planification locale : Les projets agrivoltaïques doivent être conformes aux documents d’urbanisme locaux (comme les Plans Locaux d’Urbanisme, qui indiquent les zones sur lesquelles ces installations peuvent être développées).

Critères d’agrivoltaïsme

• En 2021, le ministère de la Transition écologique a précisé les critères pour l’agrivoltaïsme. Ces critères assurent que les projets allient réellement agriculture et énergie solaire, plutôt que d’utiliser les terres agricoles uniquement pour les panneaux solaires.
• Loi Climat et Résilience de 2021 : Cette loi a renforcé les exigences pour l’utilisation des terres agricoles à des fins autres que l’agriculture. Elle insiste sur la protection des terres agricoles et naturelles, exigeant que les projets agrivoltaïques prouvent leur aspect agricole.
• Les projets doivent démontrer que l’installation de panneaux photovoltaïques apporte un bénéfice direct à l’activité agricole (protection des cultures, amélioration de la productivité, etc.), tout en évitant une perte significative de surfaces cultivées.

Perspectives futures

• Renforcement des critères : Des discussions ont lieu pour durcir les critères des projets d’agrivoltaïsme, afin d’éviter les abus.
• Développement durable : Les nouvelles lois pourraient donner des avantages aux projets qui allient une vraie synergie entre agriculture et production d’énergie. Il faudra également que ces projets s’intègrent bien dans le paysage agricole.
• Cadre européen : La France devra adapter ses règles aux nouvelles directives européennes. Elles pourraient imposer des exigences supplémentaires sur la biodiversité et l’utilisation durable des terres pour les projets agrivoltaïques.

Perspectives et avenir de l’agrivoltaïsme

Innovations technologiques

L’avenir de l’agrivoltaïsme dépend des avancées technologiques, comme l’amélioration des panneaux solaires et leur intégration avec des systèmes intelligents pour contrôler les cultures. Des innovations, telles que l’utilisation de matériaux plus efficaces ou des panneaux mieux adaptés aux besoins des cultures, pourraient améliorer cette pratique.

Expansion et adoption

L’agrivoltaïsme est en pleine expansion, avec une adoption croissante à l’échelle mondiale. Les pays cherchent de plus en plus à intégrer cette technologie dans leurs stratégies de transition énergétique. Les tendances montrent une multiplication des projets et une augmentation des surfaces consacrées à l’agrivoltaïsme, particulièrement en Europe et en Asie.

Rôle dans la transition énergétique

L’agrivoltaïsme pourrait jouer un rôle central dans la stratégie globale de transition énergétique. En intégrant cette technologie dans les plans de développement rural et les politiques agricoles, on peut réduire les émissions de CO2 tout en assurant la sécurité alimentaire. L’agrivoltaïsme offre ainsi une voie prometteuse vers un avenir où agriculture et énergie renouvelable coexistent harmonieusement.

Les freins au développement de l’agrivoltaïsme

Bien que l’agrivoltaïsme présente de nombreux avantages, plusieurs facteurs expliquent pourquoi il n’est pas encore plus répandu. Tout d’abord, toutes les cultures ne sont pas forcément compatibles avec cette technologie. Les structures photovoltaïques peuvent limiter l’accès de la lumière pour certaines plantes, ce qui nécessite une adaptation des types de cultures ou des variétés utilisées.

Ensuite, l’installation de panneaux solaires peut rendre l’accès aux machines agricoles plus complexe, surtout pour les cultures nécessitant de gros équipements, ce qui limite son utilisation aux cultures plus manuelles ou à petite échelle, comme en agriculture biologique.

De plus, le coût initial d’installation est souvent élevé et représente un frein pour de nombreux agriculteurs, malgré les bénéfices économiques à long terme. Enfin, les réglementations autour de l’usage des terres agricoles pour des projets énergétiques restent parfois floues ou contraignantes, freinant ainsi le déploiement à grande échelle de cette technologie.

Conclusion

En résumé, l’agrivoltaïsme offre une chance unique de combiner agriculture et énergie renouvelable. Il apporte des avantages économiques aux agriculteurs, protège les cultures, et aide à la transition énergétique. Cependant, il est important de continuer à innover et à ajuster les règles pour soutenir son développement. Dans un monde de plus en plus soucieux de l’environnement, l’agrivoltaïsme pourrait devenir un élément clé de l’agriculture durable et de la transition énergétique.