Le secteur agricole, déjà très impliqué dans le développement des énergies renouvelables, est un secteur clé pour l’atteinte des objectifs énergétiques à court et moyen terme. Dans ce cadre, de nouvelles installations sur terrains agricoles voient le jour.
Le développement des énergies renouvelables au sein du secteur agricole est aujourd’hui une ambition partagée pour permettre d’atteindre les objectifs de la programmation pluriannuelle de l’énergie d’ici 2030.
Au-delà du déploiement déjà dynamique sur les toitures des bâtiments agricoles, des installations photovoltaïques sur des terrains agricoles pourraient contribuer à l’atteinte de ces objectifs énergétiques. Cependant, il sera nécessaire de veiller à la préservation de la qualité des sols et de prendre en compte les impacts du photovoltaïque sur les activités agricoles.
A cet effet, l’agrivoltaïsme se distingue par les services qu’il apporte.
1/ Des applications prometteuses
Actuellement, les systèmes photovoltaïques sur terrains agricoles prennent la forme de serres (notamment de maraîchage) ou de centrales au sol sous lesquelles paissent des élevages ovins, mais il est à noter que de nouvelles applications se développent : ombrières fixes ou dynamiques au-dessus des cultures, systèmes solaires pour l’aquaculture ou modules verticaux placés dans les champs (haies photovoltaïques).
Des études ont montré le bénéfice que peuvent avoir de telles installations, notamment pour la haie photovoltaïque, pouvant protéger contre les aléas climatiques tout en améliorant les conditions de culture, notamment dans les régions sèches, en apportant de l’ombre ou en limitant l’évapotranspiration.
2/ Une notion à préciser
La notion d’agrivoltaïsme a émergé au sein de la filière photovoltaïque en France, notamment grâce aux différents appels d’offres du gouvernement en faveur de l’énergie solaire.
Mais qu’est-ce que l’agrivoltaïsme ?
Les installations agrivoltaïques sont des installations permettant de couper de façon innovante une production photovoltaïque secondaire à une production agricole principale en permettant une synergie de fonctionnement démontrable. Dans ce cas, les installations doivent répondre à un besoin agricole en y répondant par un service explicite et en étant conçues de manière à optimiser les productions agricole et électrique.
Cependant, la qualification des notions principale et subjective restent assez subjectives et ne sont pas si simples à délimiter.
3/ Des interactions complexes
Les deux activités (agricoles et énergétiques) devant se partager l’espace disponible et l’ensoleillement, les rendements respectifs sont fortement influencés par les caractéristiques de l’installation photovoltaïque.
De manière générale, la performance énergétique des systèmes photovoltaïques sur terre agricole est inférieure ou égale aux systèmes sans activité agricole. En effet, afin de pouvoir maintenir des rendements agricoles « acceptables », la production d’électricité photovoltaïque via les panneaux s’en trouve contrainte et le coût de production est ainsi plus élevé.
Par ailleurs, l’installation de panneaux photovoltaïques a, en général, des effets neutres ou négatifs sur la production agricole, qui reste influencée par quatre grands facteurs pouvant avoir des effets sur son rendement, sa qualité et son homogénéité :
- Le rayonnement solaire
- La température
- L’évapotranspiration
- L’efficience de l’eau
Ainsi, la combinaison d’une production agricole avec une production photovoltaïque sera dépendante des interactions physiques ayant lieu entre chacune de ces productions et influençant directement les quatre facteurs cités ci-avant.
Dans tous les cas, donc, le couplage agri-voltaïque demande une adaptation des deux composantes comme présenté dans le schéma ci-dessous : le système photovoltaïque et le système agricole.
Ainsi, les résultats obtenus sur les rendements dépendent beaucoup des conditions pédoclimatiques des projets, des espèces et variétés cultivées et des caractéristiques des structures photovoltaïques associés (taux de recouvrement, orientation des panneaux, hauteur, …). Ainsi, certaines installations bénéfiques sur un territoire donné ne le seront peut-être pas ailleurs.
4/ La réalité du terrain
Parmi les difficultés fréquemment rapportées lors des différentes études, il est mis en évidence une méconnaissance des effets de l’ombrage sur les cultures ainsi qu’un manque de retours agronomiques. Cette difficulté est parfois aggravée par un manque de conseil et d’accompagnement de la part des développeur et structuristes sur l’adaptation des itinéraires culturaux et les variétés envisagées.
Selon les exploitants interrogés dans les diverses études effectuées, les principaux atouts des projets de systèmes photovoltaïques sont l’accès à des structures agricoles (serres) à coût nul ou à moindre coût, l’accès à du foncier supplémentaire (foncier qui ne pouvait pas être exploité avant le projet), la protection contre divers aléas (notamment météorologiques) et le soutien économique à la valorisation d’un foncier contraignant ou à la pérennisation d’une exploitation (via une diversification des revenus).
Une information préalable nécessaire à obtenir :
Le versement de loyer au propriétaire foncier ou d’indemnité à l’exploitant n’est pas systématique et dépend largement des systèmes proposés. On observe ainsi une pluralité de pratiques allant du versement d’un loyer très supérieur au prix d’un fermage classique à l’absence d’indemnité ou de loyer, justifiée par le gain et le service agronomique apportés par la structure.
Il convient de garder en mémoire que bon nombre de serres photovoltaïques installées historiquement en France se sont soldées par des échecs, faute d’accompagnement par le développeur et d’appropriation par l’agriculteur, mais surtout par l’appât du gain financier au détriment d’une réelle réflexion autour d’un projet agricole.
C’est pourquoi il est impératif de s’informer en amont. Aujourd’hui, beaucoup de développeurs solaires laissent entendre que leur système est agrivoltaïque dès lors qu’il s’implante sur une surface agricole, ce qui est loin de suffire. Il faut à tout prix éviter que l’agrivoltaïsme serve de prétexte pour s’installer sur des surfaces agricoles en y favorisant uniquement une production d’électricité.
C’est pourquoi, en s’appuyant sur les différents retours d’expérience, l’ADEME insiste sur la nécessité de ne pas aller trop vite. Une perte de luminosité, des rendements dégradés, des exploitants démunis car peu accompagnés, une production agricole passée au second plan et l’absence d’études claires sur les impacts environnementaux sont les points de vigilance majeurs repérés.
Définition par l’ADEME
Une installation photovoltaïque peut être qualifiée d’agrivoltaïque lorsque ses modules photovoltaïques sont situés sur une même surface de parcelle qu’une production agricole et qu’ils l’influencent en lui apportant directement (sans intermédiaire) un des services ci-dessous, et ce, sans induire, ni dégradation importante de la production agricole (qualitative et quantitative), ni diminution des revenus issus de la production agricole.
– Service d’adaptation au changement climatique
– Service d’accès à une protection contre les aléas
– Service d’amélioration du bien-être animal
– Service agronomique précis pour les besoins des cultures (limitation des stress abiotiques etc…)
Au-delà de ces aspects majeurs de caractérisation, le projet d’agrivoltaïsme se doit également d’assurer sa vocation agricole, de garantir la pérennité du projet agricole tout au long du projet, sa réversibilité et son adéquation avec les dynamismes locales et territoriales, tout en maitrisant ses impacts sur l’environnement, les sols et les paysages.
Enfin, en fonction de la vulnérabilité possible des projets agricoles, l’installation agrivoltaïque se doit d’être adaptable et flexible pour répondre à des évolutions possibles dans le temps.