Agrivoltaïsme : quels bénéfices agronomiques ?

 

L'agrivoltaïsme est l'association, sur une même parcelle, d'une activité agricole d'élevage ou de culture et d'une production d'électricité solaire. Des panneaux photovoltaïques sont installés en hauteur ou via des structures mobiles afin de préserver les pratiques agricoles qui se déroulent au-dessous.

Alors que les centrales solaires au sol ne rendent pas possibles les activités agricoles sur les terrains occupés, l'agrivoltaïsme induit une complémentarité entre culture, élevage et production d'énergie renouvelable. En France, cette pratique est strictement encadrée pour garantir que la priorité reste donnée à l'agriculture.

Alors que les centrales solaires au sol ne rendent pas possibles les activités agricoles sur les terrains occupés, l'agrivoltaïsme induit une complémentarité entre culture, élevage et production d'énergie renouvelable. En France, cette pratique est strictement encadrée pour garantir que la priorité reste donnée à l'agriculture.

Pour qu'un projet soit qualifié d'agrivoltaïque, il doit se conformer à plusieurs critères :

• Le maintien de l'activité agricole, avec des installations qui ne doivent pas empêcher l'exploitation du sol par les agriculteurs ;
• La réversibilité, c'est-à-dire la possibilité de démonter les structures sans que les sols ne soient altérés à moyen terme ;
• L'amélioration des performances agricoles, qu'il soit question des rendements, de la qualité des productions ou de la résilience face aux aléas climatiques.

Pour les cultures et le maraîchage

Protection contre les aléas climatiques

Les dispositifs agrivoltaïques permettent de créer un microclimat avec un ombrage partiel, ce qui protège efficacement les cultures contre les intempéries de plus en plus fréquentes et violentes. Les panneaux photovoltaïques endossent le rôle de bouclier naturel contre les fortes chaleurs, le gel printanier, les épisodes de grêle ou les sécheresses prolongées, phénomènes qui peuvent compromettre des récoltes entières.

L'ombrage des structures photovoltaïques soutient la croissance plus régulière des végétaux et réduit leur stress, notamment parce qu'il limite leur exposition directe aux rayons du soleil les plus intenses et qu'il atténue les écarts de température. Cette protection est particulièrement intéressante pour les cultures sensibles, telles que les salades, les épinards, les fraises ou les jeunes pousses maraîchères.

Réduction du stress hydrique et meilleure gestion de l’eau

Un autre bénéfice agronomique majeur de l'agrivoltaïsme de culture est qu'il entraine une nette réduction des besoins en irrigation. Plusieurs études internationales, qui ont notamment été réalisées au Japon et aux États-Unis, montrent que l'ombrage fourni par les panneaux solaires diminue la température du sol de 2 à 4°C, ce qui limite l'effet d'évapotranspiration et préserve le taux d'humidité dans les sols.
 

Selon les cultures et les régions, cette régulation thermique mène à une baisse des besoins en eau de 14 à 29 %, tout en conservant un bon niveau de croissance. Ce gain est très avantageux en période de sécheresse, ou dans les zones qui sont soumises à des restrictions en matière d'irrigation.

En Chine, en Allemagne ou aux États-Unis, les cultures qui ont bénéficié d'un ombrage photovoltaïque ont affiché une meilleure tolérance au stress hydrique, en particulier les espèces les plus fragiles, comme la laitue et les fraises.

Maintien et amélioration des rendements agricoles
 

Certaines idées reçues portent à croire que l'agrivoltaïsme ne permet pas de réaliser d'excellents rendements agricoles, et c'est pourtant tout le contraire. Les expérimentations qui ont été effectuées au Japon et en Corée du Sud ont mis en évidence, grâce à une bonne gestion du microclimat sous les panneaux, des gains de productivité pour des cultures tolérantes à l'ombre.

Dans le cas des légumes-feuilles, à l'instar des salades et des épinards, mais aussi des fraises et de certaines variétés de tomates, le rendement par mètre carré peut même être supérieur à celui qui est observé en plein champ, surtout dans les périodes de fortes chaleurs.

Pour les cultures qui ont des besoins plus importants en termes de lumière, comme le maïs ou les céréales, le dispositif agrivoltaïque doit faire l'objet d'une conception très rigoureuse pour que les bénéfices agronomiques soient garantis. L'espacement entre les rangées, la hauteur des infrastructures ou encore l'orientation des panneaux ont en effet une très forte incidence sur les résultats qui peuvent être obtenus.

Pour l’élevage

Amélioration du bien-être animal

L'influence positive sur le confort et la santé des animaux et l'un des plus notables bénéfices agronomiques de l'agrivoltaïsme d'élevage. Les panneaux solaires installés sur les prairies pâturées créent de précieuses zones d'ombre, qui réduisent considérablement le stress thermique chez les bovins, les ovins, les caprins ou les volailles.

Cette protection contre les fortes chaleurs est un véritable atout lors des épisodes caniculaires, qui ont tendance à se multiplier sous nos latitudes. Les animaux profitent d'un environnement plus frais, ce qui réduit les risques de coups de chaleur, préserve leur appétit, améliore leur fertilité, et augmente leur productivité du cheptel.

Ce niveau de confort amélioré joue un rôle direct dans l'accroissement de la performance globale de l'élevage, et permet en même temps de mieux se conformer aux exigences de plus en plus prégnantes en matière de bien-être animal.

Qualité et stabilité du fourrage

L'agrivoltaïsme contribue également à la préservation, voire à l'amélioration, de la qualité agronomique des pâturages, un aspect primordial pour l'alimentation du bétail. Les zones ombragées par les panneaux photovoltaïques gardent un taux d'humidité plus élevé, même en période de sécheresse.

Cette fraîcheur du couvert végétal permet à l'herbe de continuer à pousser, alors qu'elle aurait rapidement jauni ou séché en plein soleil. Les éleveurs disposent ainsi d'un fourrage plus abondant, plus stable, et de meilleure qualité nutritionnelle. En période de gel, l'ombrage peut aussi éviter les dégâts sur la végétation, ce qui assure une alimentation continue et plus régulière pour les animaux3.

Des études menées par le Fraunhofer Institute, en Allemagne, montrent d'ailleurs que cette régulation du microclimat joue en faveur d'une composition herbacée plus adaptée, et participe au développement d'une plus grande résilience des prairies face aux variations climatiques.

 

Optimisation de l’utilisation des surfaces agricoles

La valorisation des terrains parfois sous-exploités et l'ultime bénéfice agronomique de l'agrivoltaïsme d'élevage. Le fait de maintenir une activité pastorale sur des parcelles équipées de panneaux photovoltaïques évite que les usages agricoles et la production énergétique n'entrent en conflit.

Mieux encore, la double valorisation agricole et énergétique peut rendre économiquement viable des terres considérées comme marginales, telles que les pentes sèches, les sols pauvres ou les terrains difficilement mécanisables4. Cette approche offre aux exploitants l'opportunité de diversifier leurs sources de revenus tout en continuant d'exercer leur activité principale.

Pour les collectivités ou les propriétaires de terres peu fertiles, l'agrivoltaïsme d'élevage s'accompagne de nouvelles perspectives en termes de développement durable et local, puisqu'il concilie production alimentaire, autonomie énergétique, et préservation des espaces agricoles.

Les nombreuses études menées à l'international, et celles qui commencent à apparaître en France, convergent vers la même conclusion. Quand les infrastructures sont minutieusement étudiées et bien conçues, l'agrivoltaïsme constitue une solution agronomique efficace et pérenne, source de bénéfices concrets pour les agriculteurs.

Protection microclimatique, augmentation de la résilience des systèmes de culture et d'élevage, optimisation ou stabilisation des rendements agricoles, amélioration du bien-être animal dans les élevages, optimisation de l'usage des sols, et même diversification des revenus, l'agrivoltaïsme a de nombreux atouts à faire valoir et s'impose comme une réponse très intéressante et vertueuse pour appréhender les problématiques et défis actuels et futurs.

La réussite d'un projet agrivoltaïque, et le faitde pouvoir en dégager des bénéfices agronomiques, dépendent néanmoins de sa conception. Le choix des cultures, le type d’élevage, le climat local, l’orientation des panneaux, leur espacement et leur hauteur comptent parmi les paramètres les plus déterminants. Un juste équilibre doit être trouvé entre les besoins des cultures ou des animaux d'élevage et les objectifs de production d'énergie.