« L’agrivoltaïsme est favorable en présence d’aléas climatiques »

Le Monde de l’ Énergie ouvre ses colonnes à Michel-Pierre Faucon, docteur de l’Université Libre de Bruxelles, enseignant-chercheur en écologie végétale et agroécologie à l’institut polytechnique UniLaSalle, coauteur avec Marc Legras et Romain Gloaguen de l’article de diffusion scientifique Agrivoltaïsme : avantages et inconvénients d’installer des panneaux solaires dans les champs. Nous évoquons avec lui cette question de l’agrivoltaïsme, c’est à dire l’association, sur un même site, une production agricole (maraîchage, élevage ou vigne) et, de manière secondaire, une production d’électricité par des panneaux solaires photovoltaïques.

Le Monde de l’Énergie —Quelle est la place du photovoltaïsme et, plus spécifiquement, de l’agrivoltaïsme, dans la transition énergétique française ?

Michel-Pierre Faucon —Pour accélérer la transition écologique et énergétique, la production d’énergie renouvelable via le photovoltaïsme représente une solution clef : même dans le scénario disruptif de RTE (i.e. sobriété, 408 TWh en 2050), une puissance installée de 100 GW (soit ¼ à 1/5 de la consommation d’électricité en fonction des scenarii définis par l’ADEME en 2022) mobilisera à la fois les sols artificialisés et une partie des sols cultivés. Ces derniers représentent 52% des sols français (soit 28 millions d’hectare) : installer des panneaux photovoltaïques sur 1% de la surface agricole utilisée permettrait d’atteindre 200 à 280 GW de puissance électrique, de quoi couvrir quasi la moitié des besoins en énergie électrique de la France.

Ce n’est pas qu’une nouvelle source d’énergie pour la production d’électricité, puisque le photovoltaïsme est une technologie qui a 100 ans : les premières cellules photovoltaïques ont été conçues en 1913 et le premier panneau solaire a été développé en 1956 (mais uniquement avec un rendement de 6%, contre entre 13 à 18% aujourd’hui).

Le Monde de l’Énergie —La récente loi d’accélération des renouvelables a posé un cadre légal pour l’agrivoltaïsme. Où en est le développement de cette source d’énergie, en France et dans le monde ?

Michel-Pierre Faucon —En octobre dernier, l’ADEME dénombrait 167 projets d’agrivoltaïsme pour 1,3 GW. Plusieurs projets sont en cours mais verront le jour d’ici quelques années, puisque les études préalables (d’impacts sur le patrimoine historique, la biodiversité, sur l’activité agricole…), les enquêtes publiques, les demandes de permis d’installation, et l’installation en elle-même requièrent environ une durée de 2 à 3 ans.

Même si la Corée du Sud et le Japon ont initié l’agrivoltaïsme depuis plusieurs années, il est actuellement en extension dans plusieurs continents et pays. Par exemple, les USA étendent rapidement ce système de production (en une année, 8 000 hectares de terres cultivées dans le sud de la Californie ont accueillis un système d’agrivoltaïsme). D’ici 2030, l’installation solaire aux USA pourrait atteindre 330 GW de capacité installée (pour répondre à 14 % de la demande nationale), avec 209 GW prévus pour l’énergie solaire au sol, ce qui nécessiterait environ 8 000 km2 de terres, y compris des terres agricoles.

Le Monde de l’Énergie —Quels sont les avantages et les inconvénients de l’installation de panneaux photovoltaïques sur un parcelle agricole, en dehors de la production d’électricité ?

Michel-Pierre Faucon —Il est positif pour tous les systèmes de production pour lesquels l’ombrage additionnel des panneaux est bénéfique ; on pense par exemple aux systèmes maraîchers ou composés de prairies permanentes. La consommation d’eau peut diminuer grâce à un ombrage partiel et intermittent des modules photovoltaïques, constituant un micro-climat. De cette façon, le sol retient plus d’humidité et les cultures sont protégées d’un ensoleillement excessif, en particulier pendant les heures les plus chaudes de la journée. L’agrivoltaïsme est donc favorable en présence d’aléas climatiques et notamment en présence de culture d’été.

En absence de pic de chaleur et de sécheresse, l’AV pourrait présenter un effet neutre, voir négatif, notamment sur des sols fertiles, productifs… S’il y a une perte de rendement expliquée par une diminution de lumière disponible sous le panneau, elle sera plus importante sur un sol fertile. C’est la raison pour laquelle une analyse des activités agricoles et une étude d’impacts sont réalisées préalablement pour chaque projet, avant toute autorisation.

Ce système de production d’énergie renouvelable ne peut pas être généralisé puisque son impact dépend des spécificités des territoires (c’est à dire en fonction de sa patrimonialité, des enjeux de biodiversité, des températures, puisque les températures trop élevées réduisent l’efficacité des panneaux, de la création d’îlots de chaleur puisque la température à la surface des panneaux peut doubler…). Il trouve donc sa place dans un mix énergétique composé d’une combinaison de sources d’énergies renouvelables.

Le Monde de l’Énergie —Avec quel type de cultures et de parcelles présente-t-elle les meilleures synergies ?

Michel-Pierre Faucon —Théoriquement (puisqu’il est encore peu étudié), il serait favorable aux cultures sensibles aux aléas climatiques, comme les cultures d’été (cultures maraichères, ou de cycle court, dites les cultures de printemps, qui terminent leur cycle à la fin de l’été, par exemple le maïs, le soja…) et les prairies qui subissent une pression thermique et/ou liée à un déficit hydrique.

C’est également le cas des cultures qui fleurissent ou développent leurs feuilles précocement et sont ainsi vulnérables au gel (comme la vigne, des vergers)… Le rendement n’est pas le seul critère, la qualité des produits est aussi influencée par l’AV ; de récentes études ont montré le rôle de l’AV dans le maintien du taux de sucre dans les raisins. Néanmoins, ces nouveaux systèmes méritent d’être d’avantage étudiés afin de conseiller au mieux les acteurs du monde agricole.

Le Monde de l’Énergie —Quels sont les freins principaux à son développement ? Les revenus générés par les panneaux photovoltaïques ne risque-t-il pas d’entrer en concurrence avec la production agricole ?

Michel-Pierre Faucon —Les freins reposent surtout sur la modification du paysage soumis à la perception des habitants. Des haies peuvent être plantées autour de la parcelle accueillant le système d’agrivoltaïsme afin de limiter l’impact paysager. Le nombre important de critères ne permet pas le déploiement de l’agrivoltaïsme dans tous les territoires. La loi d’accélération des énergies renouvelables impose une compatibilité entre l’activité agricole et la production d’énergie renouvelable, l’indemnité est définie avec l’agriculteur en fonction de potentielles contraintes, elle n’est pas aussi rémunératrice que le bénéfice de la production agricole, limitant ainsi les dérives… et protégeant ainsi le service principal fourni par les agriculteurs à la société, qui est de la nourrir en réduisant ses externalités sur l’environnement.