« L’agrivoltaïsme peut rendre l’agriculture plus résiliente face au changement climatique »

Dans cet entretien au Monde de l’Énergie, Arnold Bourges, directeur France pour SolarEdge, spécialiste de la gestion intelligente de l’énergie solaire, revient sur la place de l’agrivoltaïsme dans le paysage énergétique français.

Le Monde de l’Énergie —Pouvez-vous nous résumer les derniers arbitrages du gouvernement sur l’agrivoltaïsme, dans le prolongement de la loi d’accélération des EnR de mars 2023 ?

Arnold Bourges —La loi n° 2023-175 du 10 mars 2023 relative à l’accélération de la production d’énergies renouvelables a introduit une définition française de l’agrivoltaïque – installation de production d’électricité utilisant l’énergie solaire, dont les modules photovoltaïques sont implantés sur une parcelle agricole mais où ils contribuent durablement à l’installation, au maintien ou au développement de la production agricole.

En application de cette loi, un projet de décret ministériel sur l’agrivoltaïsme a été rédigé. Il vise à appliquer l’article 54 de la loi, en définissant les conditions de développement de l’agrivoltaïsme en France.

Selon le projet de décret, les projets agrivoltaïques doivent apporter au moins un des services suivants à la parcelle agricole, pour garantir une production agricole significative et un revenu durable pour les agriculteurs :

• amélioration du potentiel et de l’impact agronomique ;

• adaptation au changement climatique ;

• protection contre les aléas ;

• amélioration du bien-être animal.

Le projet de décret distingue deux types de technologies agrivoltaïques :

• Les technologies « éprouvées », qui seront listées dans un arrêté, bénéficieront d’un taux de couverture (rapport entre la surface projetée des panneaux et la surface de la parcelle) adapté. Elles auront moins de contraintes (pas de zone témoin, contrôles relatifs à la production agricole tous les 5 ans uniquement). Les critères définissant ces technologies n’ont pas encore été communiqués.

• Les « autres » technologies :

  • Si le taux de couverture est inférieur à 40%, elles devront définir une zone témoin ou justifier d’une installation agrivoltaïque similaire à proximité. Les contrôles sur le rendement de la production agricole devront être effectués tous les 3 ans.

  • Si le taux de couverture est supérieur à 40%, elles seront limitées en taille. Elles devront mettre en place une zone témoin et seront soumises à des contrôles annuels.

Un autre critère important pour la protection des cultures, tel que défini par le projet de décret, est la limite de 10% de perte de rendement moyen par hectare.

Le Monde de l’Énergie —En quoi ces mesures répondent-elles aux attentes de la filière ? Où en est le développement de l’agrivoltaïsme en France ? Quelles sont les perspectives d’avenir ?

Arnold Bourges —A bien des égards, la France est pionnière dans le développement de l’agrivoltaïsme. Depuis plusieurs années, l’agrivoltaïsme est promu par le biais des appels d’offres CRE/PPE, et de nombreux projets ont ainsi été réalisés. De plus, l’association française France Agrivoltaïsme est l’une des premières associations dans le domaine à avoir été créée – depuis, de nombreuses autres associations régionales ont vu le jour.

En octobre 2022, le Sénat français a abordé la question de la capacité installée dans la loi pour l’accélération des énergies renouvelables. La capacité existante a été évaluée à partir de quelques sources : l’Ademe a recensé 167 projets agrivoltaïques pour 1,3 GW, l’Afnor a déclaré 11 projets certifiés et 7 en cours de certification, et la CRE a recensé 155 projets soutenus, pour 130 MW.

France Agrivoltaïsme évalue le potentiel des projets agrivoltaïques entre 60 et 80 GW, répartis sur 20 000 à 30 000 exploitations en 2050, soit l’équivalent de 80 000 à 120 000 hectares. Le décret tant attendu devrait soutenir davantage la croissance de l’agrivoltaïsme en France.

Le Monde de l’Énergie —Pourquoi la sécurité des installations vous semble-t-elle cruciale ? Quels sont, selon vous, les principaux avantages et inconvénients d’une installation photovoltaïque en milieu agricole ?

Arnold Bourges —Importante en toute circonstance (installations tertiaires ou résidentielles), la sécurité est encore plus cruciale dans un environnement agricole, car bien souvent, elle dépend de deux entités responsables l’une de l’autre, le producteur d’énergie électrique et l’agriculteur. L’importance de la sécurité est régulièrement citée dans des guides d’installation agrivoltaïque et dans des entretiens avec des acteurs clés. De plus, l’agriculture nécessite l’usage de matériels agricoles et d’irrigation, augmentant le risque potentiel de « cohabitation ». Certaines installations sont réalisées dans des pâturages d’animaux, ce qui peut impliquer l’endommagement de câbles. Cette détérioration peut entraîner un risque.

Comme dans toute installation électrique, les risques sont à anticiper. Un choc électrique peut se produire en entrant en contact avec la haute tension, et, bien que le risque d’incendie soit minime dans une installation photovoltaïque, il peut être causé par la création d’un arc électrique. Ce genre de court-circuit peut se produire en cas de défaut d’isolation, lié à des connexions ou câbles endommagés. Par nature, l’agrivoltaïque est exposé à l’endommagement de l’équipement, ce qui requiert une sécurité supplémentaire.

Les installations agrivoltaïques doivent passer par des sociétés d’ingénierie spécialisées (EPC) qui gèrent chaque installation de bout en bout : la conception et la construction, jusqu’à l’exploitation et la maintenance. En fonction du type d’exploitation agricole, les systèmes agrivoltaïques doivent être conçus de façon à permettre le passage des engins et à assurer la sécurité du matériel, des hommes et du bétail, tout en garantissant la luminosité et la gestion de l’eau de pluie en quantité suffisante.

Comme nous l’avons vu, la réglementation et les exigences techniques se précisent sur la mise en œuvre de l’agrivoltaïsme en France. Pour tout système photovoltaïque, l’objectif est de maximiser la production d’énergie mais dans le cas de l’agrivoltaïsme, l’objectif est double : optimiser la production agricole et la production d’énergie. Pour cela, de nombreux paramètres doivent être validés : la hauteur de la structure, la nature des sols, l’orientation, la position ou encore le type de panneaux (bifaciaux ou non) peuvent avoir un impact sur la production d’énergie, ainsi que sur la rentabilité financière. Et d’autres critères influencent les taux de croissance des plantes, tels que la quantité d’irradiation disponible pour les cultures. Par conséquent, les réglages doivent tenir compte à la fois des paramètres des activités agricoles et de la production d’énergie solaire. Les systèmes permettant de modifier l’inclinaison des panneaux sont avantageux tant pour la production agricole que d’électricité. Par ailleurs, la distribution de l’eau de pluie doit être homogène, et l’eau de drainage des modules doit être gérée de manière appropriée.

Il est essentiel d’atténuer les risques d’arc électrique et de pouvoir réduire la tension pour assurer la sécurité de l’infrastructure et son environnement. Fixés à un ou plusieurs panneaux/chaînes de panneaux, la solution d’une électronique de puissance au niveau du module (MLPE) prémunit des risques d’arcs électriques et de chocs électriques en réduisant la tension générée par les panneaux en cas de nécessité. Certaines solutions MLPE avancées sont capables de prévenir le risque d’arc électrique et de l’annihiler par une action préventive. Il est recommandé d’appliquer la technologie MLPE dans les systèmes agrivoltaïques afin de réduire les risques de chocs électriques et d’incendies.

En tant qu’industrie naissante, il est d’autant plus important de garantir la sécurité car le moindre incident pourrait nuire à l’adhésion de cette innovation et donc à son développement en France. Avant qu’une réglementation ne soit adoptée, le secteur doit s’autoréguler et s’adapter aux préoccupations des agriculteurs en matière de sécurité (proximité de câbles à haute tension, contraintes liées à la présence d’équipements agricoles…).

Le Monde de l’Énergie —Certains analystes alertent sur un risque potentiel de transformer les agriculteurs en producteurs d’énergie, mettant en péril les surfaces agricoles françaises. Que répondez-vous à ces critiques ?

Arnold Bourges —Ce mode de production d’énergie solaire sur des terres agricoles pourrait devenir une des clés de la transition écologique et aider à faire face au dérèglement climatique. En protégeant les cultures du soleil, des intempéries ou de l’évaporation de l’humidité des sols, l’agrivoltaïsme offre de nouveaux leviers de compétitivité à un modèle agricole français fragilisé.

Aujourd’hui, il faut distinguer l’agrivoltaïsme à double usage, des centrales photovoltaïques au sol. Les installations au sol étaient mal perçues par les agriculteurs car sources de disparition du foncier agricole. Depuis, des règles encadrent l’agrivoltaïsme. Il a vocation à augmenter les rendements et améliorer la qualité des cultures en diminuant l’irrigation et les pertes de récolte. Diverses cultures peuvent être cultivées à l’ombre d’une installation agrivoltaïque car ces dispositifs peuvent contrôler le niveau d’exposition au soleil. Toutefois, certaines cultures sont plus adaptées que d’autres. Par exemple, les cultures potagères poussant à l’ombre (radis, betterave, navets, panais, etc.), nécessitent moins de soleil. Grâce à un système agrivoltaïque partiellement ombragé, ces cultures bénéficient de conditions optimales pour leur développement.

D’autres cultures sont plus sensibles aux intempéries. Les panneaux solaires offrent une protection efficace pour les cultures fruitières (pommes, poires, cerises, etc.) contre les fortes pluies ou la grêle. Des études ont même démontré que les températures plus basses et l’humidité plus élevée sous les panneaux solaires profitent aux animaux. Face aux vagues de chaleur et aux pénuries d’eau, l’agrivoltaïsme propose une multitude de fonctions pour rendre l’agriculture plus résiliente face au changement climatique.

À première vue, la coopération entre la filière solaire et le monde agricole peut sembler complexe mais les nouvelles innovations photovoltaïques et la capacité à avancer en concertation font progresser de façon significative la transformation de l’agriculture ainsi que la transition énergétique. En relevant ces défis dès aujourd’hui, l’avenir de planète sera certainement plus radieux. Les nouveaux projets sont nombreux. Des installations apparaissent chaque mois.