Des cultures protégées par l’ombrage
L’installation de panneaux photovoltaïques sur les parcelles agricoles procure une ombre aux cultures. La proportion de surfaces ombragées dépend des technologies. Par exemple, une gestion dynamique des panneaux permet d’adapter l’ombrage selon les besoins des plantes et les conditions climatiques. Cet ombrage partiel et tournant limite les risques de stress thermique, hydrique et oxydatif des plantes. En revanche, des structures agrivoltaïques fixes fournissent un ombrage constant dans une zone donnée et ne sont donc pas adaptées à toutes les cultures.
Tout est question d’équilibre : un pourcentage d’ombre mal adapté pourrait conduire à un manque d’ensoleillement et nuire au rendement et à la qualité des cultures.
Pour optimiser la synergie entre les panneaux et les cultures, il faut veiller à sélectionner les cultures les plus adaptées. Par exemple : éviter le tournesol, qui a besoin de beaucoup de lumière, et préférer des cultures qui apprécient en partie l’ombre. De même, certaines variétés au sein d’une même espèce peuvent être plus ou moins adaptées à cette pratique.
Une protection contre les températures extrêmes
L’été, l’agrivoltaïsme réduit les températures de l’air et du sol sous les panneaux. En hiver, ces mêmes panneaux conservent en partie la chaleur au sol, limitant les risques de gel.
Sous la première canopée agricole installée par TSE en Haute-Saône, à Amance, les capteurs enterrés à 30 cm dans le sol ont relevé 3,5°C de moins sous les panneaux que dans la partie témoin. Ainsi, la canopée lisse les extrêmes thermiques, offrant des conditions optimales aux cultures ou prairies. Les rendements du mélange prairial ont d’ailleurs doublé en août 2024 sous la canopée de Souleuvre en Bocage (14).
Moins de stress hydrique
En protégeant les cultures contre les coups de chaleur, l’agrivoltaïsme limite l’évapotranspiration et le stress hydrique des plantes. Sous les panneaux photovoltaïques, les besoins en eau diminuent de 20 à 30 %, selon l’ADEME. Si les modèles fixes laissent peu passer la pluie, les solutions mobiles peuvent être disposées quasiment à la verticale. Les cultures bénéficient ainsi d’un accès homogène à l’eau de pluie.
Un bouclier contre les aléas climatiques mécaniques
Selon leur positionnement, les panneaux solaires offrent aux cultures une protection physique contre certaines intempéries, comme la grêle. L’efficacité est d’autant plus forte avec un système de panneaux mobiles, qui peut être positionné à l’horizontal.
Les structures solaires, notamment les panneaux verticaux, servent aussi de brise-vent et protègent les cultures contre les dégâts causés par les vents forts.
Une amélioration du bien-être animal
Sous les panneaux photovoltaïques, l’ombre offre aux animaux d’élevage un environnement plus frais, qui les protège du rayonnement direct du soleil et de la chaleur. Un atout non négligeable en période estivale ou dans les régions chaudes. La diminution du stress thermique a un impact positif sur la santé et le confort des animaux, ainsi que sur leurs fonctions digestives et leur consommation d’aliments.
De meilleures pratiques pour plus d’énergie solaire
L’agrivoltaïsme représente un véritable terrain d’expérimentation pour le monde agricole et la recherche. Des études approfondies sont menées sur des sites pilotes, y compris chez des agriculteurs et agricultrices partenaires de TSE. Elles ouvrent la voie à de nouvelles connaissances sur les interactions entre cultures et panneaux photovoltaïques et à une amélioration des pratiques agricoles. En effet, si les panneaux photovoltaïques apportent des services aux cultures, la réciproque est possible. Par exemple, les panneaux bifaciaux, capables de capter le rayonnement solaire direct et diffus, optimisent l’efficacité énergétique. Or, les pratiques agricoles favorisant une couverture végétale permanente du sol (intercultures, semis direct…) améliorent le pouvoir réfléchissant des parcelles… et donc le rendement énergétique. Sans compter qu’elles contribuent à stocker du carbone dans les sols.
Rendements agricoles : des retours encourageants
La question du rendement agricole reste au cœur des préoccupations. Les expérimentations sont encore trop récentes pour tirer des conclusions. Toutefois, c’est l’un des objectifs que les développeurs comme TSE poursuivent avec leurs sites pilotes. Par exemple, sur son site d’Amance, en Haute-Saône, TSE a testé 6 variétés de soja. Malgré la forte hétérogénéité du milieu, et surtout du sol, la variété Soprana obtient des résultats encourageants : il n’y a aucune différence significative pour le rendement global et le nombre de gousses du soja hors et sous canopée.
Bien qu’à ce stade, les résultats ne puissent pas être généralisés, ils confirment la nécessité de poursuivre l’investissement dans la recherche et le suivi agronomique. Objectif : atteindre la meilleure synergie possible entre agriculture et production d’énergie, toujours dans un contexte de durabilité économique, environnementale et sociale.
