L’agrivoltaïsme : un outil de protection des cultures

De nos jours, nos modes de production agricole sont remis en cause par les défis majeurs que rencontrent les agriculteurs. TSE, spécialiste de l’agrivoltaïsme, propose des solutions innovantes.

Les défis de l’agriculture française.

L’agriculture française fait face à de nombreux défis. L’un des principaux consiste à maintenir une sécurité et une souveraineté alimentaire tout en réduisant l’empreinte écologique du secteur agricole et en préservant les ressources naturelles pour les générations futures.
Nos agriculteurs sont ainsi confrontés à des difficultés majeures qui remettent leurs modes de production en perspective.

Le changement climatique est un enjeu fort pour l’agriculture qui subit de plein fouet les conséquences des températures élevées, des sécheresses et des événements climatiques extrêmes. En effet, depuis plusieurs années, l’agriculture fait face à des saisons de plus en plus chaudes et sèches générant de grosses baisses de rendement sur tout le territoire. 2022 a été d’ailleurs l’année la plus chaude de l’histoire et l’ensemble des régions de France ont connu des baisses de rendement encore jamais enregistrées allant jusqu’à -53,6% sur le maïs grain non irrigué et jusqu’à -17,1% sur le blé d’hiver. Alors que le besoin en eau grandit, la ressource en eau se fait de plus en plus rare. Sachant que plus de 70 % de l’eau douce est utilisée pour l’agriculture, il est important d’utiliser des méthodes plus économes.

Face à ces multiples enjeux, l’agriculture doit continuer à évoluer et à se moderniser pour répondre à des modèles durables et résilients. Des solutions innovantes doivent être trouvées pour garantir la sécurité alimentaire, la viabilité économique des exploitations agricoles et la préservation de l’environnement.

Pour répondre à ces défis, une solution innovante émerge comme un outil de protection des cultures : L’agrivoltaïsme.

L’agrivoltaïsme ou agri-photovoltaïsme, c’est quoi ?

Définition

L’agrivoltaïsme consiste à installer des panneaux photovoltaïques sur des espaces de productions agricoles et permet de maximiser l’utilisation des terres agricoles tout en produisant de l’électricité renouvelable.

Depuis 2022, L’ADEME, l’Agence de la Transition écologique, a proposé une définition de l’agrivoltaïsme qui repose sur une « notion de synergie entre production agricole et production photovoltaïque sur une même surface de parcelle. L’installation photovoltaïque doit ainsi apporter un service en réponse à une problématique agricole ».

Les recherches de l’ADEME ont démontré que les résultats obtenus sur les rendements agricoles en sous-face des structures photovoltaïques dépendent des conditions pédoclimatiques des projets, des espèces et des variétés cultivées (dont les besoins en ensoleillement et en eau sont variables) et des caractéristiques de ces structures (taux de couverture, orientation des panneaux, hauteur…)

Un secteur en cours de structuration

Pour renforcer la confiance des professionnels du secteur agricole et éviter les dérives, il est nécessaire d’encadrer l’agrivoltaïsme.

C’est notamment dans ce but qu’a été créée l’association France Agrivoltaïsme, à laquelle TSE a adhéré en janvier 2023.
Par ailleurs, la loi relative à l’accélération des énergies renouvelables, promulguée le 10 mars 2023 et portée par la ministre de la Transition énergétique Agnès Pannier-Runacher va permettre la création d’un cadre juridique officiel et améliorer l’acceptabilité locale de ces projets.

TSE : expert en développement agrivoltaïque

Producteur indépendant français d’énergie solaire, qui cumule déjà 12 ans d’expérience, TSE est aujourd’hui un des leaders de l’agrivoltaïsme grâce à des solutions innovantes de canopée agricole et d’ombrières agrivoltaïques. Au quotidien, notre équipe de plus de 40 ingénieurs R&D, s’applique à concevoir et développer des solutions qui répondent au mieux aux problématiques des agriculteurs.

Les différentes solutions agrivoltaïques proposées par TSE

Chez TSE, nous pensons qu’il est possible de concilier agriculture durable, énergie renouvelable, redéploiement de la biodiversité et préservation des ressources en eau. C’est pourquoi nous avons développé des solutions d’agrivoltaïsme dynamique qui permettent le couplage d’une production photovoltaïque et d’une production agricole.

Portés par cette ambition, nous avons conçu différents produits qui répondent aux différents usages agricoles.

La canopée agricole, avec ses panneaux photovoltaïques suspendus à 5 mètres de hauteur, cet outil permet le passage d’engins agricoles jusqu’à 27 mètres de large. La canopée agricole a été pensée en priorité pour les grandes cultures, sans modification des pratiques d’exploitation.

L’ombrière de culture permet d’améliorer les conditions agro-climatiques des cultures, tout en produisant de l’énergie décarbonée. L’ombrage permet de limiter les stress thermique et hydrique afin de préserver leur potentiel agronomique.

La jachère solaire, protège les terres inutilisées grâce à un ombrage tournant. La solution participe également au maintien de la biodiversité sur la parcelle.

Tous nos produits sont pensés pour ne pas contraindre le passage des engins et ainsi ne pas gêner le travail des terres agricoles. Par ailleurs, l’intégration paysagère de nos produits est pensée pour s’intégrer dans le paysage local et favoriser le redéploiement de la biodiversité.

Le programme d’expérimentation de TSE

Avec plus de 10 sites pilotes en cours de développement et répartis sur tout le territoire français, TSE met en place le plus grand démonstrateur agrivoltaïque en France. Sur une durée de 9 ans, ces sites suivent un protocole de tests scientifiques co-construit et mené avec nos équipes d’experts agronomes en biologie végétale et animale et nos partenaires scientifiques et agricoles.

Des essais agronomiques sont menés sur chaque site pilote pour démontrer la pertinence et l’efficacité de ce concept sur différentes pratiques de culture et d’élevage. Une étude approfondie permet de quantifier les effets bénéfiques attendus sur différentes cultures, rendement et qualité et d’ajuster au fil de l’expérimentation les variétés, les conduites culturales, rotations et cultures annexes.

Sur chaque site pilote, l’essai est mené sur la surface couverte par les panneaux solaires, et une surface témoin juste à côté de l’ombrière avec la même conduite. La canopée agricole d’Amance a permis de lancer les premiers essais de ce programme ambitieux. 6 variétés de soja différentes ont été implantées puis récoltées en octobre 2022. Les résultats obtenus sont très encourageants, notamment sur l’effet variétal, la croissance végétative, et la protection contre le stress thermique et hydrique.

Les avantages de l’agrivoltaïsme pour la protection des cultures

Baisse de température sous l’ombrière

En période estivale, la température sous l’ombrière est diminuée. Les 1ers essais effectués sous la canopée agricole d’Amance en Haute Saône, ont démontré une meilleure protection contre le stress thermique lors des coups de chaleur : la température maximale constatée sous l’ombrière était de 1.2°inférieure à la zone témoin.

Baisse de l’évapotranspiration/Economie en eau

L’ombrage partiel et tournant généré par les panneaux photovoltaïques permet le maintien d’une meilleure hygrométrie et diminue le stress hydrique des cultures agricoles conduites en sec. Il permet aussi des économies significatives en eau pour les parcelles irriguées.

Diminution de l’amplitude thermique

En phase de reprise de végétation pour les cultures d’hiver (céréales à paille, oléagineux, légumineuses…), le risque de gel printanier précoce peut être destructeur à cette période. Positionnés à l’horizontale au cours de la nuit, les panneaux solaires permettent de diminuer l’amplitude thermique et ainsi diminuer les risques de gel.

Amélioration des rendements fourragers

Pour les variétés tolérantes à l’ombrage partiel, la protection contre les divers stress abiotiques aux stades phénologiques clés devrait permettre une amélioration de leur productivité grainière ou fourragère.

Sécurité financière

En plus de protéger les cultures et de produire de l’énergie renouvelable, nos solutions agrivoltaïques garantissent par ailleurs un revenu sur le long terme à l’exploitant et au propriétaire du terrain.

Les perspectives d’avenir de l’agrivoltaïsme

Dans les années à venir le potentiel de l’agrivoltaïsme pourrait être encore plus élevé. Les objectifs de la PPE (Programmation Pluriannuelle de l’Energie) prévoient de raccorder entre 35 et 44GWc d’énergie solaire d’ici 2028, ce qui correspondrait environ à 0,1 % de la surface agricole utile (SAU). A plus long terme, France agrivoltaïsme évalue le potentiel des projets agrivoltaïques entre 60 et 80 GWc, répartis sur 20 000 à 30 000 exploitations en 2050, l’équivalent de 80 000 à 120 000 hectares.

Dans ce contexte, seul le respect du cadre législatif mis en place récemment lors de la promulgation de la loi d’accélération des énergies renouvelables pourra permettre à l’agrivoltaïsme de se développer au bénéfice des agriculteurs.

Ce qu’il faut retenir :

L’agrivoltaïsme est un véritable outil de protection des cultures. En plus d’être une solution durable et respectueuse de l’environnement, elle crée une véritable synergie entre les activités agricoles et la production énergétique tout en assurant la pérennisation de notre souveraineté alimentaire.

Par ailleurs, la mise en place de réels protocoles d’expérimentation est nécessaire pour faire avancer la recherche et approfondir les connaissances sur le sujet.