Imaginez un monde où nous pourrions produire de l’électricité et de la nourriture simultanément, tout en améliorant notre empreinte écologique. C’est exactement ce que propose l’agrivoltaïsme. Cette pratique, encore peu connue, consiste à utiliser des panneaux solaires dans l’agriculture pour produire à la fois de la nourriture et de l’électricité. Elle est connue sous plusieurs noms à travers le monde : agrisolaire, agrophotovoltaïque, partage solaire et agriculture PV.
Comment fonctionne l’agrivoltaïsme ?
L’agrivoltaïsme implique l’installation de panneaux solaires montés au sol à une hauteur plus importante que dans les installations solaires classiques, laissant ainsi le sol en dessous libre pour la production agricole.
L’utilisation judicieuse des terres rurales grâce à des pratiques telles que l’agrivoltaïsme est essentielle pour le développement de l’énergie solaire. Elle permet de réduire son impact sur les communautés agricoles et la faune rurale tout en augmentant l’acceptation de l’énergie solaire par le grand public.
Les panneaux fournissent de l’électricité hors réseau à la ferme et/ou à la communauté locale. La nourriture produite sous les panneaux peut être vendue sur le marché ou servir de fourrage et d’ombre pour les animaux en pâturage. Les agriculteurs tirent un bénéfice économique à la fois des cultures et de l’énergie qu’ils produisent.
Quels sont les avantages de l’agrivoltaïsme ?
Utiliser la terre à des fins multiples offre de nombreux avantages. Une revue des pratiques agrivoltaïques a trouvé que la productivité des terres augmentait de 70% 1.
Réduction de la perte d’eau, rendements plus élevés
En fournissant de l’ombre, les panneaux solaires réduisent l’évaporation de l’humidité du sol en dessous – dans une étude2, jusqu’à 40% d’humidité en moins a été perdue.
L’ombre fournie par les panneaux solaires peut être utilisée pour le stockage de l’eau, et l’eau utilisée pour nettoyer les panneaux solaires peut ensuite être recyclée pour l’irrigation des cultures. En retour, la végétation sous les panneaux réduit le stress thermique et augmente l’efficacité énergétique des panneaux.
Le bétail et les cultures sous les panneaux nécessitent également moins d’eau. Une étude 3 a montré qu’au fur et à mesure que les températures augmentaient à la fin du printemps, les agneaux broutant sous les panneaux solaires nécessitaient près d’un litre d’eau de moins par jour que les agneaux pâturant dans les champs ouverts.
La même étude a également constaté que même si les pâturages solaires produisaient 38% d’herbe en moins, la perte était compensée par son contenu nutritionnel plus élevé, conduisant à une production d’agneaux similaire à celle des champs ouverts. Avec moins de perte d’eau, même certaines cultures peu tolérantes à l’ombre comme le maïs ont montré des rendements accrus.
Résolution des conflits d’utilisation des terres
Les questions d’utilisation des terres sont souvent cruciales pour le développement ultérieur de l’énergie solaire. L’énergie renouvelable nécessite en moyenne 10 fois plus de terre que les combustibles fossiles par unité d’énergie. De plus, les panneaux solaires sont contraints par le site, nécessitant d’être installés là où le soleil brille, alors que les combustibles fossiles peuvent être transportés et brûlés dans des zones moins exposées à l’interaction humaine, ou à proximité de communautés à faible revenu et de communautés de couleur dont les voix sont souvent ignorées dans les décisions de localisation.
Étant donné que les « ressources énergétiques distribuées » comme le solaire sont visibles par un public plus large, le développement solaire peut susciter une opposition publique qui attire l’attention des médias et des politiciens.
Une plus grande dépendance à l’énergie solaire peut également créer des tensions « écolos contre écolos », opposant la préservation de la biodiversité rurale à la promotion de l’énergie propre. Des tensions que l’agrivoltaïsme peut atténuer. En préservant les terres agricoles tout en développant l’énergie solaire, l’injustice économique et raciale de l’utilisation des combustibles fossiles est également réduite.
Projets agrivoltaïques
Bien que l’idée de combiner l’énergie solaire et l’agriculture remonte aux années 1980, l’agrivoltaïsme en tant que mot et pratique remonte à la première décennie du 21e siècle. À ce jour, la plupart des projets agrivoltaïques sont à petite échelle, encore en phase de recherche et de développement, avec quelques opérations qui ont atteint le succès commercial.
Elevage
L’une des intégrations les plus courantes de l’agriculture avec les panneaux solaires, et celle qui offre le plus grand potentiel pour la production d’électricité, est de permettre aux animaux de paître sur les terres sous les panneaux solaires. Cela peut être fait à grande échelle sans nécessiter de gros équipements agricoles.
Le pâturage du bétail a également l’avantage de contrôler la croissance de la végétation sous les panneaux. En raison de leur taille, les moutons sont bien adaptés pour brouter sous les panneaux, mais lorsque les panneaux sont suffisamment élevés, les vaches peuvent également être accommodées. Étant donné qu’une vache laitière consomme en moyenne 90 litres d’eau par jour, les économies d’eau dues aux panneaux solaires peuvent être énormes.
Cultures
De nombreux projets agrivoltaïques impliquent également soit une horticulture intensive (fruits et légumes), soit une production de céréales et de légumineuses. Des panneaux solaires ont été installés au-dessus de vignobles en Italie et en Inde, par exemple. En Belgique, les pommes de terre tolérantes à l’ombre sont présentées comme un moteur potentiel de la croissance de l’agrivoltaïsme.
Et parmi les nombreux autres projets, des chercheurs de l’Université de l’Illinois Urbana-Champaign cultivent des cultures en rang, des fourrages et des cultures spécialisées afin de diversifier la dépendance de l’État au maïs et au soja.
Les challenges de l’agrivoltaïsme
L’agrivoltaïsme n’est pas sans défis. Le ruissellement de l’eau de pluie à partir des panneaux solaires modifie la distribution de l’eau sur une ferme, ce qui peut affecter la croissance des cultures. L’humidité accrue sous les panneaux, due à la diminution de l’évaporation, peut introduire des maladies ou des parasites.
Et peut-être le plus important : le coût d’investissement d’un système photovoltaïque solaire représente un obstacle pour la plupatexploitations agricoles.
Les panneaux solaires contiennent des toxines telles que des composés de plomb et de cadmium, mais l’exposition à ces toxines est un problème pendant la fabrication et l’élimination des panneaux solaires, et non pendant leur utilisation. Les cellules solaires sont scellées dans du verre, et les composés toxiques ne sont pas émis pendant le fonctionnement normal. Même pendant les incendies autres que l’incinération industrielle, les produits chimiques toxiques ne se retrouvent pas dans le sol agricole.