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Tour d’horizon d’installations agrivoltaïques
Afin d’illustrer de manière plus concrète le concept d’agrivoltaïsme, rien de tel que quelques exemples. Encore faut-il définir sur quelle définition s’appuyer pour considérer une installation comme photovoltaïque !
Afin de proposer un panel assez large et s’agissant de la plus récente, c’est la définition proposée dans la loi « Accélération de la Production d’Énergies Renouvelables » du 10 mars 2023 qui a été retenue. Néanmoins, chaque type d’installation photovoltaïque sera également analysée au regard de la définition beaucoup plus détaillée proposée par l’ADEME.
Élevage sous centrale, serre ou ombrière
Description et modèle d’affaires
Comme évoqué dans le premier article, les centrales éco-pâturées par des ovins sont apparues assez vite. Elles ont pu contribuer à l’émergence de l’agrivoltaïsme mais n’en étaient pas avec une production agricole au service de la production électrique.
Néanmoins, depuis 2010, des centrales au sol ont été adaptées afin de permettre la valorisation des surfaces herbacées par un cheptel ovin. C’est aujourd’hui le type d’installation occupant le plus de surfaces agricoles en France.
Quelques variantes existent en termes de type d’installation (serre ou ombrière) comme d’élevage associé (poules pondeuses et projet en élevage porcin). La toiture peut contenir des puits de lumière et des filets brises vents peuvent être installés sur les côtés.
Le modèle d’affaires classique est un financement de l’installation par le développeur du projet avec mise en place d’un bail emphytéotique de 25 ans avec le propriétaire foncier et d’une convention de 3 à 9 ans avec l’exploitant, avec rémunération ou pas.
Atouts
Au niveau agricole, ce type de projet permet à l’exploitant de disposer d’abris, voir bâtiments, pour ses animaux à coût nul ou limité. Les panneaux peuvent aussi apporter une protection partielle de la prairie contre les aléas climatiques (sécheresse ou gel) et améliorer sa précocité.
Il peut être aussi une source de revenu complémentaire dans les cas où la convention prévoit une rémunération de l’exploitant.
Contraintes
A contrario, l’ombrage pénalise la pousse d’herbe hors période de sécheresse. Cette contrainte et, plus largement, les besoins de l’éleveur ne sont pas toujours pris en compte lors de la conception du projet alors que l’adaptabilité du système a posteriori est faible.
En élevage avicole, on peut imaginer à terme que le non-respect des recommandations publiées en 2020 par le Syndicat National des Labels Avicoles (SYNALAF) pourrait remettre en cause l’obtention de certains signes d’identification de la qualité et de l’origine (Label Rouge, IGP ou biologique).
Par ailleurs, les exploitants manquent d’appui et suivi technique afin de les accompagner dans l’adaptation de leurs pratiques.
Enfin, la fin de vie du système n’est souvent pas anticipée et risque de poser un problème au terme du bail (maintien de l’activité ou restauration de la parcelle).
Maraîchage sous serre
Description et modèle d’affaires
Il s’agit de la production de fruits et légumes sous des serres en partie couvertes de panneaux photovoltaïques. Il peut s’agir de serres multichapelles ou monopentes. Même si moins répandues, l’horticulture ou l’arboriculture sous serre photovoltaïque existe aussi.
Le plus souvent, l’agriculteur est propriétaire du foncier qu’il met à disposition du porteur du projet, le plus souvent gratuitement, au travers d’un bail emphytéotique sur 20 à 30 ans. Ce dernier investit dans la construction de la serre. Certains travaux annexes (terrassement, système de récupération d’eau pluviale, irrigation…) peuvent rester à la charge de l’exploitant.
Atouts
Le principal atout est l’accès par l’exploitant à des serres, souvent de grandes dimensions, pour un coût nul ou limité alors qu’il n’aurait sans doute pu y avoir accès en investissant en propre.
De plus, il s’agit souvent d’une amélioration par rapport à l’existant (plein champ ou serres-tunnels) qui peut permettre de sécuriser (aléas climatiques) voir améliorer la qualité et les rendements
Contraintes
L’ombrage du aux panneaux photovoltaïques, souvent orientés plein sud, peut entrainer des retards de croissance, des baisses de rendements voire l’absence de production selon les cultures. Il a ainsi parfois été observé un abandon de la production agricole.
Globalement, le maraichage sous serres photovoltaïques nécessite un vrai travail d’adaptation des cultures et des pratiques (plantations différenciées, paillage blanc, diffuseurs de lumières…) par l’exploitant. Un tel projet nécessite donc souvent aussi une adaptation des circuits de commercialisation.
Là encore, il est souvent constaté un manque d’accompagnement par les développeurs des projets même si certains commencent à internaliser des compétences agronomiques dans leurs équipes.
Production de plein champ sous ombrière
Description et modèle d’affaires
Ces systèmes sont composés de modules photovoltaïques, fixes ou mobiles, montés sur une structure dominant les cultures. Lorsqu’ils sont mobiles, ils peuvent permettre soit de piloter l’orientation des panneaux sur 1 ou 2 axes soit de les déployer et replier grâce à un système coulissant.
Ce type d’installation existe aussi bien sur de la vigne, des vergers, du maraîchage ou des grandes cultures.
En fonction des objectifs du projet, une telle installation peut permettre de fournir de l’ombre pour réduire l’évapotranspiration des plantes, de protéger les plantes des aléas climatiques et/ou d’optimiser la production électrique en suivant la course du soleil.
Les installations existantes avec ombrières mobiles (aussi appelées « persiennes » ou « ombrières dynamiques ») sont peu nombreuses. De plus, il s’agit principalement de sites d’expérimentations, non raccordés au réseau, ou de démonstrateurs de petite taille.
S’agissant de systèmes encore expérimentaux, les développeurs assurent pour l’instant en général le développement du projet ainsi que le pilotage des panneaux et la production d’électricité. Des organismes indépendants sont systématiquement associés pour le suivi de la partie agronomique.
A terme, les modèles d’affaires envisagés s’appuieraient sur un montage tripartite :
- Un agriculteur, en général propriétaire du foncier, exploite la parcelle agricole et concède un droit de propriété temporaire « gratuit » au développeur du projet au travers d’un bail emphytéotique sur 30-35 ans.
- Une société de conseil, pouvant détenir la propriété intellectuelle du dispositif, assure le pilotage des panneaux selon les besoins agronomiques de la(des) culture(s). Elle vend la technologie au développeur et une prestation de conseil à l’agriculteur.
- Un producteur d’énergie qui exploite la centrale photovoltaïque.
Atouts
Sur ce type de projets, les systèmes ont été spécifiquement conçus pour répondre aux besoins agronomiques de la production agricole. Dans tous les cas, les panneaux offrent une protection contre les aléas.
Le cas échéant, le pilotage dynamique permet de répondre aux besoins spécifiques des cultures selon leur stade de développement. L’impact de l’ombrage est réduit avec un taux de couverture relativement faible et peut être totalement effacé dans le cas d’ombrières mobiles.
La structure photovoltaïque peut aussi servir de support d’équipements agricoles comme les filets paragrêle et anti-insectes.
Contraintes
Le coût de production de l’énergie est pour l’instant assez élevé en comparaison avec les autres systèmes. Par conséquent, il peut exister un risque de dérive dans le pilotage des panneaux au bénéfice de la production électrique et au détriment des cultures.
Dans le cas de la vigne, la mécanisation peut être gênée par les poteaux supportant la centrale photovoltaïque. Il existe aussi un risque d’incompatibilité avec les traitements (recouvrement et érosion).
Enfin, les algorithmes de pilotage en sont encore au stade de la recherche et il y a peu de recul sur les bénéfices agronomiques de telles installations avec des données collectées seulement depuis 2019.
Trackers photovoltaïques
Description et modèle d’affaires
Un « tracker » est un système permettant aux panneaux photovoltaïques de suivre constamment la course du soleil. Ils sont implantés sur des parcours d’élevage de plein air (avicole ou bovin surtout) à raison de 8-10 trackers par hectare.
Le plus souvent, l’exploitant investit lui-même sur des parcelles dont il est propriétaire. Il autoconsomme l’essentiel de la production pour couvrir une partie (en moyenne 30% à 40%) des besoins liés à l’activité agricole (chauffage et/ou ventilation des bâtiments d’élevage, blocs de traite…)
Atouts
Ce type de projet permet de réduire les coûts et d’apporter une certaine autonomie énergétique à l’exploitation dans un contexte de forte augmentation des prix de l’énergie.
D’autre part, les trackers procurent de l’ombre aux animaux, contribuant ainsi à l’amélioration du bien-être animal. A contrario, leur faible densité impacte très peu la pousse de l’herbe.
Contraintes
Le présence des trackers nécessite une attention particulière lors du passage d’engins agricoles.
Ces projets ont aussi un impact paysage du fait de la hauteur et des dimensions des trackers. De plus la réversibilité du système pour le sol est limitée du fait des fondations en béton nécessaires pour l’implantation des trackers.
Autres systèmes
Sans rentrer dans le détail car ils en sont encore au stade expérimental, on peut évoquer deux autres systèmes photovoltaïques :
En aquaculture,
des ombrières fixes ou des centrales flottantes sont implantées sur des bassins ou plans d’eau. L’ombrage peut contribuer à améliorer la quantité produite et/ou la qualité. L’installation offre aussi une protection contre la prédation et les pics de chaleur.
Le montage vertical de panneaux bifaciaux
C’est-à-dire avec des cellules photovoltaïques sur ses deux faces, ce qui permet une emprise limitée et donc un impact très réduit sur la production agricole. Les installations existantes (aucune en France) concernent des prairies, des grandes cultures et des parcours avicoles. Au-delà d’un profil de production d’électricité en adéquation avec les besoins d’un élevage, les panneaux peuvent apporter un effet « brise-vent ».
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