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Agriculture et photovoltaïque peuvent utiliser une même surface

Un champ photovoltaïque ne prive plus forcément l’agriculteur d’une surface cultivable. En effet, l’agro-photovoltaïque réconcilie le monde agricole avec la production électrique solaire. Comment optimiser cette combinaison? Le projet de recherche APV-Resola compte y répondre.

L’agro-photovoltaïque est un concept qui permet la production d’énergie photovoltaïque sur des terres cultivables, sans en impacter la productivité agricole. Il est tout à fait possible de combiner une production électrique photovoltaïque et une production agricole sur un même terrain agricole sans devoir choisir entre manger … ou s’éclairer !

Des projets se développent dans plusieurs pays avec toute une série de variantes : toitures de serre partiellement équipées de panneaux solaires, suiveurs solaires sous la forme de vergers solaires, structure ouverte équipée de modules solaires en rangées fixes ou mobiles, … Ils permettent de combiner utilement les activités agricoles et la production d’électricité (voir des exemples internationaux ici).

Une infrastructure optimisée

Dans une première phase d’étude, le projet de recherche APV-Resola - mené par l’ISE-fraunhoffer en Allemagne - s’est consacré à concevoir un design optimum d’infrastructure qui permette une bonne productivité agricole, la circulation des machines agricoles et une bonne production d’électricité solaire. Voici à quoi ressemble le projet-pilote, installé en mars 2016 en Allemagne près du lac de Constance :

Les rangées de modules photovoltaïques sont placées à une hauteur de 8 mètres sur une armature permettant le passage d’engins sur une hauteur libre de 5 mètres. La structure repose sur des piliers espacés de 18 mètres et se trouve posée sur le sol (sans fondation en béton). Les rangées sont alignées sud-ouest ou sud-est et les modules solaires sont fixes avec une inclinaison de 20 degrés. Par rapport à une centrale au sol, l’espace entre les rangées est plus important (+ 40%). La perte de terrain agricole est réduite à moins de 5%.

Choix des plantes cultivées

Grâce à l’espace entre les rangées de modules photovoltaïques, la lumière au sol reste suffisante pour la photosynthèse. Certains légumes préférant pousser à l’ombre trouveront dans ces conditions un milieu bien plus favorable et la production sera meilleure. C’est le cas des pommes de terre, du houblon, des épinards, des salades et des haricots. D’autres légumes seront indifférents à cet ombrage comme les choux, les pois, les asperges, les carottes, les oignons, les courgettes, le colza, ... Par contre, cet ombrage diminue la production de certaines plantes plus accro aux rayons du soleil comme le maïs, le blé, les tournesols, … (voir figure ci-dessous).

Fig. Classification des produits agricoles selon leur sensibilité à l’ombrage. Source : Frauhofer Institute / Agrophotovoltaic.

Un test grandeur nature

En septembre 2016, sur un terrain de 2,5 ha, le concept d’infrastructure optimisée a été installé sur un tiers de la surface. La puissance photovoltaïque est de 194 kWc. Du point de vue agricole, les mêmes plantations sont prévues avec et sans infrastructure. Les productivités seront comparées. Les chercheurs ont émis l’hypothèse que les systèmes agro-photovoltaïques auraient un meilleur rendement énergétique, et distribueraient mieux la lumière du soleil vers les plantations. Ils en auront le cœur net à l’occasion des prochaines récoltes de 2017 et 2018 sur le site allemand de l’ISE, dont le rendement sera analysé de très près. La phase de recherche est prévue jusqu’en 2019.

Catégorie: 
Technologies
Filière: 
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