Notre visite au cœur d’une centrale solaire agrivoltaïque

La centrale solaire agrivoltaïque Sun'Agri d’Étoile-sur-Rhône / Image : RE-HL

Produire des fruits, légumes et de l’électricité bas-carbone sur un seul et même espace ? C’est possible, grâce à l’agrivoltaïsme. Ce concept associant agriculture et panneaux photovoltaïques offre de nombreux bénéfices à l’un comme l’autre. Sous le soleil écrasant de vallée du Rhône, nous avons visité une centrale où les panneaux solaires veillent au bien-être des cultures.

Des centrales solaires en agrivoltaïsme, il en existe à toutes les sauces. Les panneaux peuvent être disposés au-dessus des cultures ou dans les rangées, équipés ou non de suiveurs solaires, montés sur une structure fixe ou mobile. La hauteur et l’espacement entre panneaux peut être très variable, avec des résultats naturellement différents sur la production d’électricité et sur les bénéfices apportés aux plantes.

Les plantes prioritaires sur la production d’électricité

L’agrivoltaïsme étant un concept récent, il est toujours en quête de la symbiose parfaite. Selon l’Agence de la maîtrise de l’énergie et de l’environnement (ADEME), les panneaux photovoltaïques doivent toutefois « apporter un service en réponse à une problématique agricole » . En clair : l’installation doit avant tout servir l’agriculture, la production d’électricité étant secondaire.

Certaines sociétés spécialisées dans l’agrivoltaïsme répondent déjà à cette ligne directrice. C’est le cas de Sun’Agri, qui a développé son propre concept de centrale solaire en agrivoltaïsme « dynamique ». Une solution tout-en-un particulièrement avantageuse pour l’agriculteur, qui bénéficie gratuitement d’un pilotage en temps réel des panneaux au bénéfice de ses cultures, promet la société.

2 MWc sur un verger de fruits à noyaux

Sun’Agri a déployé 4 centrales dont 2 à échelle industrielle, toutes situées dans le quart sud-est de la France. Nous avons pu visiter l’une d’elle, installée sur un verger de fruits à noyaux de la « Station expérimentale Fruits Auvergne-Rhône-Alpes » (SEFRA) à Étoile-sur-Rhône (Drôme). Inaugurée le 10 mars 2022, elle abrite 4 hectares de pêchers, abricotiers et cerisiers de plusieurs variétés pour une puissance de 2 MWc.

L’installation est radicalement différente des centrales solaires classiques. Ici, les panneaux photovoltaïques bifaciaux sont perchés à 6 m au-dessus des cultures, sur une forêt de poutres métalliques. Les rangées de panneaux sont très espacées : entre 4 et 6 mètres en fonction de la variété plantée. Ainsi, quand une centrale solaire habituelle peut dépasser 1 MWc de puissance installée par hectare, celle d’Étoile-sur-Rhône plafonne à 0,5 MWc/ha. Le site est avant tout conçu pour améliorer le rendement des cultures et accessoirement produire de l’électricité.

L’agriculture aux manettes des panneaux solaires

Au sol, les plantations sont étroitement surveillées par des stations de capteurs. Ces dernières mesurent la température à différentes hauteurs ou encore les taux d’humidité de l’air, des feuilles et de la terre. Les données sont traitées par un algorithme développé par Sun’Agri, qui détermine l’orientation idéale des panneaux en fonction des besoins des cultures. Des petits moteurs appelés « trackers » ou « suiveurs » inclinent les allées de panneaux à l’horizontale ou à la verticale pour laisser passer plus ou moins de lumière. 10 minutes suffisent pour basculer d’une position à l’autre.

Les plantes sont ainsi protégées des rayons solaires trop intenses en été, des pluies et vents violents comme des averses de grêle. Une protection qui peut être complétée par des filets para-grêle ou para-insectes adaptables à la structure métallique. Selon Sun’Agri, les persiennes photovoltaïques élèveraient également la température en hiver, offrant un effet anti-gelées.

Une meilleure floraison sous les persiennes

Ces bénéfices sont observés au moyen d’une « zone témoin » : une parcelle de verger dépourvue de panneaux. La croissance des arbustes y est comparée afin d’analyser les effets agricoles de la centrale. À Étoile-sur-Rhône, Sun’Agri indique ainsi avoir recensé 35 % de fleurs supplémentaires sur les pêchers abrités par rapport aux pêchers de la zone témoin. Une floraison plus abondante au prix d’une moindre production d’électricité. Seul l’intérêt des cultures est considéré dans l’orientation des panneaux.

Cette « désoptimisation électrique » réduirait de 20 % la production d’énergie comparé à une centrale classique explique Charlotte Jouve, ingénieure agronome et responsable marketing de Sun’Agri. Le site doit toutefois générer suffisamment d’électricité pour respecter son équilibre économique. La vente d’énergie, qui n’est pas réalisée par Sun’Agri mais par un opérateur tiers, permet en effet de financer l’installation et l’entretien de la centrale. L’agriculteur n’a rien à dépenser pour l’accueillir et bénéficie gratuitement des services agronomiques.

Quelle contribution de l’agrivoltaïsme au déploiement des renouvelables ?

Ce genre de partenariat pourrait bien séduire un grand nombre d’exploitants agricoles. Face à la récurrence d’évènements météo extrêmes tels que les gelées tardives, la grêle, les canicules et les sécheresses, beaucoup sont en quête de systèmes pouvant assurer une protection de leurs cultures.

L’agrivoltaïsme peut leur offrir un tel service, tout en injectant de l’électricité bas-carbone sur le réseau. Superposer les panneaux aux cultures permet aussi d’économiser beaucoup d’espace, à une époque où les compétitions entre usages sont élevés. Se nourrir ou produire de l’électricité ? Avec l’agrivoltaïsme, la question pourrait ne plus se poser.

Selon l’ADEME, le développement du photovoltaïque dans les exploitations agricoles contribuera « largement à l’atteinte de l’objectif de 40 % d’énergies renouvelables dans la production d’électricité d’ici 2030 ». Malgré sa plus grande variabilité et un rendement par hectare nettement moins élevé qu’une centrale solaire classique, l’agrivoltaïsme reste donc voué à un développement massif.