Au CSTJF, à Pau et au Pôle d’Etudes et de Recherche de Lacq (PERL), plusieurs équipes de chercheurs travaillent sur l’agrivoltaïsme de demain. Elles étudient les impacts des panneaux solaires sur les sols et les cultures, collectent des centaines de données qui viennent alimenter les modèles de croissance des plantes et algorithmes de pilotage des fermes solaires. A Lacq, une plateforme expérimentale dédiée : InnoAgri permet de tester et valider les technologies pour optimiser, sur un même terrain, production agricole et génération d’énergie solaire.
L’agrivoltaïsme ou agriPV – qui combine production agricole et énergétique sur une même parcelle – répond à un double objectif : contribuer au maintien des ressources nécessaires à la sécurité alimentaire et favoriser la transition vers des sources d’énergie bas carbone durables.
« Les panneaux solaires créent un microclimat (ombre, vent, température, humidité…) pouvant être bénéfique aux cultures qui poussent ainsi à l’abri des intempéries et phénomènes climatiques extrêmes ».
Christelle Lecoindre,
Ingénieure de recherche en laboratoire sur les sujets sols au PERL.
Un hub d’expertise
En septembre 2023, TotalEnergies a intégré Ombrea dans ses activités renouvelables. Une expertise unique en agrivoltaïsme et des solutions innovantes pour allier production agricole et électricité verte, notamment en matière de protection contre les aléas météorologiques, de maintien voire d’amélioration des rendements, d’adaptation aux changements climatiques. Cette acquisition va permettre à la Compagnie d’accélérer son développement dans le domaine de l’agrivoltaïsme en France et à l’international. Sur le site d’Ombrea, à Aix-en-Provence, TotalEnergies constitue un hub d’expertise agrivoltaïque destiné à renforcer le développement de solutions numériques et technologiques. S’inscrivant dans le cadre de la loi pour l’accélération des énergies renouvelables, qui assure la primauté de l'agriculture sur la production d’électricité verte, ce pôle rassemble des collaborateurs de TotalEnergies spécialisés dans l’agrivoltaïsme et les experts d’Ombrea.
Dans le respect de la loi EnR
L’agrivoltaïsme est encadré par la loi du 10 mars 2023 relative à l'accélération de la production d'énergies renouvelables qui instaure, pour la première fois, un cadre précis pour la filière. Elle définit une installation agrivoltaïque comme « une installation de production d’électricité utilisant l’énergie radiative du soleil, dont les modules sont situés sur une parcelle agricole où ils permettent de maintenir ou de développer durablement une production agricole ».
Elle répond ainsi à l’objectif de développement de la filière, tout en assurant un équilibre entre les enjeux alimentaires et énergétiques.
La loi EnR introduit finalement une distinction entre les installations agrivoltaïques considérées comme « nécessaires » à l'activité agricole et les installations « compatibles » avec l'exercice d'une activité agricole. Ainsi, une installation ne permettant pas à la production agricole d’être l’activité principale de la parcelle ou bien qui n’est pas réversible ne peut pas être considérée comme de l’agrivoltaïsme.
Trouver l’équilibre entre enjeux alimentaires et énergétiques
La production d’énergie renouvelable ne doit pas se faire au détriment des surfaces agricoles. Les énergéticiens ont un rôle à jouer sur l'optimisation de l'empreinte au sol de la production d'énergie renouvelable. C’est dans ce contexte qu’un nombre croissant de travaux sont menés pour aboutir à des systèmes de panneaux solaires compatibles avec un maintien des rendements agricoles. Au CSTJF et au PERL (Service Environnement et Développement durable), les équipes étudient les impacts des systèmes agrivoltaïques au niveau des sols, des plantes et du microclimat. L’application web, DEMETER, développée par la R&D de TotalEnergies, récupère les données des images satellites et les rend « exploitables » pour l’agrivoltaïsme. Ces travaux confirment la nécessité de trouver des systèmes agrivoltaïques adaptés aux besoins des cultures, chacune réagissant différemment à la présence nouvelle d’ombre. Les équipes R&D Power (Saclay) évaluent quant à elles l’impact du système sur la performance de production d’électricité.
InnoAgri est aujourd’hui l’outil principal des équipes afin de développer des algorithmes de pilotage adaptés à l’agriPV, c’est-à-dire qui vont permettre de maintenir ou améliorer le rendement agricole tout en maximisant la production énergétique. Les résultats obtenus par les équipes R&D sont ensuite transmis aux porteurs de projet de TotalEnergies afin de les intégrer de façon durable dans la conception des projets agrivoltaïques.