Agri-photovoltaïque : comment l'agriculture et l'énergie solaire façonnent l'avenir

L'agri-photovoltaïque est sur toutes les lèvres - et pour de bonnes raisons. Cette technologie innovante combine le meilleur de deux mondes : La production d'énergie propre et renouvelable et la gestion des terres agricoles. Mais que se cache-t-il réellement derrière le terme agri-photovoltaïque ? Comment cela fonctionne-t-il exactement et quels sont les avantages de cette solution ? Dans cet article complet, tu apprendras tout ce que tu dois savoir sur l'agri-PV, des détails techniques aux conditions économiques et juridiques.

Si tu es un agriculteur qui souhaite utiliser ses terres de manière plus efficace ou si tu veux simplement en savoir plus sur l'avenir de la production d'énergie durable, reste connecté - tu seras surpris par les possibilités qui s'offrent à toi !

Qu'est-ce que l'agri-photovoltaïque (Agri-PV) ?

L'agri-photovoltaïque, également connu sous le nom d'agri-PV ou d'agri-photovoltaïque, décrit l'utilisation simultanée de terres agricoles pour la production d'énergie solaire et de produits agricoles. Cela est possible grâce à l'installation de systèmes agri-photovoltaïques qui placent des cellules solaires directement au-dessus des terres agricoles. Contrairement aux parcs solaires traditionnels, qui bloquent souvent de grandes surfaces pour une utilisation exclusive comme source d'énergie, l'agri-PV offre une "double utilisation" des terres. Cela signifie qu'il est possible de cultiver des plantes et de produire de l'énergie sur les mêmes mètres carrés.

Ce concept peut sembler relever de la science-fiction, mais il est déjà une réalité aujourd'hui. De nombreux projets pilotes dans le monde entier montrent que cette technologie fonctionne, et ce avec des résultats impressionnants.

L'origine et le développement de l'agri-photovoltaïque

L'idée de base de l'agri-photovoltaïque n'est pas tout à fait nouvelle. Dès les années 1980, les premières réflexions ont été menées sur la manière d'intégrer des modules solaires sur les terres agricoles afin de maximiser l'utilisation des surfaces. Mais à l'époque, la technologie n'était pas encore assez développée pour offrir des solutions viables. Il a fallu plusieurs décennies pour que les progrès technologiques permettent à la vision d'une double utilisation des terres de devenir réalité.

Au cours des dix dernières années, la technologie agri-PV a fait un énorme bond en avant. Des projets pilotes prometteurs ont été menés, notamment dans des pays comme l'Allemagne, la France, le Japon et les États-Unis, démontrant non seulement la faisabilité, mais aussi la rentabilité économique. Entre-temps, l'agri-PV est considérée comme l'une des technologies les plus prometteuses pour faire face à la crise énergétique et alimentaire mondiale.

Comment fonctionne l'agri-photovoltaïque ?

Le fonctionnement des installations agri-photovoltaïques est en fait assez simple à comprendre. En principe, des modules solaires sont installés au-dessus des surfaces agricoles, soit fixes, soit flexibles dans leur orientation. Les modules sont positionnés de manière à laisser passer suffisamment de lumière sur les plantes situées en dessous, tout en captant suffisamment de rayons solaires pour produire de l'électricité.

Il existe différentes variantes de la technologie agri-PV :

1. Les modules statiques : Ils sont fixes et se trouvent généralement à une hauteur de 2 à 5 mètres au-dessus du sol. Cette hauteur permet aux machines agricoles de travailler sans problème sous les modules.
2. Modules réglables : Ces modules peuvent s'adapter au soleil et aux besoins agricoles. Ils peuvent être orientés de manière à produire un maximum d'électricité ou à offrir une luminosité optimale aux cultures.
3. Modules semi-transparents : Ces modules sont spécialement conçus pour laisser passer la lumière de manière uniforme. Ils sont particulièrement utiles pour les plantes qui préfèrent la mi-ombre, car ils ne bloquent qu'une partie de la lumière du soleil.

Le contrôle des modules peut être assuré par différentes technologies, allant de simples réglages manuels à des systèmes automatisés de pointe fonctionnant sur la base des modèles météorologiques et des cycles de récolte.

Comment définir l'agri-photovoltaïque ?

La distinction entre les systèmes agri-photovoltaïques et les systèmes solaires traditionnels au sol n'est pas toujours évidente au premier abord, car les deux technologies utilisent des modules solaires sur des surfaces ouvertes. Afin d'éviter les abus et les confusions, des directives et des normes claires ont été développées pour définir ce qui constitue une véritable installation agri-photovoltaïque. Ces définitions sont établies dans la norme DIN SPEC 91434, qui a été élaborée par un large consortium d'entreprises, d'agriculteurs, d'instituts de recherche et d'associations.

La DIN SPEC 91434 donne des indications précises sur la manière dont l'usage agricole principal doit être maintenu malgré l'installation de panneaux solaires. L'objectif principal de cette norme est de garantir que la production agricole n'assume pas seulement une fonction d'alibi pour obtenir des subventions, mais qu'elle se poursuive réellement. Ce n'est que si la production agricole est assurée en permanence qu'une installation est considérée comme une véritable installation agri-PV.

Alors que la norme DIN SPEC 91434 se concentre principalement sur la production végétale, la norme complémentaire DIN SPEC 91492 a été publiée en juin 2023 et définit des exigences spécifiques pour l'élevage d'animaux dans les installations Agri-PV. Cette extension montre que l'agri-photovoltaïque offre une solution d'avenir non seulement pour la culture des plantes, mais aussi pour l'élevage des animaux de rente. Ensemble, les deux normes créent un ensemble complet de règles qui garantissent que l'utilisation agricole et la production d'énergie solaire sont en harmonie.

Deux catégories de systèmes agri-PV

La norme DIN SPEC 91434 distingue deux grands types de systèmes Agri-PV, qui se différencient par leur mode d'exploitation et leur consommation de surface :

Catégorie 1 : Systèmes surélevés

Ces systèmes se caractérisent par leur construction surélevée, dans laquelle les modules solaires sont montés sur des supports qui permettent une exploitation directement sous les modules. Cela signifie que les machines agricoles peuvent opérer sous les installations sans être gênées. Ce type d'installation est particulièrement efficace, car la perte de surface est minime - la part de la surface agricole utilisable bloquée par les structures ne doit pas dépasser 10 %.

Catégorie 2 : exploitation entre les rangées de modules

Ici, les modules solaires sont installés en rangées, de sorte qu'il n'est possible de travailler en agriculture qu'entre les rangées de modules. Ce type d'installation est souvent réalisé à l'aide de tables de modules ou de systèmes montés verticalement. La flexibilité de ces systèmes est un avantage, mais ils occupent plus de surface que les systèmes surélevés. Dans cette catégorie, la perte de surface peut atteindre 15 % de la surface totale du projet.

Efficacité de l'utilisation des terres

Une autre prescription importante de la norme DIN SPEC 91434 concerne l'efficacité de l'utilisation agricole. Afin de garantir que l'utilisation agricole principale ne souffre pas de l'installation des panneaux solaires, au moins 66 pour cent du rendement de référence doit être généré sur la surface totale du projet après la construction d'une installation agri-PV. Cela signifie que la productivité de la surface agricole doit être maintenue en grande partie après l'installation des panneaux solaires.

Ces normes et standards garantissent que l'agri-photovoltaïque n'est pas seulement une technologie de production d'électricité, mais qu'elle soutient également l'exploitation agricole de manière durable. Elles favorisent une utilisation équilibrée des terres, qui sert à la fois à la production d'énergie et à l'approvisionnement alimentaire.

Protection contre les abus

Un autre aspect central de la norme DIN SPEC 91434 est la protection contre les systèmes abusifs. Il s'agit d'empêcher que des installations photovoltaïques traditionnelles au sol soient déclarées comme des installations Agri-PV afin d'obtenir des aides et des subventions. Ces directives strictes garantissent que seuls les projets qui sont réellement utilisés à des fins agricoles sont considérés comme agri-photovoltaïques et ne servent pas uniquement de prétexte pour obtenir des avantages financiers.

Cette délimitation claire et les exigences détaillées des normes DIN SPEC 91434 et DIN SPEC 91492 garantissent que les installations agri-photovoltaïques contribuent réellement à la double utilisation des terres et répondent aux objectifs de durabilité dans l'agriculture et la production d'énergie.

Les avantages de l'agri-photovoltaïque

L'agri-photovoltaïque offre une multitude d'avantages qui sont importants à la fois pour les agriculteurs et pour l'environnement. Examinons en détail les principaux avantages :

Double utilisation des terres

L'un des principaux atouts de la technologie agri PV est la double utilisation des terres. Dans de nombreuses régions du monde, les terres agricoles sont rares et la concurrence pour les ressources foncières augmente. Grâce à l'agri-photovoltaïque, les agriculteurs peuvent à la fois produire de l'énergie et poursuivre leurs activités agricoles traditionnelles. La double utilisation est un avantage décisif, en particulier dans les régions densément peuplées où les terres agricoles sont limitées.

Augmentation des rendements agricoles

L'un des avantages surprenants de l'agri-PV est qu'il peut effectivement entraîner une augmentation des rendements agricoles. L'installation des panneaux solaires permet de créer une certaine ombre sur les plantes situées en dessous. Cela peut être particulièrement avantageux dans les climats chauds et ensoleillés, où les plantes souffrent souvent d'un rayonnement solaire intense. Les panneaux solaires protègent les plantes de la chaleur extrême tout en produisant de l'énergie. Des études ont montré que des plantes comme les tomates, les baies et les salades poussent même mieux sous les modules que sans. Les modules peuvent également offrir une protection contre les conditions météorologiques extrêmes telles que la grêle ou les fortes pluies.

Contribution à la protection du climat

La combinaison de l'agriculture et de l'énergie renouvelable contribue considérablement à la protection du climat. D'une part, une énergie propre et renouvelable est produite par les modules solaires, ce qui réduit les émissions de gaz à effet de serre. D'autre part, la surface agricole reste productive, ce qui signifie qu'aucune surface supplémentaire ne doit être utilisée pour la production d'énergie. La réduction de l'imperméabilisation des surfaces est un atout majeur pour la protection de l'environnement, car elle favorise la biodiversité et empêche la perte d'habitats naturels.

Possibilités d'utilisation et applications de l'agri-photovoltaïque

Les possibilités d'application de l'agri-photovoltaïque sont nombreuses et vont des petites exploitations aux exploitations agricoles à grande échelle. La technologie peut être utilisée dans presque tous les environnements agricoles, des vignobles aux pâturages et aux champs de céréales.

Utilisation dans différentes cultures

L'un des principaux atouts des systèmes agri-photovoltaïques est leur polyvalence. Les modules solaires peuvent être installés sur une grande variété de cultures. Certaines espèces végétales, comme les salades, les épinards et les baies, profitent particulièrement des conditions partiellement ombragées créées par les modules. Dans les climats plus chauds, les modules offrent une protection bienvenue contre un rayonnement solaire trop intense et contribuent à réduire les besoins en eau des plantes, car l'évaporation due à l'ombre est réduite.

Mais les installations peuvent également être utilisées pour des cultures plus robustes comme le blé, le maïs et le soja. Dans ce cas, l'accent est certes moins mis sur la protection contre le soleil, mais l'avantage de la double utilisation demeure. Dans certains cas, il est même possible de combiner des pâturages pour le bétail avec des panneaux solaires.

Exemples d'application dans le monde

Il existe déjà des projets pilotes réussis dans le monde entier qui démontrent les avantages de l'agri-photovoltaïque. Il existe notamment de nombreux exemples dans des pays comme le Japon, la France et l'Allemagne. Au Japon, des rizières sont complétées par des modules solaires, tandis qu'en France, des vignobles utilisent cette technologie pour améliorer la qualité du raisin. En Allemagne également, il existe de nombreuses approches prometteuses, comme le projet "AgroPV", qui consiste à cultiver des baies sous des modules solaires. Ces projets montrent non seulement que l'agri-PV fonctionne, mais aussi qu'il est économiquement rentable.

Cadre économique et juridique

Promotion et possibilités de financement

Le financement d'une installation agri-photovoltaïque peut représenter un défi, car l'investissement initial est élevé. Néanmoins, il existe de nombreuses possibilités de soutien au niveau gouvernemental. De nombreux gouvernements, notamment dans l'UE, proposent des subventions et des aides spéciales pour la construction d'installations agri-photovoltaïques. Le tarif de rachat, c'est-à-dire la rémunération de l'électricité solaire injectée dans le réseau public, est également une incitation à investir dans cette technologie.

Il existe en outre des modèles de financement privés et des coopérations avec des entreprises énergétiques prêtes à investir dans de telles installations. Pour les agriculteurs, cela peut représenter une source de revenus supplémentaire, car ils peuvent non seulement vendre leurs produits agricoles, mais aussi profiter de la production d'énergie.

Depuis octobre 2021, il existe des exigences supplémentaires de l'Agence fédérale des réseaux concernant les surfaces destinées à des installations solaires particulières, dont fait partie l'agri-photovoltaïque. Ces exigences réglementent les surfaces qui entrent en ligne de compte pour les installations subventionnées par la loi sur les énergies renouvelables. Les installations solaires spéciales sont celles qui sont construites sur des terres arables qui ne sont pas des marécages et pour lesquelles des plantes utiles sont cultivées sur la même surface.

Le "paquet solaire 1", qui est entré en vigueur en mai 2024, a apporté de nouvelles adaptations à la subvention EEG. Ces nouvelles dispositions prévoient que les systèmes agri-PV relevant de la norme DIN SPEC 91434 seront subventionnés s'ils répondent aux exigences spécifiques. Une hauteur minimale de 2,10 mètres s'applique aux installations surélevées pour lesquelles une exploitation sous les modules est possible. Les installations solaires verticales, qui relèvent de la catégorie 2, doivent avoir une hauteur minimale de 0,80 mètre.

Une clarification finale doit encore être apportée pour savoir si les installations agri-PV réglables avec suivi (tracking), montées sur un ou deux poteaux, peuvent également bénéficier de la subvention EEG. Le ministère fédéral de l'économie travaille actuellement à un amendement correspondant de la loi sur l'énergie afin de prendre également en compte ces installations.

Procédure d'autorisation et aspects juridiques

Les exigences légales pour la construction d'installations Agri-PV varient d'un pays à l'autre. Dans de nombreux pays, il existe des réglementations spécifiques pour les installations solaires sur les terres agricoles. Il est important de se renseigner sur la législation locale et les procédures d'autorisation avant de construire une installation. Il est souvent nécessaire de réaliser des expertises environnementales et de respecter certaines exigences en matière de protection de la nature. Néanmoins, de nombreux gouvernements tentent de simplifier le processus afin de promouvoir cette technologie.

Défis et risques de l'agri-photovoltaïque

Défis techniques

Bien que l'agri-photovoltaïque présente de nombreux avantages, il existe également des défis techniques à surmonter. L'un des principaux défis est l'intégration des modules solaires dans l'exploitation agricole. Les modules doivent être positionnés de manière à ne pas gêner le travail dans les champs. L'entretien des installations requiert également un savoir-faire spécifique afin de s'assurer que tant les machines agricoles que les installations photovoltaïques fonctionnent de manière optimale.

Acceptation par les agriculteurs et la population

Un autre risque est l'acceptation de la technologie par les agriculteurs et la population. Tout le monde n'est pas immédiatement enthousiaste à l'idée d'installer des panneaux solaires au-dessus des champs. Certains agriculteurs craignent que les modules nuisent à la croissance de leurs cultures ou qu'ils réduisent la qualité esthétique de leurs champs. La population émet également parfois des réserves quant à la modification du paysage. L'information et la démonstration de projets pilotes réussis sont ici essentielles.

Perspectives d'avenir et potentiel de l'agri-PV

L'avenir de l'agri-photovoltaïque s'annonce prometteur. Avec l'augmentation des prix de l'énergie, la demande croissante en énergies renouvelables et la nécessité d'utiliser plus efficacement les terres agricoles, cette technologie jouera un rôle de plus en plus important dans les années à venir. On peut s'attendre à ce que la technologie se développe et soit utilisée dans un nombre croissant de pays et de régions.

L'agri-PV offre un énorme potentiel, en particulier dans les pays au climat chaud, où l'agriculture souffre beaucoup du soleil. Mais dans les régions plus froides également, cette technologie peut jouer un rôle important pour rendre l'agriculture plus durable et plus efficace.

Conclusion : l'agri-photovoltaïque - une technologie d'avenir

L'agri-photovoltaïque est plus qu'une simple tendance technique. Elle offre une véritable solution à deux des défis les plus urgents de notre époque : assurer l'approvisionnement alimentaire et produire de l'énergie propre. En permettant une double utilisation des terres, en améliorant les rendements agricoles et en contribuant à la protection du climat, l'agri-PV pourrait devenir une technologie clé pour le développement durable. Si tu es agriculteur ou si tu t'intéresses simplement aux énergies renouvelables, c'est le moment de t'intéresser de plus près à l'agri-photovoltaïque. L'avenir commence aujourd'hui !