L’agrivoltaïsme dynamique
L’agrivoltaïsme consiste à installer des panneaux solaires photovoltaïques sur une parcelle agricole, qui vont contribuer durablement à l’installation, au maintien ou au développement d’une production agricole. Il est dit dynamique lorsque l’ombrage offert par les panneaux est pilotable en fonction des besoins des plantes.
Le pilotage de l’orientation des panneaux se fait à partir d’algorithmes et de données collectées par des capteurs qui mesurent la luminosité, la température, l’hygrométrie et l’état de confort hydrique des plantes.
Dans tous les cas, la priorité est donnée aux besoins des végétaux, la production d’électricité renouvelable étant secondaire.
L’expérimentation à Dardilly
Née du Challenge Rhône de 2018 où CNR et la Région Auvergne-Rhône-Alpes avaient voté le lancement d’un démonstrateur local sur les technologies innovantes de l’irrigation et de l’énergie au service de l’agriculture, cette expérimentation agrivoltaïque a pour objectifs de :
- Gérer durablement la ressource en eau
- Favoriser l’adaptation des cultures agricoles au changement climatique
- Valoriser la production d’énergie renouvelable
- Apporter des retours d’expérience à la filière et aux professionnels
Ce démonstrateur a également pour objectif de tester et de valider la viabilité technico-économique du modèle, afin d’envisager sa réplication sur d’autres exploitations agricoles.
Ce projet, financé dans le cadre des missions d’intérêt général Plans 5Rhône, représente un investissement total de 1 million d’euros. Il a reçu le soutien de la Région Auvergne-Rhône-Alpes à hauteur de 40 %.
Deux sites d’expérimentation
Le projet des « Parcelles du Futur » étudie le comportement d’une même culture sur deux parcelles de surface identique, l’une équipée d’ombrières photovoltaïques et l’autre non, appelée zone témoin.
504 panneaux photovoltaïques mobiles ont été installés début 2023 à 5 mètres de haut au-dessus de deux parcelles, pour une puissance totale de 230 kWc.
Le site de la Colline
Le site de la Colline est destiné à la culture de fraises en agriculture biologique et à la culture de framboises en agriculture conventionnelle. Sa superficie est de 3 000 m² :
- 1 500 m² sous ombrières équipées de panneaux photovoltaïques bifaciaux, c’est-à-dire qui reçoivent aussi bien les rayons directs du soleil que ceux réfléchis par le sol
- 1 500 m² de parcelles témoins sous tunnel et en agroforesterie (plantation de kakis procurant de l’ombrage) pour les fraises et sous tunnel pour les framboises
La Pépinière hors sol
Le site de la Pépinière est destiné à la culture de plantes d’ornement. Sa superficie est de 1 500 m² :
- 750 m² sous ombrières équipées de panneaux photovoltaïques bifaciaux
- 750 m² de parcelles témoins non couvertes
Le sol est recouvert par des bâches noires ou des bâches blanches pour étudier l’impact sur le comportement des végétaux et sur la production d’électricité de la différence d’albédo*.
*Albedo : valeur physique qui permet de connaître la quantité de lumière solaire incidente réfléchie par une surface
Les bénéfices pour les végétaux
Ces expérimentations visent à démontrer que la gestion d’un ombrage piloté, généré par les panneaux photovoltaïques mobiles déployés au-dessus des zones de cultures, permet de :
- Protéger les cultures contre les aléas climatiques (gel, grêle)
- Maîtriser les températures et l’ensoleillement
- Supporter des filets de protection (paragrêle, anti-insectes, bâches anti-pluie)
- Sécuriser et pérenniser les rendements tout en améliorant la qualité des produits
- Diminuer la consommation en eau des plantes en limitant leur évapotranspiration grâce à l’ombrage des panneaux
Des résultats prometteurs
L’expérimentation, d’une durée de 3 ans, se déroule jusqu’en 2026. A son issue, les données récoltées et analysées devraient permettre de proposer aux professionnels du secteur agricole un modèle technico-économique viable et réplicable.
En comparant les cultures qui bénéficient d’un pilotage agronomique à celles situées en zone témoin (plein air ou tunnel plastique), les premiers résultats, analysés par les experts, sont encourageants :
- Au niveau du microclimat, les extrêmes de température et d’humidité sont lissés, limitant les dommages racinaires par exemple ;
- Au niveau de l’irrigation, les apports en eau sont fortement réduits ;
- Au niveau des fruits, leur qualité est maintenue, voire augmentée ; les résultats sur les rendements sont eux plus dépendants du climat de l’année.
Des partenaires impliqués
Pour mener à bien ses projets, CNR s’entoure de partenaires dont l’expertise est reconnue. L’expérimentation des Parcelles du Futur bénéficie ainsi de l’expérience et des compétences complémentaires d’acteurs clés.
Financeurs et pilotes
- CNR : pilote du projet, investisseur, agrégateur des partenaires et gestionnaire de l‘énergie
- La Région Auvergne-Rhône-Alpes : propriétaire des terrains et co-financeur du projet
- Le Campus Agrilyon Vert de Lyon-Dardilly-Ecully : techniciens et formateurs agricoles pour assurer l’exploitation des cultures, la vente de la production et la transmission des connaissances accumulées
Entités d’expertise
- SUN’AGRI : expert et pilote de l’outil permettant de moduler l’ombrage apporté aux cultures
- OMEXOM EnR Lyon, filiale de Vinci Energies : expert en conception et construction de centrales solaires photovoltaïques
- Laboratoire INES du CEA : expert en modules photovoltaïques innovants, conception et étude de modules innovants et suivi technique du rayonnement solaire et de la production électrique
Accompagnement et validation
- L’ASTREDHOR Auvergne-Rhône-Alpes : suivi agronomique de la parcelle Pépinière
- Le CTIFL (Centre Technique Interprofession des Fruits et Légumes) : suivi agronomique de la parcelle Colline
- La Chambre d’Agriculture du Rhône : accompagnement du Campus Agrilyon Vert à la conduite de l’exploitation agricole du site Colline