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/ 2 octobre 2023
L’agrivoltaïsme dynamique se développe depuis 15 ans maintenant, notamment au service des cultures fruitières à forte valeur ajoutée telles que les cerises, abricots, raisins, nectarines, poires, pommes… Quels sont les résultats obtenus sur l’arboriculture ?
Avant toute chose, il faut rappeler en quoi consiste l’agrivoltaïsme dynamique — et surtout en quoi il diffère de projets photovoltaïques classiques, comme des centrales solaires.
Agrivoltaïsme et photovoltaïsme : des objectifs différents
L’agrivoltaïsme peut souffrir d’a priori dans certaines régions. Pour cause : la confusion avec le photovoltaïque qui s’est multiplié ces dernières années. L’agrivoltaïsme, et particulièrement sa forme dynamique, et le photovoltaïque poursuivent pourtant des enjeux très différents.
L’agrivoltaïsme est un service agricole, c’est ainsi que le définit la loi française depuis 2023 (Loi d’Accélération des Énergies renouvelables (AER)), à l’instar de l’agrivoltaïsme dynamique qui consiste en l’installation d’une structure protectrice de panneaux solaires (aussi appelés persiennes solaires) en surplomb des cultures et pilotés en temps réel selon les besoins de la plante. Ces persiennes solaires sont un outil de protection et de régulation agro-climatique, notamment arboricoles. Elles permettent secondairement la production d’énergie renouvelable qui finance le système de protection.
L’agrivoltaïsme s’est d’abord développé sur les cultures fruitières les plus sensibles aux aléas climatiques : vignes, fruits à noyaux et à pépins… Elle se développe aujourd’hui dans différentes formes en maraîchage, sur les grandes cultures et l’élevage, toujours avec l’impératif de rendre un service agricole significatif et de ne pas altérer la production agricole.
Les projets photovoltaïques classiques au contraire recouvrent les terres. Leur installation au sol est autorisée sur des terrains dégradés ou incultes et dans des zones d’accélération prioritaires. Elle est en revanche interdite par la loi sur des terres agricoles cultivables. Leur priorité est la production d’énergie solaire, quand l’enjeu majeur de l’agrivoltaïsme est la protection de la plante et de l’agriculture.
Antoine Nogier, président de Sun’Agri, leader français de l’agrivoltaïsme dynamique, résume ainsi son objectif :
“Avec le changement climatique, notre eau se raréfie, nos plantes et nos terres brûlent, nos rendements agricoles s’évanouissent, menaçant des filières, des régions et des pays entiers. Nous devons plus que jamais trouver les moyens de soutenir et développer une agriculture forte et résiliente, pour répondre aux enjeux de sécurité alimentaire futurs. Il serait irresponsable d’équiper des terres arables avec des panneaux solaires. En revanche, nous avons réussi à prouver qu’en les installant à quatre ou cinq mètres de haut, on peut produire du raisin, des fruits et des légumes sous une structure protectrice, intelligente et autofinancée, et offrir ainsi des gages de résilience vis-à-vis du changement climatique à la filière agricole.”
Arboriculture et agrivoltaïsme dynamique : le bilan de 15 ans de pratique
Des températures contrôlées en toute saison
Grâce au pilotage intelligent de la lumière et de l’ombrage, l’agrivoltaïsme dynamique permet, en moyenne, de diminuer de 2°C la température de l’air durant les périodes de fort ensoleillement et d’augmenter l’humidité de 2%. Ces résultats sont exacerbés en périodes de canicule ou de pics de chaleur.
À Mallemort dans les Bouches-du-Rhône, sur une exploitation de pommiers, une diminution de 8°C a ainsi été observée sous la canopée.
L’agrivoltaïsme dynamique a également un rôle de bouclier lors des épisodes critiques de mi-saison, et protège les arbres, fleurs et fruits du gel ou de pluies violentes.
En hiver, on observe des températures supérieures de 2°C dans l’air et à la surface des feuilles des plantes protégées par la structure agrivoltaïque par rapport à la surface témoin.
Cette différence de température a des implications capitales. Dans la Drôme, sur une exploitation de nectarines en mars 2022, le pourcentage moyen de fleurs gelées était de 8% sous structure agrivoltaïque contre 33% sur la parcelle témoin. Des résultats similaires ont été observés à Mallemort en avril 2021 sur l’exploitation de pommiers.
Un stress hydrique réduit
Deuxième bénéfice de l’agrivoltaïsme dynamique sur l’arboriculture — et non des moindres : un stress hydrique réduit. En effet, les sécheresses à répétition, les pénuries d’eau et les réglementations locales limitent de plus en plus l’usage de l’irrigation.
Dans les Pyrénées-Orientales, les producteurs d’abricots de la vallée de l’Agly font face cette année à une sécheresse exceptionnelle ; “La récolte est foutue” témoignent-ils pour France 3.
Mêmes échos dans La France Agricole : certains producteurs d’abricots et de nectarines rapportent jusqu’à 90% de pertes cet été, soit parce qu’ils ont dû sacrifier des branches de leurs arbres, soit parce que le calibre des fruits mûrs n’est pas récoltable.
Cédric Sabaté, producteur de pommes, le souligne : “Un fruit, c’est 98% d’eau, il n’y a pas de secret”.
Le contrôle de l’eau et du stress hydrique est donc un élément essentiel, non seulement d’une bonne récolte, mais de la pérennité d’une exploitation arboricole.
A contrario, les arboriculteurs précurseurs de l’agrivoltaïsme dynamique qui irriguent leur parcelle ont noté des économies d’environ 30% d’eau, notamment à Mallemort en 2019 et 2021, et à Étoile-sur-Rhône en 2022.
Comment l’agrivoltaïsme dynamique permet-il cette réduction du stress hydrique ?
Tout d’abord, en réduisant les besoins en eau des arbres grâce à une humidité au sol plus élevée que sur les parcelles témoins. Ainsi, les pics de chaleur sont atténués et la croissance des plantes facilitée.
Enfin, les capteurs sur la parcelle permettent à l’agriculteur, qui y a accès en temps réel sur son portable, un dosage fin des besoins en irrigation en fonction des besoins réels de la plante, tandis que l’infrastructure permet l’installation de systèmes d’irrigation au goutte à goutte.
Un arbre protégé
Assurer la bonne croissance des arbres est l’un des enjeux capitaux des arboriculteurs : contrairement aux semis annuels, si l’arbre est abîmé par les aléas climatiques, il l’est durablement. Ces dégâts se ressentiront sur sa production d’une année sur l’autre. Sous ce microclimat agrivoltaïque, les jeunes plants d’arbres s’épanouissent et leur croissance semble plus rapide et importante. Cela est visible à l’œil nu sur les abricotiers et pêchers plantés en 2022 du site d’Étoile sur Rhone.
Les panneaux agrivoltaïques sont un rempart efficace contre les dégâts causés par les aléas climatiques. Ils permettent notamment le déploiement de filets anti-grêles installés sur la structure. À l’horizontale, ils font obstacle aux pluies et vents violents.
L’agrivoltaïsme dynamique protège en outre contre le jaunissement et la chute des feuilles. Quand, sur une zone témoin dénuée de protection agrivoltaïque, on observe 21% de feuilles chutées et 21% de feuilles jaunissantes, ces pourcentages décroissent considérablement sous la protection agrivoltaïque : seulement 2% de feuilles chutée et 8% de feuilles jaunissantes.
Enfin, le pourcentage de fruits touchés par les coups de soleil — une donnée particulièrement importante puisqu’une heure d’exposition suffit à abîmer un agrume — est également considérablement réduit par l’agrivoltaïsme dynamique : seulement 2% des pommes étaient touchées à Mallemort dans la zone protégée contre 13% sur la zone témoin.
Un rendement préservé
Une crainte partagée par de nombreux arboriculteurs : le rendement de leurs arbres sera-t-il préservé ? Le calibre des fruits produits sous agrivoltaïsme dynamique sera-t-il conforme à celui exigé pour la consommation ?
De manière générale, en agissant comme modérateur de températures extrêmes, pare-soleil et bouclier contre les aléas climatiques récurrents (gel, grêle, etc…), l’agrivoltaïsme dynamique sécurise une production agricole en qualité et en rendement face au changement climatique.
- L’agrivoltaïsme dynamique augmente la part des fruits commercialisables et améliore leur conservation dans le temps.
Par exemple, en 2022 à Mallemort, sur une exploitation de pommes, l’arboriculteur notait un taux de déchets de 50% supérieur sur la zone témoin par rapport à la zone protégée par agrivoltaïsme dynamique. - Selon les conditions climatiques de l’année et du site en particulier, l’agrivoltaïsme dynamique peut augmenter les rendements (maximisation du bien-être de la plante), ou les préserver lorsque la plante fait face à des épisodes extrêmes (rôle de bouclier). Nous avons observé à ce jour les meilleurs résultats en maraîchage (entre +20 et +50% sur aubergine et +30% concombre) et viticulture (+45% et + 25% sur certains cépages) et sommes confiant sur l’obtention de résultats similaires en arboriculture dans les années à venir. À l’inverse, des pertes de rendement significatives ou répétées sont dues à des pratiques ou techniques de pilotage de la canopée inadaptées. Il conviendra de les modifier ou les affiner pour correspondre à la définition et mission de l’agrivoltaïsme.
- Enfin, le poids, le goût et le calibre des fruits — notamment des pommes et des cerises — se sont révélés peu impactés par l’ombrage. Une légère réduction des degrés Brix et de la couleur a bien été observée mais les fruits correspondent toujours aux seuils de commercialisation et ont généralement un décalage de maturité de 7 à 10 jours par rapport à la zone témoin.
Des économies substantielles
En fin de compte, l’agrivoltaïsme dynamique permet aux arboriculteurs de réaliser des économies substantielles :
- En modernisant leur exploitation sans s’endetter (projet auto-financé et infrastructure multi-usages) ;
- En protégeant leurs arbres et fruits des aléas climatiques ;
- En préservant ou augmentant leur rendement de production ;
- En leur permettant d’effectuer des économies d’eau ou de se substituer à l’irrigation;
- En bénéficiant, s’ils souhaitent être co-actionnaires, d’un revenu complémentaire à leur activité agricole, grâce à l’énergie verte produite par les panneaux solaires.
Les économies réalisées ne s’arrêtent pas là. Sous agrivoltaïsme dynamique, les fruits mûrissent plus tardivement.
Quel impact sur les dépenses des arboriculteurs ?
Thierry Hector, arboriculteur dans l’Eure, témoigne sur Europe 1 : « Si ce manque d’eau continue, comme les fruits mûrissent beaucoup plus vite que d’habitude, au lieu de cueillir le 20, on pourrait cueillir le 10 août ce qui n’est jamais arrivé« . Conséquence : il devrait allumer sa chambre froide plus tôt que les années précédentes, ce qui augmenterait notablement sa facture d’électricité — encore un point auquel l’agrivoltaïsme dynamique apporte une solution.
Quelle entreprise pour votre projet d’agrivoltaïsme dynamique ?
L’entreprise française Sun’Agri collabore avec l’INRAE depuis 2009 sur les tout premiers programmes de recherche en agrivoltaïsme (Sun’Agri 1, 2 et 3). Ensemble, l’entreprise et l’institution ont développé le concept d’agrivoltaisme dynamique et l’ont testé sur le terrain pendant près de 14 ans.
L’entreprise Sun’Agri a poursuivi ses travaux pour offrir à la filière agricole une technologie et un service pérenne, adapté à leurs besoins, combinant un réel service agricole à la production d’électricité verte.
Aujourd’hui, Sun’Agri est le leader mondial de l’agrivoltaïsme dynamique et accompagne arboriculteurs, viticulteurs et maraîchers à chaque étape de leur projet.
Convaincu par l’agrivoltaïsme dynamique ? Des questions quant à son application sur votre exploitation arboricole ? Contactez Sun’Agri pour obtenir des conseils personnalisés.
