L’agrivoltaïque – la colocalisation de panneaux solaires et de production agricole sur le même territoire – passe du statut de curiosité de recherche à celui de réalité commerciale. Dans des économies pauvres en terres comme le Japon, la Corée du Sud et certaines parties de l’Europe, l’agrivoltaïque résout la tension politique entre le développement de l’énergie solaire et la préservation des terres agricoles. Pour les agriculteurs des climats chauds, les avantages de l’ombre et de la conservation de l’eau constituent un bonus de production en plus des revenus locatifs.
Pourquoi l’agrivoltaïque fonctionne : l’effet microclimat
Les panneaux solaires créent un microclimat distinct en dessous et autour d’eux. Dans les climats chauds et arides, ce microclimat peut être très bénéfique pour l’agriculture :
- Réduction de température : Les panneaux ombragent le sol, réduisant la température du sol de 3 à 8°C pendant les pics de chaleur estivale. Cela étend la fenêtre de confort thermique pour les cultures de saison fraîche et réduit le stress thermique des plantes.
- Évapotranspiration réduite : Des températures plus basses et un rayonnement solaire direct réduit diminuent l’évaporation de la surface du sol et la transpiration des feuilles des plantes. Les besoins en eau d'irrigation chutent généralement de 20 à 60 % sous les panneaux par rapport aux conditions en plein champ.
- Protection contre la grêle et les intempéries extrêmes : Les panneaux offrent une protection partielle contre les dommages causés par la grêle – un avantage d'assurance important pour les producteurs de fruits et légumes des régions sujettes à la grêle.
Ces avantages sont plus prononcés dans les climats chauds et à fort rayonnement (MENA, Asie centrale, Asie du Sud et du Sud-Est). Dans les climats tempérés, l’effet d’ombre peut réduire le rendement des cultures exigeantes en soleil, ce qui rend la sélection des cultures encore plus critique.
Guide de sélection des cultures
| Type de culture | Tolérance à l'ombre | Rendement inférieur à 30 % d'ombre | Remarques |
|---|---|---|---|
| Laitue, épinards, chou frisé | Élevé | +10–30 % par rapport au plein soleil | L'ombre réduit la montaison en été ; idéal pour les climats chauds |
| Herbes (basilic, menthe, coriandre) | Élevé | +5 à 15 % | L'ombre améliore la concentration des composés aromatiques dans certaines herbes |
| Fraises | Moyen-élevé | 0 à 20 % de réduction | L'ombre prolonge la saison ; bon pour les climats tempérés |
| Légumes racines (betterave, radis) | Moyen | 0 à 10 % de réduction | Tolérant à l'ombre ; compatible avec la récolte mécanisée |
| Blé, orge | Moyen-bas | 10 à 25 % de réduction | Viable uniquement avec un espacement des rangs très large (>10 m) |
| Maïs, tournesols | Faible | 25 à 50 % de réduction | Non recommandé ; perte de rendement importante même à l'ombre partielle |
Conception structurelle : le problème de la hauteur
Le défi technique le plus important en agrivoltaïque est la hauteur de montage des panneaux. Les systèmes standards montés au sol utilisent une hauteur minimale de 0,5 à 1,0 m au-dessus du sol – suffisant pour la gestion de la végétation mais pas pour les opérations agricoles. Pour permettre l'agriculture sous les panneaux, il faut augmenter le dégagement :
- Dégagement de 1,5 à 2,0 m : Récolte manuelle des cultures basses (légumes, fraises). Limité aux outils manuels – pas d’équipement mécanisé. Convient aux cultures à forte intensité de main d’œuvre et à forte valeur ajoutée.
- Dégagement de 3,0 à 3,5 m : Accès petit tracteur pour plantation et récolte. Ouvre une gamme beaucoup plus large de cultures et d’options de mécanisation. Coût structurel environ 40 à 60 % supérieur à la norme de montage au sol par kWc.
- Dégagement de 4,5 à 5,0 m : Accès complet au matériel agricole. Dégagement standard pour moissonneuse-batteuse. Coût structurel 80 à 120 % supérieur à la norme de montage au sol. Utilisé dans les systèmes japonais de « partage solaire » où le maintien de la pleine production agricole est légalement requis.
Le Land Equivalent Ratio (LER) : pourquoi le double usage l’emporte
Le Land Equivalent Ratio compare la productivité combinée d’un système agrivoltaïque à celle d’alternatives à usage unique. Si un site agrivoltaïque de 1 ha produit 85 % de la production solaire d'un parc solaire dédié de 1 ha ET 60 % de la production agricole de 1 ha de terres agricoles dédiées, le LER = 0,85 + 0,60 = 1,45 — ce qui signifie que le système agrivoltaïque est 45 % plus productif en terres que l'utilisation de deux hectares distincts pour chaque objectif.
Les valeurs LER publiées pour les systèmes agrivoltaïques bien conçus vont généralement de 1,3 à 1,9. C’est le principal argument en faveur de l’agrivoltaïque sur des marchés limités en terres et en faveur des gouvernements qui imposent la préservation des terres agricoles.
Marchés et réglementation
Le système japonais de « partage solaire » est le cadre réglementaire le plus développé au monde — exigeant que la productivité agricole sur les terres agrivoltaïques soit maintenue à ≥80 % des niveaux d'avant l'installation (évalués sur une période de 3 ans). La France a rendu obligatoire les abris de voiture solaires et l'agrivoltaïque sur les aires de stationnement dépassant une taille minimale en 2023. La Corée du Sud, l'Allemagne (norme Agri-PV DIN SPEC 91434) et l'Australie ont toutes des pipelines de projets agrivoltaïques actifs. En Asie centrale et dans la région MENA – marchés clés pour Econo Solar – l’agrivoltaïque est naissante mais connaît une croissance rapide, stimulée par le stress hydrique et les besoins de productivité des terres.