Agrivoltaïsme : le duo surprenant entre terres et panneaux solaires

Saviez-vous qu’en Occitanie, la région de Toulouse reçoit plus de 2 000 heures d’ensoleillement par an, alors même que ses terres agricoles sont parmi les plus fertiles de France ? Face aux défis du changement climatique et à la pression sur les ressources, une alliance inattendue émerge : l’agrivoltaïsme. Découvrez comment cette solution innovante permet de concilier production agricole locale et énergie solaire durable.

Concept

L’agrivoltaïsme, ou agri-solaire, désigne l’intégration de panneaux solaires sur des terres agricoles déjà exploitées. Sur une même parcelle, on peut voir des cultures pousser ou des animaux paître sous des modules photovoltaïques. Ce système permet de produire en même temps de l’électricité et des denrées agricoles, sans changer la fonction première de la terre. L’idée est simple : optimiser chaque mètre carré de terrain. On ne transforme pas les champs en centrales solaires, on les rend plus polyvalents.

La complémentarité entre production agricole et énergie renouvelable se voit dans la vie de tous les jours. Par exemple, les panneaux solaires installés sur des cultures de légumes protègent parfois les plants d’une chaleur extrême ou de la grêle. Les vaches ou moutons trouvent de l’ombre sous les modules, ce qui peut réduire leur stress thermique. Cela peut mener à de meilleurs rendements et à une qualité de production plus stable. En Italie, en Espagne, et aussi au Japon, des fermes utilisent ce modèle pour garder leur activité agricole tout en ajoutant une source de revenus grâce à l’électricité vendue ou à la location de parcelles pour les panneaux.

L’agri-solaire doit respecter des règles techniques et de sécurité, surtout pour tout ce qui touche à l’électricité. Les installations sont conçues pour ne pas gêner l’accès aux cultures ou aux pâturages. Depuis les années 2010, des projets de ce type voient le jour dans le monde entier. Cette pratique aide aussi à limiter les risques liés à la technologie photovoltaïque, car la surveillance du site reste active grâce à l’activité agricole. De plus, sous les panneaux, la biodiversité peut gagner du terrain : herbes, fleurs et petits animaux trouvent de nouveaux espaces.

Fonctionnement

L’agrivoltaïsme se base sur la pose de panneaux solaires au-dessus ou à côté des cultures ou des pâturages. Ce système vise à produire de l’électricité renouvelable et à protéger les plantes. Les panneaux sont souvent montés sur des structures élevées, ce qui laisse assez de place pour travailler le sol et faire passer les machines agricoles. Parfois, ils s’installent à côté des rangs de cultures, quand les surfaces sont étroites. La complexité de l’installation est un vrai enjeu : il faut penser à la sécurité, au bon accès aux terres, et à la bonne orientation pour capter le soleil. Cela pousse à bien planifier chaque projet, car la taille du site, le type de culture et la météo locale jouent sur le choix du matériel.

On trouve plusieurs types de systèmes. Les structures fixes sont les plus simples : elles restent en place et ne bougent pas. Les systèmes mobiles ou ajustables peuvent changer d’angle selon la course du soleil ou selon les besoins de la culture. Cela permet de moduler l’ombre portée au sol. Par exemple, des panneaux orientables protègent les cultures des fortes chaleurs, ou laissent passer plus de lumière pendant la croissance. Ce jeu sur la lumière est essentiel pour garder de bons rendements agricoles, surtout sur des cultures comme le raisin, le blé ou les légumes.

La gestion de l’ombrage et la hauteur des panneaux comptent beaucoup. Trop d’ombre nuit à la croissance, pas assez réduit la production d’électricité. Les panneaux sont donc placés à une hauteur qui permet à la lumière de toucher les plantes, tout en produisant de l’énergie. La puissance se mesure en kilowatts-crête (kWc), et le taux d’autoconsommation atteint souvent 80 % sur une ferme. En plus, ces installations peuvent réduire les pertes dues à la grêle ou à la sécheresse, ce qui aide les agriculteurs. L’investissement dépend du type de panneau et de la taille choisie. L’entretien et la surveillance restent aussi essentiels pour garantir la sécurité et la performance du système.

Importance

L’agrivoltaïsme prend une place clé dans la réponse aux défis mondiaux, en cherchant à équilibrer la sécurité alimentaire et la transition énergétique sur un même espace. L’enjeu est de taille, car il s’agit de produire plus de nourriture tout en développant des sources d’énergie propres, avec des terres limitées et une population mondiale qui croît.

1. Réconcilier la production agricole et énergétique permet de varier le mix énergétique, tout en gardant la vocation nourricière des champs. Par exemple, installer des panneaux solaires sur des cultures de légumes ou de céréales, offre à la fois de l’électricité renouvelable et des récoltes. Cela répond au besoin urgent de réduire la dépendance aux énergies fossiles, tout en maintenant la capacité à nourrir les populations.
2. L’agrivoltaïsme contribue à la lutte contre le changement climatique. L’intégration solaire en agriculture diminue les émissions de gaz à effet de serre. Les fermes solaires d’Asie ou d’Europe montrent comment l’énergie solaire abaisse l’empreinte carbone, en alimentant l’irrigation ou le stockage des récoltes. Moins de combustibles fossiles sont utilisés pour pomper l’eau ou sécher les grains.
3. La pression foncière et la rareté des terres sont des défis croissants. Agrivoltaïsme valorise chaque mètre carré, en permettant une double production : alimentaire et énergétique. Ce modèle aide à préserver les terres agricoles face à l’urbanisation. Les panneaux solaires créent aussi des microclimats, qui protègent certaines espèces et soutiennent la biodiversité locale.
4. Ce système rend l’agriculture plus résiliente. Les panneaux offrent de l’ombre, réduisent l’évaporation de l’eau, et donc la consommation. Certains agriculteurs observent une meilleure santé des sols et une baisse du stress hydrique sur les cultures. En cas de chaleur intense ou de sécheresse, les rendements restent plus stables, ce qui rassure les agriculteurs et sécurise leurs revenus grâce à la vente d’électricité.

Avantages

L’agrivoltaïsme, c’est l’idée d’installer des panneaux solaires sur des terres agricoles pour produire à la fois de l’énergie et des denrées. Cette approche permet d’utiliser la même parcelle pour deux activités, ce qui rend la gestion de l’espace plus efficace. Les parcelles restent agricoles, protégées et actives, tout en produisant de l’électricité propre.

Les cultures et les animaux profitent de plusieurs atouts directs :

• Protection contre la grêle, le gel, la chaleur intense et la sécheresse
• Diminution du stress thermique pour les animaux en pâturage
• Moins de dégâts liés au vent ou aux fortes pluies
• Réduction de l’évaporation de l’eau, ce qui aide à garder les sols plus humides et facilite la gestion de l’irrigation

Dans les zones où les conditions sont difficiles, comme les régions sujettes à la sécheresse ou à de fortes températures, certaines cultures montrent une meilleure productivité sous les panneaux. Par exemple, des essais sur des salades ou des fraises ont montré de meilleurs rendements et une qualité plus stable. Les panneaux filtrent la lumière, ce qui peut limiter les coups de soleil sur les fruits et réduire les pertes.

Pour les agriculteurs, l’agrivoltaïsme offre une nouvelle source de revenus grâce à la vente de l’électricité produite. En général, environ 20 % de l’énergie générée peut être vendue comme surplus, ce qui aide à équilibrer le budget de l’exploitation et à faire face aux aléas du marché agricole. Cela apporte aussi plus de souplesse pour investir ou se diversifier.

Cette pratique favorise l’adaptation au changement climatique. Les panneaux créent des microclimats qui protègent les cultures contre les extrêmes et limitent la concurrence pour l’eau. En plus, elle contribue à produire plus d’énergie renouvelable, ce qui aide à baisser les émissions de CO2.

L’agrivoltaïsme aide aussi à réduire les conflits d’usage entre production agricole et énergétique. Sur une même parcelle, on maximise l’utilité du sol, tout en protégeant les terres agricoles de la pression foncière.

Types

L’agrivoltaïsme prend plusieurs formes pour répondre aux besoins des agriculteurs et des éleveurs. Les serres photovoltaïques sont parmi les premières solutions. Elles couvrent des cultures, comme les légumes ou les plantes aromatiques, et servent à la fois de protection contre le soleil ou la pluie, mais aussi de source d’électricité. Ce type aide surtout les cultures sensibles à la chaleur, par exemple les tomates ou les fraises. Les panneaux sur le toit de la serre sont souvent fixes, mais il existe aussi des panneaux réglables pour mieux gérer la lumière.

L’agrivoltaïsme en plein champ consiste à installer des panneaux solaires sur des terres cultivées ou des prairies. Les panneaux sont montés sur des structures surélevées pour laisser passer les machines agricoles et la lumière. On trouve des systèmes avec panneaux fixes, d’autres avec des trackers qui suivent le soleil. Ce modèle convient bien à de grandes surfaces, comme les champs de céréales ou de fourrages. Les panneaux apportent de l’ombre, ce qui peut limiter le stress hydrique pour certains légumes ou vignes.

Pour l’élevage, il existe des systèmes adaptés qui offrent de l’ombre et du confort aux animaux, tout en gardant la production d’herbe. Les moutons, vaches ou chèvres profitent de l’abri sous les panneaux, ce qui réduit leur stress thermique. Les structures sont souvent mobiles ou modulables selon les besoins du pâturage.

Voici un tableau qui montre différents types d’installations, leurs usages et avantages :

Type d’installation	Utilisation principale	Avantages
Serre photovoltaïque	Maraîchage, fruits	Protection, rendement stable
Plein champ surélevé	Grandes cultures	Ombrage, accès facile
Système pour élevage	Pâturages	Confort animal, fourrage
Panneaux ajustables	Plusieurs cultures	Optimisation lumière
Système mobile	Élevage, pâturages	Flexibilité, rendement

Bonnes pratiques

Réussir un projet agrivoltaïque demande une méthode claire et une gestion soignée. Avant tout, il faut vérifier que l’ombrage donné par les panneaux convient à chaque culture ou animal. Utiliser une liste de contrôle aide à bien régler le taux d’ombre, l’espacement des panneaux et leur orientation. Par exemple, pour des fraises, un ombrage de 20 à 30 % peut suffire, tandis que des moutons préfèrent des zones plus larges pour se déplacer. Il est conseillé de choisir des cultures qui aiment l’ombre ou qui supportent bien la chaleur, comme les vignes, les arbres fruitiers ou certaines plantes aromatiques. Pour chaque espèce, il faut penser à la lumière, l’air et la hauteur libre pour le passage des machines et des gens.

Une bonne gouvernance est clé. Définir qui gère le site, comment les revenus sont partagés et qui décide quoi évite les conflits. Une collaboration forte entre agriculteurs et énergéticiens est essentielle. Les deux parties doivent discuter ensemble de l’aménagement, des horaires de travaux et du suivi des performances. Anticiper les oppositions, notamment sur le paysage ou l’utilisation du sol, permet d’ajuster le projet en amont.

Les recommandations de l’INRAE sont précieuses : elles préconisent de suivre de près la croissance des plantes et le bien-être des animaux sous les panneaux. Mesurer souvent la lumière reçue, l’état du sol et la santé des cultures aide à faire des ajustements rapides si besoin. Respecter les normes agricoles et environnementales protège les droits des agriculteurs et l’équilibre du terrain.

L’intégration paysagère est importante. Garder une hauteur modérée et un bon espacement réduit l’impact visuel. Enfin, il faut assurer un entretien régulier des panneaux, surveiller la production électrique et gérer la consommation pour un rendement optimal.

Erreurs courantes

L’agrivoltaïsme cherche à joindre la production agricole et l’énergie solaire sur une même parcelle. Ce double usage du sol demande une planification fine pour éviter les échecs. Plusieurs erreurs reviennent souvent et freinent la réussite de ces projets. Pour aider à mieux cerner les pièges, voici les fautes les plus fréquentes à ne pas faire lors de la mise en place de systèmes agrivoltaïques :

• Omettre de mesurer l’ombrage créé par les panneaux sur des cultures qui ont besoin de beaucoup de lumière, comme les tomates, le maïs ou les vignes. Trop d’ombre peut réduire la croissance et le rendement, surtout pour ces plantes sensibles. Des études montrent que certaines cultures tolèrent mieux l’ombrage, comme les fraises ou la laitue, mais il faut adapter le type de panneau et leur placement pour chaque cas. Par exemple, installer des panneaux surélevés ou espacés aide à laisser passer plus de lumière.
• Ne pas tenir compte des règles locales qui encadrent l’usage des terres agricoles pour l’énergie solaire. Les lois varient selon les pays et parfois même selon les régions. Certains territoires interdisent la conversion de terres arables ou imposent des limites strictes sur le pourcentage de surface couverte. Oublier de vérifier ces aspects peut mener à des amendes ou à l’arrêt du projet.
• Lancer un projet sans consulter tous les acteurs concernés, comme les agriculteurs, les collectivités ou les experts. Ce manque de dialogue peut freiner l’adhésion, créer des conflits ou aboutir à des choix techniques inadaptés. Par exemple, choisir le type de structure sans l’avis de l’exploitant risque de gêner le passage des machines agricoles.

En conclusion, éviter ces erreurs aide à mieux réussir l’agrivoltaïsme.

Mesure du succès

Pour juger si un projet agrivoltaïque marche, il faut choisir des indicateurs clairs. Les plus courants sont le rendement agricole, la production électrique et la rentabilité économique. Ces trois points donnent une vue d'ensemble. En pratique, on regarde comment la récolte change avec ou sans panneaux. On note la quantité d’électricité produite chaque mois. On compte aussi les années qu’il faut pour rembourser l’investissement de départ, car la rentabilité reste au centre des choix.

Comparer les performances avant et après la pose des panneaux aide à voir l’impact réel de l’agrivoltaïsme. Chez les jeunes agriculteurs, leurs revenus se comparent à ceux d’autres fermes sans panneaux pour juger si ce système est viable. La capacité de production dépend beaucoup de l’ensoleillement de la zone. Là où il fait plus soleil, la production grimpe. Un autre point clé, c’est le taux d’autoconsommation : il montre quelle part de l’électricité produite sert sur l’exploitation. Les 20% de surplus peuvent être revendus grâce à l’obligation d’achat, ce qui ajoute une source de revenus.

Suivre la santé des cultures, la croissance des animaux et la qualité des sols reste essentiel. Des outils simples comme des capteurs de température ou d’humidité aident à adapter l’irrigation ou la protection des plantes. Pour garder la production agricole, il faut que l’installation laisse passer les machines et soit pensée pour chaque type de culture. Un organisme certificateur doit venir vérifier que tout reste aux normes et que les objectifs sont bien suivis. Le soutien public au photovoltaïque pourrait changer, il faut donc suivre de près la réglementation.

Indicateur	Description	Exemple chiffré
Rendement agricole	Quantité de récolte par hectare	70 q/ha (blé sous panneaux)
Production électrique	kWh produits par an	150 000 kWh/an
Rentabilité économique	Années pour amortir l’investissement	12 ans
Taux d’autoconsommation	% d’électricité solaire utilisée sur place	60 %