AgriPV – Principes & bonnes pratiques

L’agrivoltaïsme, contraction de « agriculture » et « photovoltaïsme », permet de produire de l’électricité renouvelable sur des exploitations agricoles.

Les premières expérimentations d’installation alliant activité agricole et production d’énergie se sont faites au Japon en 2004. Puis en 2007, les premiers grands projets européens voient le jour. Depuis, de nombreux projets agrivoltaïques se développent partout dans le monde. Ce modèle de développement est désormais encadré en France avec la loi APER (Loi du 10 mars 2023), et prend place dans la stratégie nationale énergétique.

Les règles de l’agrivoltaïsme

 

Code de l’énergie

La notion d’agrivoltaïsme est définie précisément dans le Code de l’Energie :

Une installation agrivoltaïque est une installation de production d’électricité utilisant l’énergie radiative du soleil et dont les modules sont situés sur une parcelle agricole où ils contribuent durablement à l’installation, au maintien ou au développement d’une production agricole, Article L314-36 du Code de l’Energie 

Autrement dit la production d’électricité est une activité secondaire, le premier rôle de l’agrivoltaïsme est de préserver et protéger les activités agricoles pour des raisons de souveraineté alimentaire.

De plus, pour être considérée comme agrivoltaïque, une installation PV doit apporter au moins l’un des services suivants à l’activité agricole :

• Améliorer le potentiel et l’impact agronomiques
• Faciliter l’adaptation au changement climatique
• Protéger contre les aléas
• Améliorer le bienêtre animal

 

Autres règles

Le décret n° 2024-318 du 8 avril 2024 permet d’encadrer les installations de modules photovoltaïques sur des parcelles agricoles. L’objectif de ce décret est de fixer un cadre permettant de respecter la non concurrence entre production agricole et production d’énergie. Voici les conditions principales que doit respecter une installation agrivoltaïque :

1. Le rendement par hectare de la parcelle considérée doit être au moins égal à 90% du rendement par hectare d’une parcelle témoin équivalente et non équipée de modules photovoltaïques ;
2. La surface non exploitable due à l’installation photovoltaïque (fondations, emprise des équipements électriques, voiries…) est limitée à 10% de la surface totale recouverte de panneaux ;
3. L’installation doit permettre de maintenir l’activité agricole initiale. Ainsi, l’espace interrangé et la hauteur des panneaux doivent permettre le passage des engins mécanisés et/ou la sécurité et l’abri des animaux ;
4. L’installation doit être réversible, c’est à dire que le démantèlement des panneaux ne dégrade pas le terrain;
5. Le taux de couverture doit être inférieur à 40% pour les projets de plus de 10MWC (pas de limites pour les projets < 10MWc) ;
6. Une zone témoin doit être laissée afin de pouvoir observer les impacts de l’installation photovoltaïque sur l’activité agricole ;
7. Des garanties financières sont exigées afin d’assurer la réversibilité de l’installation (via son démantèlement) ;

8. L’installation doit bénéficier d’un suivi règlementaire (via la mise en place de rapports) avant la mise en service de l’installation puis tous les trois ans à partir de la 6^ème année d’exploitation ;

 

Les bonnes pratiques :

Lors du développement d’un projet agrivoltaïque il est tout d’abord crucial de respecter les obligations règlementaires, mais il est également très important de respecter certaines bonnes pratiques afin d’avoir un projet pertinent et qui ait du sens pour l’exploitant.

Voici une liste, non exhaustive, des bonnes pratiques pour développer un projet agrivoltaïque dans de bonnes conditions :

• L’agriculteur est parti prenant du projet, il doit co-construire le projet avec le développeur afin d’être pleinement intégré à a la démarche et inclure ses contraintes agricoles. En effet, l’exploitant agricole va devoir intégrer ces panneaux et les changements induits pour les prochaines décennies.
• Il est important de choisir des cultures compatibles avec une installation photovoltaïque. Uniquement les cultures qui supportent bien l’ombrage ou qui ont besoin d’une protection contre le soleil comme les cultures maraîchères, les vignes, les arbres fruitiers, de l’élevage (par exemple : bovin et ovin) ou les plantes aromatiques. Certaines grandes cultures sont également compatibles avec l’agrivoltaïsme à condition que les panneaux soient installés assez haut.
• Le calepinage de la centrale est également très important :
  • La hauteur des structures photovoltaïques doit être suffisante pour permettre le passage des machines agricoles et garantir l’accessibilité pour les travailleurs.
  • Un espacement adapté entre les rangées de panneaux est indispensable pour favoriser la circulation de l’air, assurer une bonne diffusion de la lumière naturelle, et limiter les zones d’ombrage excessif.

 

Les différentes parties prenantes :

Le développement d’une centrale agrivoltaïque mobilise plusieurs acteurs.

Pour commencer, les installations agrivoltaïques sont, le plus souvent, développées grâce à un partenariat entre l’exploitant agricole et un développeur de projet/investisseur. Le développeur va investir et exploiter la centrale agrivoltaïque. L’agriculteur va percevoir des loyers et/ou revenus de l’installation. La co-construction du projet permet aux deux parties d’être pleinement intégré à celui-ci.

Ensuite, la chambre d’agriculture accompagne les agriculteurs dans le développement (de la conception au suivi du projet) de leur projet agrivoltaïque. Les différentes chambres d’agriculture ont défini une doctrine nationale visant à souligner les principaux points de vigilance afin de protéger les exploitations agricoles :

• L’installation ne doit pas nuire à l’exploitation
• Les critères agronomiques doivent être primordiaux dans la sélection des projets
• L’opportunité économique générée par le projet doit être équitablement répartie entre les acteurs
• Un suivi des installations régulier

Enfin, les services de l’état (DREAL, CDPENAF, DDT …) instruisent les différents projets en évaluant leur conformité avec le contexte national et local. Ils peuvent également mettre en place des conditions venant complétées la règlementation nationale à l’échelle locale.

Exemple de doctrine agrivoltaïque en Côte-d’Or

Les services de l’état de Côte d’Or ont mis en place un cadre pour le développement des projets agrivoltaïques sur le territoire. Tout en respectant le cadre règlementaire national (voir ci-dessus), ces conditions ont pour objectifs le développement de projets agrivoltaïques cohérents avec le contexte local du département.

Ainsi, en Côte-d’Or, les installations agrivoltaïques ne pourront être installées que sur des parcelles à faible potentiel agronomique. Une cartographie du potentiel agronomique des différentes parcelles de Côte-d’Or a été réalisée par la Chambre d’Agriculture.

Ensuite, pour éviter des installations de taille démesurée, un projet agrivoltaïque ne peut pas faire plus de 60 hectares.

Conformément à la règlementation nationale, l’activité agricole doit être maintenue et des comparaisons sont faites avant et après l’installation afin de garantir l’impact positif des modules sur l’activité agricole. Ainsi, afin que les comparaisons aient du sens, en Côte-d’Or, une antériorité des productions est imposée : la production sur l’exploitation doit être présente depuis 3 ans minimum.

Ce document fixe également des exigences techniques : hauteurs minimales de point bas, des espaces interrangés en fonction des technologies et du type d’exploitation…

Les configurations existantes

Les ombrières agricoles fixes

Il s’agit de structures surélevées portant des modules photovoltaïques inclinés. Ce système est fixe et permet de créer une ombre partielle au sol. Pour les grandes cultures, afin de garantir le passage des engins agricoles, le point bas des ombrières doit être relativement élevé (au moins 3,5 – 4 mètres). Pour le pâturage, cette hauteur doit être adaptée à la taille des animaux qui seront dans la zone. Cette solution offre une protection constante tout en demandant peu de maintenance.

 

Les trackers solaires

Ce type de système permet de suivre la course du soleil en ajustant l’inclinaison des modules en fonction de la position du soleil. On peut distinguer deux types principaux de trackers :

• Le tracker monoaxe qui permet de suivre la course du soleil d’est en ouest (les modules peuvent également être orientés selon l’axe Nord-Sud pour réduire l’ombrage sur les cultures)
• Le tracker bi-axes qui permet aux modules de toujours être perpendiculaire aux rayons du soleil

Cette technologie permet de maximiser le rendement des panneaux en s’adaptant à l’ensoleillement. Certains types de trackers peuvent être bloqués en position vertical pour permettre le passage des engins agricoles. Les trackers sont cependant plus coûteux que d’autres configurations que ça soit à l’installation (CAPEX) ou en exploitation (OPEX).

Le bifacial vertical

La particularité de cette solution est d’installer des modules verticalement sur une ligne de faible largeur. Les panneaux utilisés sont bifaciaux afin de pouvoir capter le rayonnement solaire des 2 côtés. Ces rangées sont orientées en Est/Ouest afin de capter les rayonnements le matin et l’après-midi. L’écartement entre les rangées permet de maintenir le passage des différents engins. Le rendement de cette solution est plus faible que celui des autres alternatives.

 

La canopée agricole

Les panneaux solaires sont placés 5 mètres au-dessus des cultures et vont suivre la course du soleil d’est en ouest (comme avec un tracker classique). La principale différence avec les trackers résident dans le système de fixation des modules. En canopée les modules sont fixés à des câbles tendus au-dessus de la parcelle. Cette solution permet d’avoir une très grande portée entre deux poteaux (environ 27m) ce qui permet de réduire l’emprise au sol de l’installation et donc les contraintes pour l’agriculteur.

 

Les serres photovoltaïques

Une serre photovoltaïque permet de combiner les fonctions d’une serre traditionnelle avec la production d’énergie. Les modules photovoltaïques sont directement intégrés dans la structure de la serre. Ils sont installés en alternance avec des zones de toiture transparente afin de permettre à la lumière de passer.

Les premiers retours d’expériences

Les premiers porteurs de projets agrivoltaïques ont de premiers retours d’expériences de l’impact de ces installations sur l’activité agricole.

Bien que encore à consolider, ces résultats sont plutôt encourageants pour la suite du développement de la filière :

• Jusqu’à -35% d’évaporation et donc une forte économie en eau.
• Une augmentation du rendement jusqu’à +18%.
• Une augmentation de température allant jusqu’à +2°C lors des nuits les plus froides.
• Des relevés de -7°C voire -10°C sous les installations lors des périodes de très fortes chaleurs. Les élevages en agrivoltaïsme observent un regroupement des animaux sous les modules en période de fortes chaleurs

Source : TSE, Sunagri, Ombrea

Les avantages et défis de l’agrivoltaïsme

Les installations agrivoltaïques sont prometteuses au vu des avantages qu’elles peuvent apporter à l’exploitation agricole :

• Bénéfices agricoles : meilleur adaptation des cultures au changement climatique, réduction du stress hydrique, augmentation du bienêtre animal…
• Revenus complémentaires pour l’exploitant qui permettent de pérenniser son activité
• Contribution à la transition écologique grâce à la production d’une énergie locale et décarbonée

Il faut néanmoins être conscient que l’agrivoltaïsme a des limites et encore des défis à relever :

Aujourd’hui les couts d’une centrale agrivoltaïque restent élevés que ça soit l’investissement initial, l’exploitation ou la maintenance (il faut compter entre 1 000 et 1 500 €/kWc d’investissement). Comme tout projet photovoltaïque, l’intégration de modules doit rester un projet de territoire ou la collectivité, les citoyens et autres parties prenantes sont intégrés à la démarche. Cela induit par exemple des contraintes paysagères fortes à respecter, de la concertation et de la pédagogie.

Afin que le projet agrivoltaïque prenne tout son sens et soit pertinent, un projet agriPV cohérent et pertinent doit s’adapter à l’activité agricole (et non l’inverse) !