Christian Dupraz (Inrae) : « L’agrivoltaïsme allie production agricole et électricité très compétitive »

Que représente aujourd’hui l’agrivoltaïsme en France ?

C’est difficile à dire, mais ce dont je suis sûr c’est que les projets sont de plus en plus nombreux. On en inaugure tous les mois. Pour être un peu plus précis, on estime qu’il y a actuellement une centaine d’installations en France, ce qui représente environ 100 hectares en tout, avec des équipements qui ne sont pas de grandes dimensions, les plus grandes centrales agrivoltaïques faisant 4 à 5 hectares au maximum.

Demain, que va représenter l’agrivoltaïsme ?

On se dirige vers 100 000 hectares de surfaces agricoles productrices et couvertes de panneaux photovoltaïques. A l’avenir, cette production sera très importante puisque 10 000 hectares produisent autant d’électricité qu’un réacteur nucléaire. Et avec 500 000 hectares, soit moins de 2% de la surface cultivée en France, nous obtiendrions l’équivalent en production électrique du parc nucléaire français.

Quels sont les avantages de l’agrivoltaïsme comme source d’énergie ?

C’est une solution qui est promise à un grand avenir car elle permet à la fois de maintenir et développer la production agricole et d’obtenir une électricité très compétitive, avec un faible impact environnemental. Les équipements ne sont pas destructibles en cas de conflit armé, faciles à réparer en cas de panne et démontables lorsqu’ils sont obsolètes. Certes, on peut et doit équiper les toits d’usines ou de bâtiments de panneaux photovoltaïques, mais c’est souvent plus complexe et coûteux car il faut renforcer et désamianter les toits, et souvent faire face aux interdictions des Bâtiments de France. A noter que l’agrivoltaïsme s’adapte à toutes les cultures, le maraîchage, l’arboriculture, les grandes cultures ou la viticulture.

Quelles sont les caractéristiques d’un équipement d’agrivoltaïsme ?

L’équipement doit être au service de la production agricole et non pas avoir comme finalité de produire uniquement de l’électricité. Un point clé est la densité de panneaux à l’hectare. Avec 3000 m² de panneaux à l’hectare, vous combinez production agricole et production d’électricité. C’est toute la différence avec des centrales photovoltaïques au sol, qui comprennent 5000 à 6000 m² de panneaux à l’hectare, et qui empêchent l’activité agricole car il y a trop d’ombre. On gagne beaucoup en efficacité aussi avec des panneaux orientables, qui peuvent protéger les cultures en cas de canicule et d’un rayonnement solaire excessif, mais aussi des gelées blanches avec les panneaux à l’horizontale, et des gelées noires avec les panneaux à la verticale pour réchauffer l'air froid par brassage du vent.

Avez-vous mesuré l’impact d’un équipement d’agrivoltaïsme en termes de production agricole ?

Selon les résultats d’une métanalyse que j’ai réalisée, il y a clairement une corrélation forte entre l’ombre et la production : avec 40% d’ombre, comme dans les centrales classiques, il y a une baisse de production dans la même proportion. Mais en cas d'accidents climatiques (fortes chaleurs, gels, sécheresse), les panneaux peuvent aussi améliorer le rendement des cultures. Et nous avons observé une baisse de 30% du besoin en eau d'irrigation, par exemple pour des salades. Avec des panneaux orientables, les raisins sont protégés d’un ensoleillement excessif et le vin obtenu est moins alcoolisé, ce que recherchent justement les viticulteurs. Il faut aussi prendre du recul et regarder les résultats sur plusieurs années. Surtout pour les cultures pérennes comme les prairies, car si nous n’observons pas de baisse de production les premières années, au bout de plusieurs années, des modifications risquent fort d'apparaître.

Comment les agriculteurs peuvent-il profiter de l’agrivoltaïsme alors que le coût des équipements est très élevé ?

A raison de 800 000 euros à l’hectare, l’équipement est inaccessible aux agriculteurs. En revanche, on peut proposer à l’agriculteur de devenir co-investisseur, ce qui peut lui permettre de toucher une partie des revenus électriques. Mais le plus important pour l'agriculteur, c'est la protection de ses cultures. Si l’agriculteur perçoit un loyer élevé de la part de l'énergéticien, il y a un double risque : d'une part, l'investisseur voudra mettre trop de panneaux, ce qui impactera négativement les rendements agricoles ; d'autre part, l'agriculteur ne sera pas motivé pour continuer à cultiver, ayant déjà un revenu confortable assuré. C’est pourquoi je défends l’idée d’un plafonnement du loyer que peut obtenir le propriétaire du terrain, qu'il soit agriculteur ou pas. Il ne faut pas que l’agriculteur soit tenté d'arrêter de cultiver.

Pourtant la loi de février 2023 relative à la production d’énergies renouvelables (ENR), qui instaure un cadre légal à l’agrivoltaïsme, est claire : elle ne permet pas d’installer des panneaux s’ils réduisent la production agricole. 

Oui, mais les décrets d’application de sont pas encore publiés. J’espère qu’il ne sera pas possible d’installer des équipements avec plus de 3000 m² de panneaux à l’hectare. Et que la CDPENAF (1), qui doit donner un avis conforme pour tout projet d’agrivoltaïsme, sera en mesure de refuser un projet qui dépasse cette densité de panneaux à l’hectare.

Comment les équipements agrivoltaïques peuvent-ils devenir encore plus performants ?

La France est pionnière et leader dans l’agrivoltaïsme, un sujet sur lequel je travaille depuis 2009 au sein d’Inrae. Des recherches se font aujourd'hui dans le monde entier pour améliorer les équipements. Les Chinois travaillent même sur des panneaux qui laisseraient passer les rayonnements utiles à la photosynthèse, et transformeraient en électricité les autres. On a fait aussi de gros progrès avec des panneaux bifaciaux ou encore semi-transparents. Il y a aussi beaucoup de recherches sur les algorithmes qui permettent de piloter les panneaux orientables afin qu’ils s'effacent au profit de la culture quand elle en a besoin, et lui fassent de l'ombre, quand elle a besoin d'être protégée.

1. Commission départementale de préservation des espaces naturels, agricoles et forestiers.