Comment l’agrivoltaïsme transforme la culture de la pomme de terre : enjeux et perspectives

En bref :

• 🌱 L’agrivoltaïsme combine la production d’énergie solaire et la culture agricole sur une même parcelle, offrant une solution innovante pour une agriculture durable.
• 🥔 La culture des pommes de terre sous panneaux solaires montre une baisse de rendement d’environ 15 %, mais un ombrage modéré améliore la gestion de l’eau et prolonge la croissance.
• 💧 L’ombrage contrôlé réduit l’évapotranspiration, diminue le stress hydrique et améliore l’efficacité d’utilisation de l’eau dans les cultures.
• 💡 La productivité agricole combinée à la production énergétique présente un fort potentiel économique avec un retour sur investissement en agriculture et énergie renouvelable.
• 🌍 Cette innovation agricole favorise la résilience climatique et ouvre des perspectives agricoles nouvelles pour répondre durablement aux défis environnementaux et énergétiques.

Agrivoltaïsme et pommes de terre : une alliance innovante au cœur de l’agriculture durable

L’agrivoltaïsme, une approche technologique encore en plein développement, représente un tournant majeur dans le domaine de l’agriculture durable. Cette méthode associe l’installation de panneaux solaires au-dessus des cultures, permettant ainsi de produire simultanément de l’énergie solaire et des denrées agricoles. Dans le contexte actuel, où la pression sur les terres agricoles s’intensifie et où la nécessité de solutions écologiques se fait urgente, l’agrivoltaïsme s’impose comme une réponse pertinente.

La culture de la pomme de terre, aliment de base dans de nombreuses régions du monde, constitue un exemple concret pour observer les effets de cette technologie sur les cultures sous panneaux. Cette plante, sensible aux variations lumineuses et climatiques, permet d’évaluer précisément l’impact des structures photovoltaïques sur la productivité agricole. En Italie, des chercheurs de l’Université de Florence ont modélisé ce système agrivoltaïque afin d’en analyser les paramètres agronomiques, énergétiques, et économiques, fournissant ainsi une vision complète et détaillée.

L’intérêt pour l’agrivoltaïsme ne cesse de croître, essentiellement parce qu’il facilite l’adaptation des agriculteurs face aux bouleversements climatiques. Le modèle italien a démontré que malgré une diminution jusqu’à 15 % du rendement en pommes de terre sous ombrage, le bénéfice hydrique et la prolongation de la période de croissance compensent une partie de cette baisse. En véritables fers de lance de cette innovation agricole, ces systèmes contribuent à réconcilier la production alimentaire avec la transition énergétique.

Les mécanismes agronomiques : comment l’agrivoltaïsme modifie la physiologie de la pomme de terre

Sur le plan agronomique, l’intégration des panneaux photovoltaïques influe directement sur la dynamique de la culture de la pomme de terre par le biais de l’ombre et de la gestion thermique de la parcelle. En effet, une réduction de l’irradiance directe d’environ 55 % sous les panneaux s’observe durant la saison de culture. Cette diminution de la lumière entraîne un ralentissement de la photosynthèse, ce qui se traduit par une baisse du rendement, estimée à environ 15 % par rapport à une culture en plein champ.

Cependant, ce même ombrage exerce un effet bénéfique grâce à l’allongement de la période durant laquelle le sol conserve son humidité. La baisse de l’évapotranspiration – ce processus par lequel l’eau est évaporée du sol et transpirée par les plantes – est significative. Sous les panneaux, le sol et la couverture végétale se réchauffent moins, ce qui diminue la demande en eau des plantes. Cette régulation thermique évite un stress hydrique précoce, un facteur crucial dans de nombreuses zones agricoles fortement impactées par des épisodes de sécheresse.

Pour mieux comprendre, imaginez que les pommes de terre sous panneaux évoluent dans un microclimat plus tempéré. Ce microclimat ralentit la sénescence des feuilles, prolonge la phase d’accumulation de biomasse et améliore l’efficacité hydrique. Selon les modélisations réalisées, même si la production globale diminue, certains secteurs « modérément ombragés » ont parfois montré une légère augmentation de rendement grâce à cet effet.

Les simulations ont aussi permis d’établir le coefficient d’équivalence des terres (Land Equivalent Ratio), qui s’élève à 1,58 dans ce cas précis. Ce coefficient reflète l’utilisation optimisée des surfaces, car le même terrain produit à la fois de l’électricité et des cultures, boostant ainsi globalement la valeur économique et écologique de la parcelle.

Liste des effets agronomiques de l’ombrage sur la culture des pommes de terre sous agrivoltaïsme :

• 💧 Réduction de l’évapotranspiration, favorisant une meilleure rétention d’eau dans le sol.
• 🌡️ Atténuation des températures extrêmes, limitant le stress thermique des plantes.
• 🍃 Prolongation de la phase de croissance et retard de sénescence foliaire.
• ☀️ Diminution potentielle de la photosynthèse liée à la réduction de la lumière directe.
• 🔄 Augmentation globale de l’efficacité d’utilisation de la ressource en eau.

Performances énergétiques et rentabilité économique des systèmes agrivoltaïques en culture de pommes de terre

Au-delà de l’impact agronomique, l’agrivoltaïsme doit également être évalué sous l’angle énergétique et économique. La centrale agrivoltaïque étudiée à Sesto Fiorentino, Italie, illustre parfaitement les dynamiques impliquées. Cette installation d’1 MW, avec des panneaux monocristallins placés à 3 mètres du sol, couvre environ 40 % de la surface cultivée, équilibrant ainsi la production électrique et la culture agricole.

Les simulations précises de l’ombrage à haute résolution (avec un intervalle de 5 minutes pour tracer l’ombre) ont permis de prévoir l’énergie produite au cours des 18 dernières années, offrant une vision réaliste de la performance du système sur le long terme. La production d’énergie dans un cadre agricole maximise l’utilisation de la surface sans impacter totalement la production agricole, malgré une légère diminution de rendement.

Selon l’analyse technico-économique, le coût actualisé de l’énergie (Levelized Cost of Energy, LCOE) d’un système agrivoltaïque s’établit à 0,084 €/kWh, supérieur à celui d’une installation photovoltaïque traditionnelle au sol évaluée à 0,061 €/kWh. Ce surcoût se justifie par la complexité d’intégration des panneaux en hauteur et par l’optimisation nécessaire pour maintenir la production agricole.

Le retour sur investissement varie également en fonction des conditions d’usage. Sur des terres agricoles abandonnées, avec un taux d’autoconsommation électrique de 70 %, la rentabilité interne atteint 13 %, ce qui représente un retour sur investissement sur une dizaine d’années. En terrain exploité, la conservation d’une partie des revenus agricoles améliore la profitabilité et réduit l’écart avec les systèmes photovoltaïques classiques.

En somme, bien que l’agrivoltaïsme présente un coût légèrement supérieur et un rendement de pommes de terre parfois diminué, il offre une double production et une meilleure intégration des ressources, essentielle dans le contexte actuel de transition énergétique et d’environnement.

Résilience climatique et perspectives agricoles : comment l’agrivoltaïsme aide à relever les défis environnementaux

Les tendances climatiques montrent une augmentation des phénomènes extrêmes, rendant l’adaptation des systèmes agricoles indispensable. L’agrivoltaïsme s’impose alors comme un levier efficace pour renforcer la résilience climatique des cultures, notamment celle des pommes de terre, très vulnérables au stress hydrique et aux températures excessives.

Grâce à l’ombrage modéré qu’apportent les panneaux solaires, les plants bénéficient d’une protection naturelle contre l’insolation excessive, ce qui limite les risques de stress thermique. Par ailleurs, la préservation de l’humidité du sol favorise une meilleure résistance des plantes lors des périodes de sécheresse, fréquentes avec l’évolution du climat. Cette capacité renforcée de maintien d’un bon statut hydrique ralentit le vieillissement des cultures et améliore la qualité finale de la production.

De plus, le couplage entre production d’électricité renouvelable et agriculture sur un même espace réduit l’empreinte écologique globale des exploitations. En valorisant une même parcelle pour deux usages, l’innovation agricole diminue la pression sur les terres non cultivées, contribu unissant à la préservation de la biodiversité et à des pratiques plus durables.

Les perspectives agricoles pour l’agrivoltaïsme s’annoncent prometteuses : l’intégration de technologies avancées telles que des capteurs intelligents pour optimiser l’ombrage, la gestion de l’irrigation et la surveillance du microclimat ouvre un horizon d’évolutions importantes.

Les enjeux réglementaires et économiques pour généraliser l’agrivoltaïsme en culture de pommes de terre

La mise en œuvre à grande échelle de l’agrivoltaïsme fait face à des défis multiples, notamment sur le plan réglementaire et économique. En Italie, comme dans d’autres pays européens, la législation actuelle impose des contraintes sur la superficie, l’emprise des installations et les droits des agriculteurs, qui peuvent freiner l’expansion rapide de ces projets. Cependant, les analyses économiques démontrent que ce modèle pourrait être viable et rentable, particulièrement si les partenariats entre agriculteurs, collectivités et acteurs énergétiques s’intensifient.

Un des principaux défis est de concilier la protection des terres agricoles et le développement des infrastructures énergétiques, afin d’éviter une compétition défavorable. L’agrivoltaïsme, par son double usage des surfaces, apparaît comme une solution conciliatrice, mais nécessite des adaptations spécifiques des cadres légaux pour faciliter les autorisations et encourager l’investissement.

Les incitations économiques, telles que les subventions pour les projets de transition énergétique, les achats garantis d’électricité photovoltaïque ou les crédits d’impôt, jouent un rôle déterminant dans l’attractivité des systèmes agrivoltaïques. Le modèle économique restant néanmoins prudent, les études prévoient que le développement de ce secteur pourrait s’accélérer à mesure que les technologies se démocratisent et que les coûts se réduisent.

Enfin, la renommée croissante de l’agrivoltaïsme en tant qu’outil d’innovation agricole et d’adaptation face au changement climatique séduira probablement un nombre accru d’agriculteurs souhaitant combiner préservation environnementale et sécurisation de leurs revenus. L’avenir de la culture de la pomme de terre sous panneaux semble donc prometteur, à condition que les obstacles réglementaires et économiques soient adéquatement adressés.

Qu’est-ce que l’agrivoltaïsme exactement ?

L’agrivoltaïsme est une technique qui combine la production agricole avec l’installation de panneaux solaires photovoltaïques au-dessus des cultures, permettant une double utilisation des terres.

Comment l’ombre des panneaux impacte-t-elle la croissance des pommes de terre ?

L’ombre modérée ralentit l’évapotranspiration et réduit le stress hydrique, prolongeant ainsi la croissance et améliorant l’efficacité d’utilisation de l’eau, bien qu’une forte ombre puisse diminuer le rendement.

L’agrivoltaïsme est-il rentable économiquement ?

Oui, surtout avec un taux élevé d’autoconsommation électrique. Bien que le coût actualisé de l’énergie soit supérieur au photovoltaïque au sol, la double production de cultures et d’électricité optimise la valeur des surfaces.

Quels sont les défis pour généraliser l’agrivoltaïsme ?

Les principaux défis sont réglementaires et économiques, notamment la protection des terres agricoles, les contraintes d’autorisation, et la nécessité de mécanismes d’incitation pour soutenir les investissements.

En quoi l’agrivoltaïsme contribue-t-il à la résilience climatique ?

En réduisant le stress hydrique et thermique sur les cultures, l’agrivoltaïsme aide les plantes à mieux résister aux conditions climatiques extrêmes, prolonge leur cycle et améliore leur production malgré des variations environnementales.