Agrivoltaïsme : une opportunité stratégique pour l'agriculture et l'énergie

Cet article a été rédigé par : Valérie Besson, Nicolas Leonetti, Jihane Ben Amar et Paul Koni Elenga.

L'agrivoltaïsme représente, selon la CRE, l'ensemble des installations permettant de coupler une production photovoltaïque secondaire à une production agricole principale en permettant une synergie de fonctionnement démontrable. L'objectif initial était de trouver une solution pour résoudre le conflit d'utilisation des terres cultivables entre la production d'électricité et l'agriculture. En 2011, le concept d'agrivoltaïsme a été officiellement introduit dans une première publication. Depuis lors, les projets se développent en Europe et dans le monde, en particulier en Asie (Chine, Japon, Corée du Sud, etc.).

Promulguée au journal officiel du 11 mars 2023, la loi d'accélération de la production d'énergies renouvelables (AER) du 10 mars introduit pour la première fois en France la définition de l'agrivoltaïsme. L'article 54 du texte vise à établir un cadre précis pour l'exploitation d'une parcelle agricole afin de produire de l'électricité solaire tout en maintenant une activité de culture ou d'élevage simultanée.

La mise en œuvre des projets agrivoltaïques joue un rôle crucial dans le développement des énergies renouvelables en France. Ils sont essentiels pour atteindre les objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre et pour lutter contre le réchauffement climatique. La PPE (Programmation pluriannuelle de l'énergie) oriente vers une accélération du développement de la filière photovoltaïque. En utilisant des terres agricoles sans priver les agriculteurs de leurs terres, l'agrivoltaïsme s'intègre parfaitement dans cette transition énergétique.

Actuellement, le secteur agricole français contribue à environ 15 % de la production d'énergie photovoltaïque nationale, avec 50 000 des 437 000 exploitations agricoles équipées de telles installations. Les projets agrivoltaïques présentent divers avantages selon le type de cultures. Les cultures en plein air profitent des ombrières qui protègent contre le soleil et les intempéries, optimisant la photosynthèse grâce à des trackers ajustant la position des panneaux. 

Les cultures sous serre voient leur chaleur estivale réduite par les panneaux photovoltaïques, tandis que ces derniers maintiennent la chaleur en hiver et augmentent l'humidité, diminuant ainsi les besoins en eau. L'élevage bénéficie de panneaux au sol qui abaissent la température du sol et fournissent de l'ombre aux animaux, améliorant leur bien-être et favorisant la croissance de l'herbe. 

Les piscicultures, quant à elles, tirent avantage de l'ombrage des panneaux, assurant une luminosité constante et réduisant le stress des poissons. De plus, les panneaux diminuent l'évaporation de l'eau et permettent l'installation de filets pour protéger les poissons des prédateurs.

L'acceptabilité par les agriculteurs et les riverains reste un défi. Convaincre les agriculteurs de céder une partie de leurs terres et gérer les préoccupations des riverains concernant l'esthétique et les nuisances visuelles est essentiel. La compétitivité financière est également un enjeu, les centrales agrivoltaïques présentant un coût initial plus élevé en raison des infrastructures spécifiques nécessaires. Il est crucial d'assurer une transition vers des projets durables tout en préservant les activités agricoles traditionnelles et en évitant toute spéculation foncière.

Le contexte politique et réglementaire en France est porteur pour le développement de l'agrivoltaïsme. Le développement du photovoltaïque dans les exploitations agricoles contribue à l'atteinte de l'objectif de 40 % d'énergies renouvelables dans la production d'électricité d'ici 2030. Le décret de 2024 encadre le développement de l'agrivoltaïsme, confirmant et renforçant la position de l'agriculture comme activité principale des installations agrivoltaïques.

Le décret encadrant le développement de l'agrivoltaïsme a été publié le 9 avril 2024 au Journal officiel après de longues négociations entre les différentes parties prenantes. Il prévoit un rendement agricole supérieur à 90 % ainsi qu’un maintien du niveau de pré-installation des revenus agricoles, et un taux de couverture supérieur à 40 %. Ces éléments confirment et renforcent la position de l’agriculture comme activité principale des installations agrivoltaïques par rapport à l’activité énergétique. La durée d’exploitation de l’installation agrivoltaïque a été encadrée dans la nouvelle réglementation parue en 2024, avec un rallongement de 10 ans par rapport à la durée initiale, pour atteindre une durée d’exploitation maximale de 40 ans, renouvelable par périodes de 10 ans. Selon l’installation, des contrôles annuels à quinquennaux seront effectués.

En vendant l'électricité produite, les agriculteurs diversifient leurs sources de revenus. L'optimisation de l'espace permet de continuer la production agricole sous les panneaux solaires, tout en protégeant les cultures contre les aléas climatiques et en réduisant l'évaporation grâce à l’ombrage. L'autoconsommation de l'électricité produite réduit également les coûts énergétiques, rendant l'exploitation plus autonome.

• Pour favoriser le développement de l'agrivoltaïsme, il est crucial de créer un dialogue ouvert et transparent avec les agriculteurs, en leur offrant des incitations attractives pour stimuler leur engagement dans ces projets innovants.  
• L'organisation de réunions publiques s'avère également indispensable pour consulter les riverains, intégrer leurs préoccupations et besoins, et atténuer les impacts visuels grâce à des designs harmonieux et des solutions de paysagisme adaptées.  
• Il est tout aussi essentiel de promouvoir des projets durables, qui non seulement préservent les activités agricoles existantes, mais assurent également une rémunération équitable aux agriculteurs, évitant ainsi toute dérive vers des initiatives purement lucratives.

L'agrivoltaïsme représente un levier crucial pour atteindre les objectifs français de transition énergétique. En combinant innovation, durabilité et responsabilité, il répond aux enjeux actuels tout en offrant de nouvelles opportunités économiques pour les agriculteurs. 

Si 1 % de la surface utilisée pour l'agriculture était combinée à la production photovoltaïque, la totalité de la demande mondiale en électricité serait couverte.

KPMG accompagne les agriculteurs et les développeurs dans leurs projets agrivoltaïques, de la définition de la stratégie à la mise en œuvre des PPA (Power Purchase Agreement). Grâce à notre expertise en énergie solaire et notre connaissance des marchés, nous sommes susceptibles de vous garantir des solutions optimales pour chaque projet.
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L'agrivoltaïsme propose une diversité d'installations adaptées à différents types d'exploitation agricole. Chaque type présente des avantages uniques, optimisant l'utilisation des terres agricoles tout en produisant de l'énergie renouvelable. Voici un aperçu des principales configurations, leurs applications spécifiques et leurs bénéfices pour les agriculteurs.

Centrale au sol :

Les centrales au sol offrent plusieurs avantages stratégiques. Elles permettent de générer des revenus complémentaires grâce à la vente d'électricité, diversifiant ainsi les sources de revenu des agriculteurs et valorisant des terrains autrement non exploités. Ces installations sont particulièrement adaptées pour des activités telles que le pâturage ovin, l'apiculture, l'horticulture, les grandes cultures et le maraîchage, optimisant ainsi l'utilisation des terres agricoles tout en contribuant à la production d'énergie renouvelable.

Caractéristiques techniques : Hauteur du point bas entre 0,8 et 1,5 m, densité de puissance de 1 MWc/ha.

Ombrières PV dynamiques : 

Les ombrières photovoltaïques dynamiques sont particulièrement adaptées aux grandes cultures, telles que le blé dur, ainsi qu'aux vignobles, à l'arboriculture, au maraîchage et à l'horticulture. Elles offrent une protection efficace contre les aléas climatiques, comme la grêle et l'excès de soleil, ce qui améliore la qualité des productions. De plus, ces installations réduisent les besoins en eau d'irrigation et permettent de générer des revenus complémentaires grâce à la vente d'électricité, offrant ainsi une solution intégrée et durable pour les exploitations agricoles.

Caractéristiques techniques : Hauteur près de 4 m, densité de puissance entre 0,6 et 0,8 MWc/ha.

Ombrières PV fixes (serres ouvertes) :  

Les ombrières photovoltaïques fixes, également connues sous le nom de serres ouvertes, sont idéales pour les grandes cultures telles que le blé et les pommes de terre, ainsi que pour les vignobles, le maraîchage et l'arboriculture. Elles protègent efficacement les cultures contre les aléas climatiques, améliorant ainsi la qualité des productions. En outre, elles réduisent les besoins en eau d'irrigation et permettent la culture d'espèces plus sensibles au soleil. Ces installations génèrent également des revenus complémentaires grâce à la vente d'électricité, offrant ainsi une solution multifonctionnelle et durable pour les exploitations agricoles.

Caractéristiques techniques : Hauteur entre 2 et 4 m, densité de puissance près de 1 MWc/ha.

PV sur bâti :

Les installations photovoltaïques sur bâti sont particulièrement adaptées pour l'élevage en stabulation, le stockage et le fourrage. Elles permettent la production d'électricité pour l'autoconsommation ou la vente, réduisant ainsi les factures d'énergie et améliorant l'autonomie énergétique de l'exploitation. Ces installations contribuent à une gestion énergétique plus efficace et durable des exploitations agricoles, tout en offrant une source de revenus supplémentaire.

Caractéristiques techniques : Hauteur entre 3 et 6 m, densité de puissance entre 0,08 et 0,2 MWc/m².

Serres PV :

Les serres photovoltaïques sont idéales pour l'arboriculture, comme les cultures de kiwi et d'abricot, ainsi que pour le maraîchage et l'horticulture. Elles permettent la production d'électricité pour l'autoconsommation ou la vente, prolongeant ainsi la saison de production et améliorant le rendement des cultures. Ces installations offrent une solution intégrée pour maximiser la productivité agricole tout en contribuant à la durabilité énergétique.

Caractéristiques techniques :  Hauteur entre 3 et 5,5 m, densité de puissance entre 0,6 et 1 MWc/ha.

Centrales à modules bifaciaux :  

Les centrales à modules bifaciaux sont adaptées pour le pâturage et le maraîchage. Elles génèrent des revenus complémentaires grâce à la vente d'électricité, valorisent les terrains non exploités et produisent plus d'électricité que les centrales photovoltaïques classiques. Ces installations offrent ainsi une solution efficace et rentable pour les exploitations agricoles, maximisant à la fois la production d'énergie et l'utilisation des terres.

Caractéristiques techniques : Hauteur du point bas entre 0,8 et 1,5 m, densité de puissance de 1 MWc/ha.