19 juillet 2023
L’agrivoltaïque peut atténuer les conséquences des périodes de sécheresse sur la production de denrées alimentaires végétales : l’ombrage, qui fait souvent baisser les rendements des cultures lorsque l’eau est suffisante, peut même entraîner une augmentation de ces rendements en cas de sécheresse. C’est le résultat d’une étude menée par l’Université de Hohenheim, à Stuttgart.
Le remplacement des combustibles fossiles par des énergies renouvelables est considéré comme la solution clé pour freiner le changement climatique. Dans ce contexte, l’énergie photovoltaïque, c’est-à-dire la transformation de l’énergie solaire en énergie électrique par le biais d’installations photovoltaïques, est l’énergie renouvelable la plus abondante et elle devient, en outre, également de plus en plus abordable.
L’installation de systèmes photovoltaïques sur des surfaces libres est toutefois en concurrence directe avec d’autres formes d’utilisation des sols, par exemple avec la production agricole. L’agrivoltaïque offre une solution. Cette technologie permet de produire des aliments et de l’énergie sur la même surface. Pour ce faire, les panneaux photovoltaïques sont, par exemple, installés sur des supports de manière à ce que des plantes puissent être cultivées en dessous. Une alternative consiste à placer les modules près du sol et à utiliser l’espace entre les panneaux pour l’agriculture.
L’agrivoltaïque peut augmenter le rendement des cultures
Mais cette forme de production d’énergie peut aller encore plus loin. Des chercheurs du département d’écologie végétale de l’Université de Hohenheim ont étudié le potentiel de l’agrivoltaïque pour augmenter les rendements des cultures en cas de changement des conditions climatiques. Certes, l’ombre portée par l’installation photovoltaïque réduit les rendements lorsque l’eau est disponible en quantité suffisante pour la croissance des plantes. Toutefois, en cas de pénurie d’eau, les plantes profitent de la diminution de l’évaporation, et donc d’une perte d’eau réduite : le rendement est plus élevé que sur les surfaces non ombragées.
Important pour les régions sensibles à la sécheresse
Les chercheurs voient un potentiel particulier dans les régions qui connaissent à la fois une forte croissance démographique et des périodes de sécheresse marquées, comme c’est le cas en Inde ou en Afrique. C’est surtout la disponibilité de l’eau qui diminue drastiquement dans de nombreuses régions du monde – avec des conséquences importantes pour la sécurité de l’approvisionnement alimentaire.
En outre, dans les régions périphériques de tous les grands déserts, le photovoltaïque représente une stratégie de lutte contre la désertification. Dans les régions où l’eau souterraine est rare, il permettrait de réduire l’épuisement de cette ressource essentielle tout en diminuant les émissions de CO2 liées à la production d’électricité, ce qui permettrait aussi de lutter contre le changement climatique. Ainsi, l’agrivoltaïque contribue non seulement à atténuer les effets du changement climatique dans des régions déjà considérées comme arides, il sera également particulièrement important pour les régions qui seront confrontées à une pénurie d’eau croissante à l’avenir, comme par exemple dans de grandes parties de la région méditerranéenne.
Un potentiel fortement dépendant de la région, des plantes et du système utilisé
Toutefois, ce potentiel varie considérablement en fonction des conditions climatiques et dépend fortement des plantes cultivées. Ainsi, la plupart des cultures étudiées jusqu’à présent tolèrent un ombrage allant jusqu’à 15% sans perte de rendement notable.
Les baies, les fruits et les légumes-fruits profitent même d’un ombrage, tandis que les rendements des plantes fourragères, des légumes-feuilles, des tubercules et des plantes sarclées ainsi que de la plupart des céréales n’en souffrent que très peu. En revanche, le maïs, la féverole, le soja et le lupin subissent de fortes pertes de rendement, même en cas de faible ombrage.
Un grand besoin en matière de travaux de recherche
Il manque toutefois encore de connaissances détaillées sur les relations entre les diverses formes d’agrivoltaïque et les réactions des différentes plantes. Car ces réactions ne se limitent pas à l’approvisionnement en eau. Ainsi, à l’ombre, de nombreuses plantes commencent à augmenter la croissance du matériel foliaire aérien actif en termes de photosynthèse. Ceci est intéressant pour les salades, par exemple, car cette partie des plantes présente un intérêt économique.
D’autres résultats de recherche ne sont pas seulement nécessaires pour choisir, dans les conditions climatiques données, les plantes optimales pour chaque ombrage. Ils peuvent également contribuer au développement de systèmes agrivoltaïques intelligents, dans lesquels les signaux de stress des plantes sont utilisés en temps réel pour contrôler l’orientation des panneaux, et donc l’ombrage.