Agrivoltaïsme : une filière qui doit tenir ses promesses

Depuis quelques années émerge la volonté de développer des énergies renouvelables au sein du secteur agricole, afin d’atteindre les objectifs fixés par la loi de transition énergétique et mis en œuvre par la Programmation pluriannuelle de l’énergie, qui fait la part belle au photovoltaïque.

Le 10 février 2022, le président Emmanuel Macron annonçait vouloir dépasser un objectif de 100 GW de capacités photovoltaïques installées en France d’ici à 2050 en développant notamment les projets dans l’agrivoltaïsme. Pour autant, ce type de projet doit tenir compte de la nécessité de préserver les sols agricoles.

C’est l’idée portée par cette notion d’« agrivoltaïsme », qui suscite chez les énergéticiens un engouement massif, en leur offrant l’opportunité d’installer des centrales solaires sur des sols qui n’y sont en théorie pas éligibles. Depuis 2017, ils peuvent solliciter des subventions pour de tels systèmes dans le cadre de l’appel d’offre « innovation » de l’État, opéré par la Commission de régulation de l’énergie (CRE) et dans lequel l’Agence de la transition écologique (Ademe) est impliquée : il porte sur la « réalisation et l’exploitation d’installations de production d’électricité innovantes à partir de l’énergie solaire ».

Voyant la diversité des projets et des justifications dans les dossiers qui lui étaient soumis, et afin d’éviter les dérives, l’Agence a souhaité définir leur nature pour mieux valider leur pertinence, dans une étude publiée le 27 avril 2022⁽¹⁾. En ressortent des critères à prendre en compte pour l’acceptation ou non de ce type de projets et une définition plus précise de l’agrivoltaïsme.

Des applications prometteuses

Sur près de 200 projets photovoltaïques en terrains agricoles recensés en France, l’Agence en a sélectionné 100 et s’est ensuite entretenue avec les acteurs de plus de 50 d’entre eux. En croisant données de terrain et bibliographie, l’Agence a établi des fiches techniques récapitulatives pour une dizaine de systèmes. Un travail inédit : le premier retour d’expérience centralisé sur l’ensemble du territoire national.

Pour l’essentiel, ces systèmes prennent la forme de serres ou de centrales au sol sous lesquelles paissent des élevages ovins. Au-delà de ces systèmes historiques, de nouvelles applications se développent : ombrières fixes ou dynamiques au-dessus des cultures, systèmes solaires pour l’aquaculture (ombrières au-dessus des bassins) ou des modules verticaux placés dans les champs (haies photovoltaïques réparties sur une parcelle).

Des études soulignent les bénéfices que peut apporter, parfois, la présence de modules photovoltaïques sur une parcelle cultivée, en la protégeant contre les aléas climatiques et en améliorant les conditions de culture, notamment dans les régions sèches – en apportant de l’ombre ou en limitant l’évapotranspiration⁽²⁾ et donc les besoins en irrigation.

Des projets aux effets très variables

Comme l’a constaté l’Ademe, ces résultats sont hétérogènes et difficilement comparables car ils dépendent de nombreux facteurs : des espèces cultivées, de leur capacité à supporter des baisses et alternances de luminosité⁽³⁾ ou de leur capacité à s’y adapter, de la dimension des expérimentations, mais aussi des conditions pédoclimatiques⁽⁴⁾ locales limitant les possibilités de comparaison et d’extrapolation des résultats.

Certaines installations, bénéfiques dans un territoire donné, ne le seront pas forcément ailleurs, comme l’illustre cette étude⁽⁵⁾ où le microclimat induit par une centrale photovoltaïque sur prairie pâturée au Royaume-Uni implique une diminution de la biomasse produite.

Au-delà des aspects climatiques, ne sous-estimons pas la technicité nécessaire à l’exploitation de ce type de système. Pour une serre photovoltaïque, un agriculteur qui maîtrise déjà la culture sous serre sera plus à même de choisir espèces et variétés agricoles, voire d’adapter ses itinéraires techniques pour optimiser sa production sous photovoltaïque.

Gardons en mémoire que la grande majorité des serres photovoltaïques installées en France se sont soldées par des échecs, faute d’accompagnement par le développeur et d’appropriation par l’agriculteur, mais surtout par appât du gain financier (du fait d’un tarif d’achat à l’époque très intéressant) au détriment d’une réflexion autour d’un projet agricole.

Une pratique jeune, encore mal cadrée

Aujourd’hui, beaucoup de développeurs solaires laissent entendre que leur système est agrivoltaïque dès lors qu’il s’implante sur une surface agricole : ce qui est loin de suffire. L’agrivoltaïsme ne doit pas servir de prétexte pour s’installer sur des surfaces agricoles, en n’y favorisant qu’une production d’électricité.

À moins de faire changer la destination du terrain (afin qu’il ne soit plus considéré agricole), deux possibilités s’offrent au développeur pour implanter du photovoltaïque sur un terrain agricole : démontrer la compatibilité ou la nécessité du système avec une activité agricole. Peu d’éléments techniques sont aujourd’hui formalisés pour identifier le rôle du système photovoltaïque par rapport à l’activité agricole. La jurisprudence a jusqu’ici plutôt jugé que les serres photovoltaïques étaient « nécessaires » à l’activité agricole, quand les centrales au sol avec élevage ovins lui étaient « compatibles ».

Depuis 2017, l’appel d’offres « innovation » de l’État, opéré par la CRE, permet de soutenir financièrement les installations agrivoltaïques, installées sur des terrains agricoles, à condition qu’elles couplent une production photovoltaïque secondaire à une production agricole principale avec une synergie de fonctionnement démontrable et un suivi agronomique.

Tout en affirmant un principe intangible de primauté à l’activité agricole, cette définition laisse des marges d’interprétations autour des installations photovoltaïques pouvant y être éligibles.

Une liste de critères définis par l’Ademe

Face à ces flous, l’Ademe a tenté d’apporter des outils aux parties prenantes pour identifier la pertinence de tout type de projets photovoltaïques sur terrains agricoles : un état de l’art de ces installations, un recueil de retours d’expériences et un guide de classification de ces projets.

Du fait de la difficulté d’identifier une ligne de conduite générale sur des pratiques aussi hétérogènes, le guide de classification propose une liste de critères hiérarchisés à l’aune desquels considérer, au cas par cas, la pertinence d’un projet : 3 critères de qualification, afin de définir le niveau de synergie entre photovoltaïque et agriculture ; et 7 critères d’attention qui doivent confirmer que le projet s’inscrit, au-delà de la parcelle concernée, dans une cohérence globale avec le territoire et l’environnement.

La réponse à un besoin agricole

L’Ademe pose comme condition première, apte à justifier l’installation d’un système photovoltaïque sur un terrain agricole, l’existence d’un besoin réel de la part de l’exploitation. Quel service (direct ou indirect) rend le projet à l’exploitant, de quelle nature est-il et répond-il bien à un besoin ?

Le deuxième critère concerne l’incidence du système sur la production agricole : est-ce qu’il la dégrade, la maintient (ou la dégrade légèrement), ou l’améliore ? Cette évaluation porte sur le rendement et sur la performance qualitative : une production équivalente en volume ou qui baisse légèrement peut gagner en qualité. Il s’agit en outre de comparer la même production agricole, avec et sans photovoltaïque. Si la culture évolue avec l’installation du projet, il faudra avoir recours à une référence locale sur la culture implantée pour estimer l’incidence du système.

Enfin, l’Ademe préconise de mesurer l’effet du système sur les revenus de l’exploitation, avant et après l’installation : améliore-t-il ou non sa situation financière ? En considérant l’évolution des revenus agricoles de l’exploitation ainsi que les revenus supplémentaires apportés par le photovoltaïque.

À partir de ces trois éléments émerge un gradient de classification des projets qui permet de qualifier le niveau de synergie du projet.

Un projet cohérent dans son contexte local

La 2^e série de critères complète l’analyse en évaluant la pertinence du système dans son contexte local : si des ombrières destinées au maraîchage sont installées dans une zone où il n’y a des débouchés que pour des céréales, cela paraît absurde. Ces éléments varient en fonction de chaque contexte. Chacun se présente sous forme de questions, comme une check-list pour s’assurer de prendre en compte toutes les facettes du projet.

Le 1^er de ces critères d’attention porte sur la vocation et la pérennité du projet agricole : l’exploitant a-t-il été associé à la conception du projet et bénéficie-t-il d’un accompagnement technique ? Participe-t-il au capital de la société de projet ? Quel impact du projet sur le prix du foncier agricole et la transmission de l’exploitation ? Des agriculteurs en fin de carrière peuvent choisir un tel système pour s’assurer une rente, quitte à affecter le prix du foncier et les projets du nouvel exploitant en cas de transmission.

Un autre point concerne la réversibilité du système : comment se démonte-t-il ? Qui doit s’en charger juridiquement et financièrement ? Les contrats portent sur 20, 30, 40, parfois 60 ans : tous les développeurs ne tiennent pas compte du démantèlement dans le calcul du budget.

Au-delà de ces aspects, s’intègre-t-il dans une dynamique territoriale ? Est-il compatible avec les filières locales agricoles ? Les acteurs locaux ont-ils été consultés ?

Enfin, d’autres aspects sont à considérer : l’impact sur les sols, les impacts environnementaux et paysagers et la capacité d’adaptation de la structure photovoltaïque aux évolutions de cultures agricoles et d’itinéraires techniques.

L’agrivoltaïsme, oui, mais pas que

Sur la base de ces critères, l’Ademe a proposé une nouvelle définition de l’agrivoltaïsme, reposant sur la notion de synergie entre agriculture et photovoltaïque, et permettant d’identifier les installations les plus vertueuses.

Pour autant, le gradient de classification a aussi mis en évidence l’existence de couplages d’intérêt potentiel pour l’agriculture : ces systèmes, sans être agrivoltaïques, démontrent des bénéfices et des opportunités réelles pour certaines exploitations agricoles grâce à l’apport d’un équilibre entre productions agricole et énergétique.

Un observatoire du photovoltaïque en terrains agricoles ?

En soulignant l’existence de ces deux types de systèmes prometteurs, l’étude insiste sur la nécessité de ne pas aller trop vite. Une perte de luminosité, des rendements dégradés, des exploitants démunis car peu accompagnés, une production agricole passée au second plan et l’absence d’études sur les impacts environnementaux sont les points de vigilance majeurs repérés.

L’Ademe propose ainsi une liste de recommandations dédiée aux porteurs de projet pour les aider à mieux concevoir leurs projets, mais aussi aux pouvoirs publics pour mieux accompagner ce secteur.

En tête de ces mesures, la création d’un observatoire afin de centraliser les retours d’expériences, définir des indicateurs partagés de suivi agricole mais aussi, animer et structurer l’ensemble des parties prenantes de cette filière, complexe mais passionnante.