Partenariat VALOREM / INRAe : Premier résultats positifs pour l’association panneaux solaires et production fourragère

VALOREM, ainsi que son confrère Baywa R.e. spécialistes des énergies renouvelables et de l’agrivoltaïsme, portent depuis 2021 avec INRAE deux projets de recherche sur la repousse de l’herbe sous panneaux solaires en condition agrivoltaïque. Les résultats de la première année d’études, présentés aujourd’hui lors de la conférence AgriVoltaics à Denver (Etats-Unis), confirment l’impact positif des panneaux solaires sur la production de biomasse. Ce sont les premiers projets à intégrer la base de données R&D mise en place par le Pôle National de Recherche sur l’agriphotovoltaïsme lancé par INRAE en 2023.

Chaque développeur a mené les études sur deux de ces parcs solaires dans trois régions pédoclimatiques différentes. Les capteurs météorologiques sont installés depuis 2020 et la repousse de l’herbe est mesurée et analysée par deux ingénieures agronomes d’INRAE depuis 18 mois.

Le projet SOLAR, pour Solutions d’Optimisation et Leviers pour un Agrivoltaïsme Résilient,  s’intéresse à deux parcs en climat méditerranéen et continental. En 2023, les résultats obtenus en été sur ces deux centrales Baywa r.e. ont montré :

• Une baisse de 3 à 4°C de température du sol sous les panneaux
• Une augmentation allant jusqu’à +11% d’humidité du sol sous panneaux
• Une qualité de fourrage améliorée sous panneaux (plus grande proportion en azote et en minéraux) avec une tendance à une meilleure digestibilité

Le projet LATOU étudie, sur la centrale de la Tour Blanche (24), l’impact de l’ombrage des panneaux sur 3 zones : sous les panneaux, en inter-rang et en intermédiaire. Il a permis de montrer :

• Une performance globale de + 30% de production de matière sèche en zone ombragée sur l’année ;
• La création d’un microclimat propice à la production de biomasse, notamment pendant les mois les plus chauds. En été, nous avons noté une température du sol en moyenne 4,8°C inférieure en zone intermédiaire par rapport à la zone témoin, ainsi qu’une humidité du sol plus importante.;
• Une meilleure qualité du fourrage issu des zones les plus ombragées. Les principaux indicateurs de constat sont une teneur en azote plus importante, ainsi qu’une digestibilité significativement supérieure en été.

Trois parcs agrivoltaïques français équipés de capteurs météorologiques

Le projet SOLAR^[1] et le projet LATOU^[2] visent avant tout à déterminer de façon scientifique si les installations photovoltaïques permettent par leur présence, de maintenir une production de fourrage tout au long de l’année et ainsi allonger les temps de pâturage possibles.

Les premiers résultats de l’étude menée par les équipes de BayWa r.e., de VALOREM et d’INRAE (Institut National de recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement), sont fondés sur la mise en place de capteurs météorologiques à différents endroits des parcs solaires : en zone témoin, sous les panneaux et en inter-rang (une zone intermédiaire entre les deux précédentes a été suivie pour le parc de Valorem). Les trois parcs étudiés sont localisés dans des régions climatiques différentes : dans le Sud-Ouest méditerranéen et la Bourgogne pour BayWa r.e. et sur le parc de La Tour Blanche en Dordogne pour VALOREM.

Les capteurs ont permis de suivre l’évolution des données météorologiques (température, humidité…) et de les mettre en parallèle des analyses de sol et de production de biomasse sur ces différentes zones.

Des panneaux solaires favorables à la végétation

Dans les différents parcs étudiés, des tendances similaires sont observées : baisse de la température et augmentation de l’humidité du sol sous les panneaux solaires. Les conditions microclimatiques sont ainsi plus favorables au développement des fourrages, notamment pendant l’été.

Côté rendement, ils peuvent décroître légèrement en fin de printemps, mais se rééquilibrent par un meilleur rendement en été grâce à l’ombre portée, notamment entre les rangées de panneaux solaires.

Enfin, les analyses indiquent que le fourrage gagne en qualité sous les panneaux : il est plus riche en azote et en minéraux, et ainsi plus digeste pour le bétail, notamment en été.

L’étude menée sur le parc de VALOREM dans un contexte pédoclimatique sec en Dordogne a permis de mettre en évidence les bénéfices accrus de l’ombrage, particulièrement en zone intermédiaire.

La quantité de biomasse est systématiquement supérieure dans les inter-rangs et les zones intermédiaires par rapport à la zone témoin non ombragée. Elle est légèrement plus faible directement sous les panneaux. Sur l’année, cela représente une augmentation de la quantité globale de biomasse de l’ordre de 30% par rapport à la zone témoin.

On constate de plus une nette diminution du vent à l’intérieur de la centrale de l’ordre de 38% en moyenne sur la zone intermédiaire semi-ombragée (« effet chicane » engendré par les structures solaires).

Les premiers résultats de cette étude confirment donc que les panneaux ont un impact positif sur la quantité et sur la qualité du fourrage et qu’ils permettent de prolonger la période de pâturage pendant la saison estivale sur les régions climatiques étudiées.

Une deuxième année d’étude pour confirmer les tendances pour les projets de R&D

La phase de tests se poursuit actuellement sur les deux parcs, de façon à évaluer l’impact des panneaux solaires sur un second cycle annuel.

“Nous sommes impatients de connaître les résultats du second cycle d’études, mais il est intéressant de noter que dès le premier cycle, nous avons observé que l’effet protecteur des panneaux s’applique quel que soit le climat d’implantation et alors même que le niveau d’ensoleillement est différent” indique Amélie Stepec, ingénieure de recherche en agriphotovoltaïsme d’INRAE, en convention de partenariat avec BayWa r.e. et dédiée au suivi du projet SOLAR.

L’enjeu sera aussi de rendre transposables et utilisables les résultats par les acteurs de l’énergie et de l’agriculture, afin de favoriser la mise en place et la réalisation de projets agrivoltaïques efficients.

“Ces premiers résultats vont être utiles à l’ensemble du secteur agrivoltaïque, car ils viennent confirmer la synergie positive entre photovoltaïque et agriculture. L’association est gagnante pour les agriculteurs qui peuvent faire pâturer leur bétail plus longtemps notamment pendant l’été où le fourrage présente une meilleure dynamique de pousse, avec une qualité nutritive supérieure par rapport au témoin. Continuer le suivi agronomique sur plusieurs cycles de production est aussi nécessaire pour confirmer ces résultats. ” indique Mathilde GAULIER, ingénieure de recherche en agriphotovoltaïsme d’INRAE, en convention de partenariat avec VALOREM.

Les résultats des deux années d’études de ces deux projets de R&D alimenteront la base de données du Pôle National de Recherche Agri photovoltaïque pilotée et coordonnée par INRAE de Poitiers.

_{[1] SOLAR, projet de R&D d’une durée de 2 ans, financé par le Plan France Relance, INRAE de Poitiers et BayWa r.e.}

_{[2] LATOU, projet de R&D d’une durée de 2 ans, financé par le Plan France Relance, INRAE de Poitiers et VALOREM}