Énergies Renouvelables et Agriculture Durable : L'Agrivoltaïsme

Energie Renouvelables :
1. Introducon
Contexte : L'agriculture est un secteur clé pour l'économie mondiale, mais elle fait face à de
nombreux dés environnementaux, sociaux et économiques. La transion vers une
agriculture durable est cruciale pour répondre aux enjeux du changement climaque, de la
réducon des émissions de gaz à eet de serre et de l'indépendance énergéque des
exploitaons agricoles.
Objecf du projet : Étudier comment les énergies renouvelables peuvent être intégrées
dans les exploitaons agricoles pour rendre l'agriculture plus durable, rentable et résiliente
face aux dés environnementaux.
I. Les diérentes sources d'énergie renouvelable ulisées en agriculture
1. L’agrivoltaïsme
Qu’est-ce que l’agrivoltaïsme ?
L’agrivoltaïsme désigne un système innovant qui combine l’agriculture et la production
d’énergie solaire. Ce modèle permet d’installer des panneaux photovoltaïques sur des terres
agricoles, optimisant ainsi l’utilisation de l’espace. Les cultures bénéficient de l’ombre
générée par les panneaux, ce qui peut améliorer leur rendement tout en réduisant les besoins
en irrigation. Ce procédé contribue à la transition énergétique en produisant une énergie
renouvelable sans nuire aux surfaces cultivables. L’agrivoltaïsme représente donc une solution
prometteuse pour concilier productivité agricole et développement durable.
Comment fonctionne un système agrivoltaïque ?
Un système agrivoltaïque combine la production agricole et l’énergie solaire sur une même
parcelle. Des panneaux photovoltaïques sont installés au-dessus des cultures, permettant à
celles-ci de bénéficier d’une ombre partielle. Cette configuration optimise l’utilisation des
terres en produisant simultanément de l’électricité renouvelable. Les cultures profitent d’une
réduction de stress hydrique, favorisant ainsi leur croissance. Les systèmes agrivoltaïques
permettent de réduire les coûts énergétiques pour les exploitations agricoles. Cette approche
contribue à la durabilité environnementale en diminuant l’empreinte carbone des activités
agricoles.
Avantages de l’agrivoltaïsme pour l’agriculture durable
 Optimisation des terres agricoles en combinant culture et production d’énergie.

 Réduction des coûts énergétiques, grâce à l’autoconsommation de l’électricité générée.
 Impact environnemental positif, avec une diminution des émissions de CO2 et une
meilleure gestion de l’eau.
 Soutien à la biodiversité, en créant des habitats pour diverses espèces sous les panneaux
solaires.
L’agrivoltaïsme représente une solution innovante pour favoriser une agriculture durable. En
intégrant la production énergétique aux pratiques agricoles, il permet d’améliorer l’efficacité
des ressources tout en protégeant l’environnement.
Optimisation des terres agricoles
L’agrivoltaïsme permet d’optimiser l’utilisation des terres agricoles tout en intégrant la
production d’énergie renouvelable. Cette approche innovante favorise une meilleure gestion
des ressources disponibles.
 Utilisation conjointe de l’espace pour cultiver et produire de l’énergie.
 Augmentation de la productivité par ombrage bénéfique des cultures.
 Réduction de la compétition entre les cultures et les installations solaires.
Réduction des coûts énergétiques
L’agrivoltaïsme contribue significativement à la réduction des coûts énergétiques pour les
exploitations agricoles. Cette approche permet d’optimiser les ressources tout en minimisant
les dépenses liées à l’énergie.
 Production d’électricité sur site
 Économie sur la facture énergétique
 Autonomie énergétique accrue
 Diminution des coûts de stockage
 Aide financière pour installations renouvelables
 Valorisation des subventions publiques
Impact environnemental positif

Impact environnemental
Détails
Réduction des émissions de CO2
L’agrivoltaïsme diminue la dépendance aux combustibles fossiles.
Préservation de la biodiversité
Les cultures sous panneaux solaires favorisent la diversité biologique.
Gestion optimale des ressources en
eau
Les ombres créées réduisent l’évaporation et améliorent l’humidité du
sol.
L’impact environnemental positif de l’agrivoltaïsme se manifeste par une réduction
significative des émissions de gaz à effet de serre. Ce système contribue à préserver la
biodiversité tout en optimisant les ressources en eau. Cette approche durable renforce ainsi les
écosystèmes agricoles.
Inconvénients et défis de l’agrivoltaïsme
L’agrivoltaïsme, bien qu’il présente de nombreux avantages, comporte également des
inconvénients et défis à considérer. Voici un aperçu succinct des principaux obstacles à son
adoption.
Inconvénients
Détails
Coûts d’installation élevés
Investissement initial important pour les infrastructures.
Conflits d’utilisation des terres
Tension entre agriculture traditionnelle et projets photovoltaïques.
Limitations techniques et réglementaires
Barrages administratifs et contraintes techniques existantes.
Études de cas réussies en agrivoltaïsme :
En France, des projets agrivoltaïques comme ceux de la ferme de Cossé-le-Vivien illustrent
l’intégration réussie entre culture et production d’énergie solaire. Ces initiatives montrent une
amélioration significative des rendements agricoles tout en réduisant les coûts énergétiques. À
l’international, des exemples en Allemagne et aux États-Unis confirment l’efficacité de ce
modèle. Les leçons tirées encouragent l’adoption généralisée de systèmes durables.

l’électricité peut contribuer à la croissance des plantes :
1. Systèmes d'irrigation automatisés et contrôle des conditions climatiques
 Énergie pour les systèmes d'irrigation : L'électricité est utilisée pour alimenter les
pompes qui distribuent l'eau aux plantes via des systèmes d'irrigation (comme l'irrigation
goutte à goutte ou par aspersion). Une irrigation adéquate est essentielle pour la croissance
des plantes, car elle leur fournit l'eau dont elles ont besoin pour la photosynthèse,
l'absorption des nutriments et la régulation de la température.
 Systèmes de contrôle des serres : L’électricité permet également de faire fonctionner des
systèmes automatisés de contrôle climatique dans les serres, régulant la température,
l'humidité et la lumière. Ces facteurs sont cruciaux pour favoriser un environnement
optimal de croissance pour les plantes, en particulier dans des conditions climatiques
difficiles.
2. L'éclairage artificiel (éclairage LED)
 Lumière pour la photosynthèse : L’électricité alimente les lampes à LED utilisées dans
les serres ou les cultures en intérieur. La lumière artificielle, notamment les LEDs
spécifiques à la photosynthèse (en particulier des couleurs de lumière bleu et rouge),
stimule la photosynthèse, le processus par lequel les plantes produisent leur propre
nourriture à partir de l'eau et du dioxyde de carbone. Cela permet aux plantes de pousser
même sans lumière naturelle suffisante, surtout dans les environnements intérieurs ou
pendant les périodes hivernales.
 Extension de la durée de la journée lumineuse : L’éclairage artificiel permet également
d’allonger la durée de lumière, ce qui peut stimuler la croissance des plantes en dehors de
leur cycle naturel, ce qui est particulièrement utile pour les cultures en serre.
3. Utilisation des électro-cultures et des champs électriques
 Électro-culture : Une méthode qui consiste à appliquer un faible champ électrique ou
magnétique autour des plantes. Des recherches ont montré que des champs électriques
peuvent favoriser l’absorption des nutriments, améliorer la germination des graines,
stimuler la croissance des racines et augmenter les rendements des cultures.
 Stimulation des processus biologiques : Il a été observé que l’exposition des plantes à
des champs électriques ou des courants faibles améliore certains processus
physiologiques, tels que l'absorption de l'eau et des nutriments à travers les racines. Cela
peut rendre les plantes plus résistantes aux stress environnementaux (comme la
sécheresse) et améliorer leur croissance.
4. Le chauffage des racines et des sols
 Chauffage des sols : L’électricité peut être utilisée pour chauffer les sols dans les serres
ou lors de cultures dans des climats froids. Des sols plus chauds favorisent la croissance

des racines, améliorent l’absorption des nutriments et accélèrent le développement des
plantes, en particulier dans des conditions de faible température.
5. Systèmes de fertilisation automatisée
 Fertilisation électrique : L’électricité peut être utilisée pour alimenter des systèmes
automatisés de fertilisation, qui délivrent des nutriments((comme l'azote, le phosphore, le
potassium, etc.) essentiels aux plantes via des systèmes d'irrigation. Par exemple, des
systèmes de "fertilisation par injection" utilisent l'énergie électrique pour mélanger et
distribuer des nutriments liquides directement aux racines des plantes, ce qui favorise une
croissance saine et rapide.
2. Biogaz (énergie à parr de déchets organiques) :
 Qu'est-ce que le biogaz et comment est-il produit ?
 Le biogaz est principalement composé de méthane (CH4) et de dioxyde
de carbone (CO2), résultant de la dégradaon anaérobie – c’est-à-dire
sans oxygène – de la maère organique, peut être ulisé pour produire
de la chaleur (chauage des bâments agricoles) ou de l’électricité
(alimentaon de la ferme ou vente au réseau).
 . Cee transformaon est réalisée dans des installaons appelées
méthaniseurs, où déchets agricoles, déjecons animales, résidus de
cultures et même certains déchets ménagers sont convers en
énergie. Pour en savoir plus sur la producon du biogaz, consultez
notre ressource dédiée.
 L'impact du biogaz sur l'agriculture
 Le déploiement du biogaz en agriculture a plusieurs eets bénéques.
D'une part, il permet de générer de l'énergie renouvelable pour les
opéraons agricoles et, d'autre part, il ore une soluon pour le
traitement des déchets organiques. Voici quelques-uns des avantages
clés :
 Réducon des émissions de gaz à eet de serre : en capturant le
méthane produit par les déchets, le biogaz empêche ce puissant gaz à
eet de serre de s'échapper dans l'atmosphère.
 Producon d'énergie sur site : ulisé pour produire de l'électricité ou
de la chaleur, le biogaz peut fournir de l'énergie directement sur
l'exploitaon agricole, réduisant ainsi la dépendance vis-à-vis des
sources d'énergie externes.