Le rendement des cultures vivrières s’améliore à l’ombre des panneaux solaires

Des chercheurs de l’Université de l’Arizona ont affirmé que les cultures vivrières placées à l’ombre de panneaux solaires pouvaient générer une production de fruits et de légumes deux à trois fois supérieure que celle issue de l’agriculture conventionnelle.

Dans une étude publiée dans la revue Nature, les scientifiques ont présenté les résultats d’un projet de recherche pluriannuel au cours duquel ils ont observé l’évolution de plants de poivrons chiltepin, de jalapeno et de tomates cerises à l’ombre de panneaux photovoltaïques dans des zones arides.

Pendant une période de trois mois en été, les chercheurs ont relevé, à l’aide de capteurs situés à la surface du sol et à une profondeur de 5 cm, les conditions microclimatiques telles que les niveaux de luminosité, la température de l’air et l’humidité relative, ainsi que la température du panneau photovoltaïque, l’humidité du sol, la consommation d’eau pour l’irrigation, la fonction écophysiologique des plantes et la production de biomasse végétale.

Leurs mesures ont montré dans quelle mesure l’ombrage des panneaux avait un impact positif sur la température de l’air, la lumière directe du soleil et l’humidité atmosphérique. « L’ombre fournie par les panneaux photovoltaïques a entraîné des températures diurnes plus fraîches et des températures nocturnes plus élevées par rapport au système de culture traditionnelle à ciel ouvert », ont-ils écrit. « Le déficit de pression de vapeur était plus faible dans le système agrivoltaïque, ce qui signifie qu’il y avait plus d’humidité dans l’air. »

Les chercheurs déclarent que la protection contre le soleil et les températures élevées offertes par les panneaux solaires ont permis une meilleure récolte pour les trois cultures. « En fait, la production totale de chiltepin était trois fois plus élevée sous les panneaux photovoltaïques d’un système agrivoltaïque et la production de tomates était deux fois plus importante », a écrit l’auteur principal de l’article, Greg Barron-Gafford. En ce qui concerne les jalapeños, les chercheurs ont déclaré que les performances étaient similaires à celles observées avec les techniques conventionnelles, mais qu’elles avaient été atteintes avec une perte d’eau transpiratoire réduite de 65 %. « Nous avons découvert que chaque opération d’irrigation pouvait soutenir la croissance des cultures pendant des jours, et pas seulement pendant des heures, comme dans les pratiques agricoles actuelles », a ajouté Barron-Gafford.

Avantages pour les panneaux

Des études antérieures avaient mis en avant les avantages des projets « agrivoltaïques » pour la performance des panneaux solaires eux-mêmes. Ceci a également été confirmé par les chercheurs de l’Université de l’Arizona : ils ont pu constater que, grâce à leur émission d’eau par transpiration, la culture vivrière était également idéale pour éviter que les panneaux ne surchauffent.

Les scientifiques ont ajouté qu’il fallait approfondir les recherches sur d’autres cultures et qu’ils coopéraient avec le Laboratoire national des énergies renouvelables du département de l’Énergie des États-Unis pour comprendre comment les résultats de leur étude pouvaient être appliqués à d’autres régions et comment les politiques régionales pouvaient aider de tels projets.

Solution à la pénurie de terres

Parallèlement, en Europe, la société énergétique suédoise Vattenfall a annoncé son intention de réaliser ses premiers projets agrivoltaïques aux Pays-Bas, où l’opposition des systèmes solaires à grande échelle est forte par crainte de perte de terres agricoles.

« Les agriculteurs, les politiciens et les organisations environnementales nous disent régulièrement que les terres agricoles ne doivent pas être utilisées pour des parcs solaires », déclare Margit Deimel, la directrice de l’énergie solaire à grande échelle dans le secteur des batteries et de l’énergie solaire de Vattenfall. « En étudiant si nous pouvons combiner les parcs solaires avec l’agriculture, nous voulons également accroître l’acceptabilité de nos parcs solaires dans le pays », a-t-elle ajouté.

Selon Margit Deimel, Vattenfall souhaite travailler dans différents lieux afin d’optimiser son modèle de conception et d’exploitation pour ses parcs agrivoltaïques. La compagnie d’électricité a déclaré qu’elle ne prendrait pas en compte les cultures trop volumineuses, telles que le maïs, les asperges ou le bambou. « Nous pensons, par exemple, au chou, aux oignons, aux pommes de terre, aux carottes ou aux baies », a ajouté Deimel.