TSE dévoile une toute nouvelle solution agrivoltaïque dédiée aux grandes cultures céréalières

Fruit d’un travail de R&D de deux ans et demi entièrement réalisé en interne, le développeur et opérateur de centrales photovoltaïques TSE présente ce lundi 4 avril une toute nouvelle structure d’agrivoltaïsme dédiée aux grandes cultures. « Le segment des grandes cultures en France représente un gisement de foncier très prometteur pour l’agrivoltaïsme, souligne Mathieu Debonnet, président de TSE, lors d’une interview avec pv magazine France. Mais pour cela, il est primordial de ne pas modifier la pratique culturale de l’agriculteur et de s’y adapter ».

C’est pourquoi la solution, qui se compose d’un système d’ombrières photovoltaïques équipées de panneaux solaires bifaciaux rotatifs, a une portée entre chaque poteau est de 27 mètres dans le sens de la longueur et de 11 mètres dans le sens de la largeur. Le point bas des panneaux se situe à 5,5 mètres de hauteur. « Notre canopée est compatible avec toutes les machines agricoles, y compris celles de très grande envergure comme les moissonneuses-batteuses, les pulvérisateurs et les épandeurs ». Elle vise en particulier les exploitations céréalières (colza, maïs, orge, protéine végétale), ainsi que les élevages ovins et bovins, d’une taille moyenne de 5 à 10 hectares.

Grâce aux capteurs météos positionnés sur la canopée, le système équipé de trackers permet d’orienter les panneaux photovoltaïques suivant l’axe du soleil d’est en ouest et en fonction des prévisions météorologiques (pluie, gel, grêle, vent fort, ensoleillement). Au total, pour son développement, l’investissement en R&D s’est élevé à 12 millions d’euros, financés uniquement en fonds propres.

Les panneaux sur un câble de 30 mm de diamètre

Mais atteindre un écart de 27 mètres entre les poteaux a été, aux dires de Mathieu Debonnet, un véritable défi en termes mécanique et d’aérodynamisme. « Chaque travée compte dix à douze modules photovoltaïques, chiffre-t-il. Pour les soutenir, il faudrait donc une poutre en acier de plusieurs tonnes. Pour alléger la structure, nous avons donc opté pour des câbles pré-tirés de 30 mm de diamètre, extrêmement résistants, comme ceux utilisés sur les téléphériques, sur lesquels sont fixés les modules tournants ». Selon lui, cette solution a également d’autres avantages : réduire l’emprise au sol (qui est de 0,5 %) et le bilan carbone de la structure, grâce à la réduction du nombre de tonnes d’acier utilisées. De plus, la structure plus aérienne permet d’améliorer l’intégration dans le paysage. Enfin, elle est totalement réversible avec la possibilité de modifier le type de culture et/ou d’élevage à tout moment.

En outre, l’ombrière résiste à des rafales allant au-delà de 160 km/heure. « Nous avons recruté dans notre équipe de R&D de Bourgoin-Jallieu qui compte une cinquantaine de collaborateurs des ingénieurs aérodynamiciens, car la question de l’aérodynamique et de la résistance au vent était fondamentale, justifie Mathieu Debonnet. Chaque rangée de panneaux est pilotée de façon indépendante et en cas de grands vents, chacune va se placer automatiquement en position de sécurité selon une inclinaison différente de la suivante, afin de casser le vent et d’éviter l’effet aspiration ».

20 démonstrateurs pilotes mis en service en trois ans

Sur 2022, TSE démarrera un grand programme de démonstrateurs agrivoltaïques, avec 11 sites pilotes de 6 hectares et 3 MWc de capacité photovoltaïque chacun, répartis sur toute la France. Le tout premier, équipé de panneaux photovoltaïques Canadian Solar, sera dévoilé en septembre prochain en Haute Saône. Il commercialisera l’électricité produite via un PPA dont les termes n’ont pas encore été précisés. Par la suite, les 10 autres seront équipés de modules PhotoWatt et présentés aux appels d’offres innovation de la CRE. Enfin, un deuxième lot de projets pilote sera mis en place d’ici à trois ans. « Nous voulons déployer 1 GW avec notre solution d’ici à 2025 », précise Mathieu Debonnet.

L’objectif de ces démonstrateurs est de couvrir à la fois une grande variété de zones géographiques en se plaçant sur tout le territoire, mais aussi tout le spectre de pratiques agricoles : grandes cultures, maraîchage bio, bovins laitiers, ovins… Les exploitants ont aussi été choisis pour leur capacité à accompagner TSE dans ses protocoles scientifiques, qui dureront neuf ans au total. Chaque pilote sera en effet doté de 400 capteurs : un tiers servira à étudier la performance mécanique de l’installation, un tiers à la performance agricole (température, hygrométrie et maîtrise de l’évapo-transpiration entre le sol et les panneaux…) et un tiers la performance solaire (production, rendement, optimisation de l’albédo…).

Garder la maîtrise de la data

L’ensemble des données récoltées sera traité en interne via une équipe d’ingénieurs data recrutés par TSE. « En agrivoltaïsme, une grande partie de la valeur se situe dans le système mécanique, mais aussi dans les données agricoles et photovoltaïques qui sont tirées de la pratique sur le terrain, assure Mathieu Debonnet. C’est ainsi que l’on pourra tirer tous les bénéfices agronomiques de l’ombrage tournant : baisse de température sous l’ombrière en période estivale, diminution de l’amplitude thermique, des risques de gel printanier et de l’évapo-transpiration, amélioration des rendements fourragers et du bien-être animal… ». En effet, l’ombrage partiel et tournant qui permet la maîtrise de l’ensoleillement des cultures, pourrait permettre d’économiser jusqu’à 30 % d’eau, un atout majeur dans un contexte de changement climatique qui touche déjà de plein fouet le monde agricole.