D’après pv magazine International
Un groupe de chercheurs de l’Université de Lorraine a analysé l’impact des centrales photovoltaïques au sol sur la croissance de plantes dites hyperaccumulatrices dans des friches industrielles polluées. Ils ont découvert que les panneaux solaires jouent un rôle protecteur pour ces plantes, capables d’absorber et d’accumuler dans leurs parties aériennes des éléments traces métalliques (ETM), récupérables ensuite à des fins industrielles. Leurs conclusions sont disponibles dans l’article « What is the optimal configuration for integrating hyperaccumulating plants with photovoltaic systems to enhance plant development and energy production? », récemment publié dans la revue Applied Energy.
L’utilisation de ces plantes pour restaurer des milieux anthropisés comme les terrains industriels désaffectés est appelée « agromine », procédé qui consiste à cultiver, sur des sols contaminés par des métaux, des plantes particulières, capables d’accumuler ces métaux dans leurs feuilles, puis à extraire ces métaux pour les usages industriels. « Ces plantes sont capables d’absorber les ETM biodisponibles par leurs racines, puis de les transloquer vers leurs parties aériennes où ils sont stockés sous des formes non toxiques, expliquent les scientifiques, en précisant que les ETM les plus couramment présents dans les sols contaminés sont l’arsenic (As), le cadmium (Cd), le cuivre (Cu), le plomb (Pb) et le zinc (Zn). Ce procédé est bien accueilli par le public, et son principal avantage reste son faible coût comparé aux méthodes classiques de dépollution des sols. »
Les travaux de recherche se sont concentrés sur une espèce particulière de plante hyperaccumulatrice, Noccaea caerulescens, couramment utilisée pour l’accumulation du cadmium (Cd). Le dispositif expérimental a ainsi été mis en place à Bourget-du-Lac, dans la région Auvergne-Rhône-Alpes, à l’est/sud-est de la France. Il comprenait une installation photovoltaïque au sol composée de trois rangées de modules PV orientés plein sud, opaques et semi-transparents, inclinés à 30° et surélevés de 0,8 mètre. Les modules étaient espacés de 11 mètres pour éviter les ombrages indésirables. Les essais ont été menés pendant quatorze semaines, de juillet à novembre 2023.
Image : Dumelow, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
Les chercheurs ont utilisé des modules PV de 290 W du fabricant allemand SolarWorld (dénommés OP1 pour l’expérience), des panneaux de 285 W du fabricant japonais Panasonic (OP2), ainsi que des modules bifaciaux semi-transparents de 410 W du fabricant chinois Jolywood (ST). Le groupe a utilisé des thermocouples de type T pour mesurer la température des modules, un capteur mesurant le flux photonique photosynthétique (PPF) dans le spectre de rayonnement actif pour la photosynthèse (PAR) au niveau du couvert végétal, un anémomètre pour la vitesse du vent, un pyranomètre pour le rayonnement global, et un capteur abrité pour la température et l’humidité de l’air ambiant.
Les résultats ont montré que les panneaux solaires ont un effet positif en protégeant les plantes d’un rayonnement solaire « intense », avec une biomasse végétale ayant crû jusqu’à trois fois plus sous les panneaux que dans les zones de référence sans modules. En outre, les plantes cultivées sous les modules PV ont montré une capacité de conversion efficace de l’énergie solaire jusqu’à 18 fois plus élevée.
« Les résultats ont montré que le couvert végétal partiellement exposé au soleil développait des mécanismes de défense potentiels contre le rayonnement solaire intense, tandis que celui situé à l’ombre des modules photovoltaïques bénéficiait d’une protection optimale favorisant son développement, ont assuré les chercheurs. Nous recommandons donc de cultiver Noccaea caerulescens à l’ombre de modules photovoltaïques opaques pendant les périodes de forte radiation solaire ».
Ils ont également constaté que l’évapotranspiration des plantes, grâce à son effet rafraîchissant, pouvait améliorer les performances des modules PV d’environ 18 %, notamment en conditions d’ensoleillement marqué. « Nous recommandons de prendre en compte le phénomène d’évapotranspiration dans la modélisation thermique des modules photovoltaïques et de leur production énergétique », ont-ils conclu.
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