L’impact de l’agrivoltaïsme sur les propriétés des sols

D’après pv magazine International

Une équipe de chercheurs indonésiens a publié une revue complète sur l’impact des systèmes agrivoltaïques sur les propriétés des sols. Leurs travaux montrent que ces installations influencent non seulement les cultures et le microclimat, mais aussi les processus fondamentaux qui régissent le fonctionnement des sols et la productivité des terres à long terme. Les résultats ont été publiés dans la revue Advances in Agronomy sous le titre « Impacts des systèmes agrivoltaïques sur les propriétés des sols et la pédogenèse : une revue ».

« Notre revue permet de clarifier des résultats apparemment contradictoires dans la littérature : les sols situés directement sous les panneaux photovoltaïques sont généralement plus secs que les zones environnantes. Les cas signalant une humidité plus élevée s’expliquent souvent par des périodes de suivi trop courtes, des systèmes irrigués ou une accumulation d’eau au niveau des lignes d’égouttement des panneaux, et non par les conditions réelles sous les modules », explique l’auteur principal, Budiman Minasny.

Les chercheurs ont analysé les études scientifiques les plus récentes portant sur les effets des panneaux solaires et des systèmes agrivoltaïques sur les propriétés chimiques, biologiques et physiques des sols. Il ressort que les sols situés sous les panneaux connaissent généralement une évaporation réduite, des amplitudes thermiques plus faibles et une dynamique de l’humidité modifiée. La configuration des panneaux (hauteur, espacement, orientation) crée des conditions très hétérogènes, avec une humidité souvent plus élevée entre les rangées et le long des lignes d’écoulement.

Compactage des sols et diminution du carbone organique

L’étude montre également que si l’agrivoltaïsme peut améliorer l’efficacité d’utilisation de l’eau par les cultures, l’installation de panneaux peut entraîner un compactage des sols et une diminution du carbone organique. L’ombrage modifie les régimes d’humidité et influence l’abondance, la diversité et l’activité des communautés microbiennes, avec des effets en cascade sur les cycles des nutriments. Dans certains contextes, ces changements affectent même les processus de formation des sols, notamment par une réduction du lessivage et un risque accru d’accumulation de sels.

Les panneaux photovoltaïques modifient l’hydrologie locale en interceptant et en redistribuant les précipitations, créant trois zones distinctes :

des zones ouvertes recevant des pluies normales ou un ruissellement accru ;
des zones abritées sous les panneaux, où les précipitations sont réduites ;
des lignes d’égouttement où l’eau concentrée peut dépasser les apports naturels.

Ces différences influencent l’humidité des sols, les rendements agricoles et les schémas de ruissellement.

Les chercheurs soulignent que les prairies fleuries et les plantes de petite taille cultivées sous les panneaux peuvent accroître les apports en carbone et la biomasse microbienne. L’ombrage et le microclimat modifié peuvent également favoriser la faune du sol, même si une baisse de diversité est parfois observée directement sous les modules.

La revue confirme que la redistribution des pluies crée des zones plus humides au niveau des lignes d’égouttement et des sols plus secs sous les panneaux. Ces derniers présentent souvent une humidité, un carbone organique et une activité microbienne plus faibles, ainsi qu’un pH et une salinité plus élevés. À l’inverse, les espaces entre les rangées maintiennent généralement une fertilité plus élevée et une meilleure croissance végétale, illustrant la forte hétérogénéité spatiale induite par ces systèmes.

Des impacts à long terme incertains

L’ombrage réduit par ailleurs la température des sols, l’évapotranspiration et le stress hydrique dans les régions arides. Un ombrage partiel peut même améliorer la photosynthèse et l’efficacité d’utilisation de l’eau pour certaines cultures. Les modifications de la lumière et des conditions édaphiques influencent également la croissance racinaire, l’architecture des racines et les interactions microbiennes dans la rhizosphère, avec des conséquences sur la mobilisation des nutriments et l’activité biologique globale du sol.

Les chercheurs identifient enfin plusieurs paramètres de conception (hauteur et espacement des panneaux, orientation, systèmes de suivi) comme déterminants pour l’humidité, la température et la biodiversité des sols. Ces effets interagissent avec le choix des cultures, l’irrigation, le travail du sol ou encore l’intégration de l’élevage, façonnant le microclimat et les dynamiques pédologiques.

« Pour que l’agrivoltaïsme concilie production d’énergie propre et alimentation durable, les installations photovoltaïques doivent être soigneusement conçues, les pratiques agricoles adaptées et l’état des sols suivi en continu, conclut Budiman Minasny. Si les résultats varient selon le climat, la configuration des panneaux, l’historique d’usage des terres et les stratégies de gestion, des systèmes bien conçus peuvent améliorer la santé des sols, notamment dans les régions dégradées ou arides. Les impacts à long terme sur l’évolution des sols restent toutefois incertains et nécessitent des recherches supplémentaires ».

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