Agrivoltaïsme : tout savoir sur la ferme agrivoltaïque en 2023

La filière photovoltaïque a le soleil en poupe !

La location de terres agricoles pour installer des fermes agrivoltaïques est une pratique en plein développement, qui offre des perspectives de rétribution financière intéressantes. Afin de lever les réticences du monde agricole, légitimement inquiet de perdre ses terres au profit de l’énergie, la tendance actuelle vise à un meilleur encadrement des pratiques.

Plus que jamais, il est question de partenariat entre l’industrie photovoltaïque et le monde agricole. 

Coupler la production agricole à la production d’énergie solaire.

Il faut remonter aux années 80 pour voir apparaître les premières expériences de ce qui est aujourd’hui qualifié d’agrivoltaïsme. Le terme, contraction d’agriculture et de voltaïsme, apparaît pour la première fois en 2011.

Le principe ? Proposer aux propriétaires une location de leurs terres agricoles pour y installer des panneaux photovoltaïques en co-usage avec l’activité agricole, qui reste principale.

Si les toutes premières expériences (notamment en serres photovoltaïques) n’ont pas toujours été concluantes, on voit aujourd’hui émerger de réels projets vertueux, gagnant-gagnant, où le concept même d’agrivoltaïsme prend tout son sens.

En pratique, une ferme agrivoltaïque c’est quoi ?

Des panneaux solaires…

Une ferme agri-voltaïque, c’est une centrale photovoltaïque installée sur une terre agricole.

Il faut bien distinguer la ferme agrivoltaïque (ou agri-photovoltaïque), qui nous intéresse ici, de la ferme photovoltaïque, qui désigne une centrale installée au sol sur une terre non agricole.

Concrètement, une centrale est constituée en grande partie de panneaux solaires, dits photovoltaïques, eux-mêmes constitués d’un agrégat de cellules photovoltaïques. Ces cellules, au contact de la lumière du soleil, produisent de l’électricité.

Les panneaux sont principalement constitués de silicium, de verre, d’acier et d’aluminium. Ils résistent aux intempéries (notamment à la grêle) et s’auto-nettoient avec la pluie.

Ils sont de plusieurs types :

• panneaux photovoltaïques fixes, la plupart du temps orientés sud sous nos latitudes.
• panneaux mobiles montés sur des traqueurs pour suivre la course du soleil au fil de la journée.
• au sol ou en ombrières (positionnés en hauteur) pour permettre le passage des engins agricoles ou des animaux.
• sur flotteurs, pour être installés sur des plans d’eau.
• au besoin, ils peuvent être pilotables à distance.

Pour une ferme agrivoltaïque, les panneaux sont le plus souvent installés en lignes, avec un espacement de 6 à 13 mètres entre chaque rangée.

… Mais pas seulement.

Aux panneaux photovoltaïques s’ajoutent un certain nombre de composants :

• un onduleur pour transformer le courant continu (produit par la cellule photovoltaïque) en courant alternatif.
• un transformateur pour coupler la tension électrique produite à celle du réseau de distribution.
• des câbles électriques.
• un point de raccordement au réseau électrique, géré par Enedis.

Sur quel type de terrain agricole peut-on installer une ferme agrivoltaïque ?

Une ferme agrivoltaïque peut, en théorie, être aménagée sur presque tout type d’exploitation. 

Sur des terres d’élevage.

• Les pâturages dédiés à l’élevage des ovins sont particulièrement adaptés. La petite taille des moutons et des brebis permet d’installer les panneaux à environ 1 ou 1,5 mètre de hauteur.
• L’aménagement est possible pour l’élevage des bovins, mais demande de renforcer les structures et de les positionner à une hauteur plus conséquente.
• Sur des terres dédiées à l’aviculture, à l’apiculture et à la pisciculture.

Sur des terres de cultures.

• cultures maraîchères
• arboriculture
• viticulture
• grandes cultures
• etc.

Infographie : Quelles exploitations agricoles pour de l’agrivoltaïque ?

La production d’une énergie verte.

• L’installation d’une ferme agrivoltaïque permet de produire une énergie verte et décarbonée, puisque la production d’énergie ne nécessite aucune combustion.

• La durée de vie d’une centrale est estimée à 25-30 ans. A la fin de sa période d’utilisation, elle peut être entièrement démontée.

• Le silicium, le composant utilisé dans la technologie photovoltaïque, est produit à partir de sable, qui se trouve en abondance sur la planète.

• La production d’énergie solaire n’a aucune incidence sur les nappes phréatiques ou les eaux superficielles des terrains sur lesquels elle s’implante.

• C’est une technologie silencieuse, à la différence de l’éolien.

L’électricité produite est ensuite réinjectée dans le réseau de distribution électrique. 

L’investisseur, qui avance tous les frais de construction de la centrale et paye la location du terrain, se rémunère sur la vente d’électricité.

Enjeux 2023 autour de l’agrivoltaïsme.

Le podcast : tout savoir sur la ferme agri-voltaïque en 2023

Dans ce nouvel épisode du podcast de UNITe sur lélectricité verte, Xavier Permingeat nous parle de sa définition de l’agrivoltaïsme, des réticenses, des avantages et des méthodes de cette technique

Diversification énergétique et essor du photovoltaïque.

En 2018, le président Emmanuel Macron a formulé un objectif ambitieux : installer 100 GW d’énergie solaire en 2050, et atteindre la neutralité carbone à cette date. 

Pour atteindre cet objectif, la France souhaite :

• Réduire ses émissions de gaz à effet de serre
• Diversifier son mix énergétique, en développant les énergies renouvelableset en réduisant la part du nucléaire.

En 2021, tous les scénarios (Ademe, négaWatt) sur les possibles trajectoires nationales en matière de décarbonisation prophétisaient l’essor de la filière photovoltaïque dans le futur mix énergétique. La filière comptait alors 13 GW de capacité installée.

L’objectif dans un premier temps est de multiplier ce chiffre par 3, soit entre 35 GW et 40 GW en 2028.

Dans ce contexte, les terres agricoles constituent des opportunités intéressantes, d’autant plus que les terrains traditionnellement dédiés à l’installation de centrales au sol (anciennes carrières ou décharges, terrains en friche, etc…) se raréfient.

Fin 2021, environ 500 hectares de surface d’origine agricole étaient couvertes de parcs photovoltaïques. Aujourd’hui, il faut 1 à 2 hectares recouverts de panneaux solaires pour installer 1 MW. Ces estimations tendent à prouver qu’il suffirait de couvrir 0,7 % des terres agricoles pour atteindre l’objectif de 100 GW en 2050. 

Agrivoltaïsme ou agriwashing ? Les craintes du secteur agricole.

L’enthousiasme des développeurs s’est rapidement retrouvé confronté à la frilosité du secteur agricole. Le souvenir des expériences de méthanisation en Allemagne, et plus généralement la crainte de voir les terres agricoles perdre leur fonction première (produire de la nourriture) a suscité un certain nombre de réactions négatives.

A terme, la peur exprimée porte sur la confiscation du foncier agricole au profit de projets industriels.

Les agriculteurs craignent que la pratique n’aboutisse :

• à une artificialisation « déguisée » des terres

• à une explosion des prix (liée à la spéculation)

• à la priorisation de « l’énergie » sur « l’alimentaire »

• et à une plus grande difficulté à l’installation pour les jeunes agriculteurs

Par ailleurs, beaucoup d’élus locaux et de collectivités sont rebutées par l’impact paysager des centrales, même si cet impact demeure « aménageable ».

Des projets mieux définis et encadrés en 2023.

Points de définition.

Si la définition même de l’agrivoltaïsme est encore discutée, les acteurs de la filière s’accordent sur les points suivants :

• co-existence de deux activités, agricole et énergétique.

• L’agrivoltaïsme permet une synergie de fonctionnement entre une production électrique secondaire et une production agricole principale.

Cerise sur le gâteau :

• L’installation peut même offrir un avantage à l’agriculteur ou à l’éleveur: amélioration du bien-être animal, ombrage, protection contre les aléas climatiques (chaleur, vent, intempéries), meilleur rendement de certaines cultures, etc.

L’Ademe, l’Agence de la transition énergétique, insiste particulièrement sur le fait qu’une installation agrivoltaïque ne doit « induire ni dégradation importante de la production agricole quantitative et qualitative, ni diminution des revenus issus de la production agricole. »

Des avancées législatives.

Pour les acteurs de l’agrivoltaïsme, il est devenu nécessaire de faire obstacle aux « projets-alibis », qui ne visent in fine que la confiscation et à l’artificialisation des terres agricoles à des fins industrielles.

Une proposition de loi, approuvée par le Sénat à la fin du mois d’octobre 2022, a été débattue à l’Assemblée nationale le 5 décembre dernier. Elle vise à :

• Donner un cadre plus strict à la pratique de l’agrivoltaïsme.

• Donner des gages de responsabilités aux pouvoirs publics et aux porteurs de projets.

La proposition s’intéresse aussi à l’éligibilité de projets de fermes agrivoltaïques aux aides de la PAC(Politique Agricole Commune).

Une synergie de fonctionnement.

L’objectif n’est pas de soustraire des terres agricoles à leur vocation première, mais bien de faire coexister deux activités. 

D’une certaine manière, l’agrivoltaïsme s’inscrit dans la même démarche que l’agroforesterie, un système dans lequel la coexistence des arbres et des cultures apportent des bénéfices aux deux parties.

La production agricole demeure prioritaire. 

Développer un projet de ferme agrivoltaïque en 2023

Trouver le bon partenaire.

Le succès d’une ferme agrivoltaïque repose principalement sur la teneur du partenariat entre l’agriculteur ou l’éleveur et le développeur de solutions énergétiques. Il est primordial que les deux parties aient conscience des enjeux et des contraintes de l’autre, qu’elles communiquent et expriment leurs besoins.

L’installation de la ferme agrivoltaïque est conséquente à la définition d’un compromis de fonctionnement et de rentabilité entre les deux activités.

Bien choisir la structure.

Les contraintes liées à la présence d’animaux ou à l’activité agricole doivent être prises en compte, et ce dès la conception de la ferme agrivoltaïque. 

• Choix de tables fixes (généralement orientées au sud selon un angle de 20 degrés) ou de panneaux sur traqueurs mobiles qui vont suivre la course du soleil au cours de la journée.
• Hauteur minimale pour permettre le passage des engins agricoles et l’entretien éventuel du couvert végétal (re-semis, désherbage…)
• Prise en considération du risque de gêne ou de blessures pour les animaux (coins anguleux, panneaux positionnés trop bas qui peuvent engendrer des blessures au dos, etc.)
• Prise en compte de la technique de pâturage (pâturage tournant ou continu) afin d’anticiper la pose éventuelle de clôtures temporaires sur la parcelle.
• Structure au sol (choix de mono-pieux, bi-pieux, etc…)
• Protection des animaux et des hommes contre les équipements électriques. La présence de câbles est à évaluer avec attention, pour éviter tout risque d’électrocution (par grignotage des câbles), de blessures ou de pendaison accidentelle (si les animaux se prennent dans des câbles pendants).
• Possibilité d’outiller la ferme agrivoltaïque (abri, abreuvoirs, récupération des eaux de pluie pour l’arrosage, etc…)
• Système de sécurité et de protection contre les intrusions.
• Intégration paysagère (limitation de l’impact paysager, par la création et l’entretien de haies par exemple).

Les étapes d’un projet agrivoltaïque

Etudes préalables

• La première étape consiste à prendre contact avec un développeur, comme UNITe, pour discuter du projet.

• Le développeur va ensuite procéder à une étude de faisabilité et de rentabilité.

Démarches administratives

En France, les terres agricoles sont protégées et le cadre réglementaire est très strict. Les SAFER (Sociétés d’aménagement foncier et d’établissement rural) peuvent à tout moment bloquer le projet en préemptant le terrain si elles considèrent que le foncier échappe aux acteurs du monde agricole.

Le développeur s’occupe de toutes les démarches administratives, afin d’obtenir les autorisations nécessaires à la mise en œuvre du projet.

• Il s’assure de la compatibilité du projet avec le PLU (plan local d’urbanisme), qui régit l’attribution des parcelles selon leur nature (A – Agricole, N – Naturelle, U – Urbanisée, AU – À Urbaniser). Au besoin, il peut demander la modification de ces documents auprès des services d’urbanisme de la préfecture, avec l’aval de la commune.

• Dans certains cas, il faudra attendre les résultats d’enquêtes publiques et d’études d’impact environnemental (EIE), qui peuvent être exigées par la DREAL (Direction régionale de l’environnement, de l’aménagement et du logement).

Signature et exploitation

• Une fois les documents rassemblés (ce qui peut prendre de 6 mois à 3 ans), le développeur signe un accord foncier avec le propriétaire du terrain et la construction de la centrale peut commencer.

• Cet accord consiste la plupart du temps en  un bail emphytéotique, de longue durée, sur 30 à 40 ans.

Ce bail confère au développeur un droit réel sur le terrain, lui permettant de conserver la propriété de la centrale qu’il exploite. Dès lors, il paye un loyer au propriétaire du terrain. 

Ce loyer peut aller de 500 € à 10 000 € par hectare et par an (avec une moyenne autour de 2500 € / ha et par an).

Ferme agrivoltaïque : un partenariat gagnant – gagnant ?

Avantages de l’agrivoltaïsme

Avantages pour l’éleveur ou l’agriculteur

• • Dégager un revenu stable de la location de ses terres, sur une longue période.
  • Diversification des sources de revenus.

• Maintien de l’activité agricole.

• Tous les frais de construction, d’aménagement, d’exploitation et de maintenance de la ferme solaire demeurent à la charge du développeur, de même que le paiement de la taxe foncière.
• Possibilité de bénéficier d’aides fiscales.
• Bénéfices pour l’exploitation: ombrage pour les animaux, protection contre les aléas climatiques et les fortes chaleurs, hautes clôtures et filets qui protègent les animaux ou les cultures de toute prédation, protection contre les déjections (diminution du risque de transmission de la grippe aviaire), etc…
• Engagement dans une démarche de transition énergétique.
• A la fin du bail, possibilité de demander le démantèlement de la centrale ou de l’acquérir pour un euro symbolique.

Avantages pour le développeur

• Accès à de nouvelles surfaces pour construire
• Présence de l’éleveur ou de l’agriculteur sur place
• Image positive auprès du public et des collectivités.

Des centrales vertes et recyclables. 

• Production d’électricité verte, locale, durable, compétitive, sans dégrader l’activité agricole
• Réduction de l’empreinte carbone des exploitations
• La quasi-totalité des matériaux d’une ferme agrivoltaïque est recyclable, et le silicium peut être récupéré pour de nouveaux panneaux.

Inconvénients de l’agrivoltaïsme

• Éventuelles contraintes techniques et logistiques liées à la coexistence des deux activités sur la même parcelle
• Impact paysager

En conclusion.

Tout projet de ferme agrivoltaïque, pour réussir, doit être sérieusement réfléchi. Le contexte actuel tend à rassurer les acteurs de cette filière prometteuse, pour proposer un agrivoltaïsme vertueux qui ne s’effectue pas au détriment du secteur agricole.

UNITe, fier d’une expérience de 35 ans dans les énergies vertes, a particulièrement à cœur de développer des partenariats sereins avec les propriétaires des terres agricoles, afin de mener à bien des projets gagnants-gagnants sur le long terme.