Les installations agrivoltaïques offrent une protection contre les aléas climatiques – comme les fortes chaleurs ou les précipitations intenses – tout en favorisant la biodiversité par la création de micro-habitats pour les pollinisateurs. Néanmoins, leur succès dépend d’une gestion rigoureuse de l’ensoleillement : trop d’ombre compromettrait les cultures, tandis qu’un positionnement inadapté des panneaux réduirait la production électrique.
Dans les régions arides, ces dispositifs ont déjà démontré leur capacité à augmenter la production florale et à étaler les périodes de floraison, soutenant ainsi les pollinisateurs tardifs. Parallèlement, le microclimat généré sous les panneaux améliore leur rendement énergétique, créant un cercle vertueux. Pour autant, chaque culture exige un équilibre lumineux spécifique, nécessitant des stratégies de contrôle personnalisées.
Les trackers solaires à axe horizontal (HSAT), capables d’ajuster l’inclinaison des panneaux au fil de la journée, représentent une piste clé pour maximiser cette synergie. Leur pilotage dynamique permet de moduler l’exposition des cultures au rayonnement tout en maintenant une production électrique compétitive. Une étude publiée dans le Journal of Photonics for Energy explore cette approche à travers un cas concret : des vergers de pommiers en Allemagne du Sud-Ouest.
Les chercheurs ont développé une méthodologie de positionnement des panneaux basée sur des cibles d’irradiation précises, adaptées aux besoins des pommiers. Contrairement aux méthodes traditionnelles – comme les filets anti-grêle – qui imposent une ombre fixe, ce modèle intègre des simulations détaillées de l’ensoleillement. L’outil APyV (Agrivoltaic Python-based Virtual) utilise des techniques de ray tracing pour calculer la distribution du rayonnement solaire et son impact sur les cultures et les panneaux.
Cette approche permet d’automatiser l’optimisation des systèmes agrivoltaïques en fonction de critères agronomiques et énergétiques. Les simulations révèlent qu’un positionnement dynamique des panneaux pourrait fournir 91 % de la lumière nécessaire aux pommiers sur l’année, pour une réduction modérée de 20 % de la production électrique. L’outil APyV se distingue par sa capacité à modéliser finement les interactions entre les panneaux et les cultures. Il intègre des modèles agricoles spécifiques, permettant de simuler l’impact de chaque configuration sur la photosynthèse et le rendement énergétique. Cette modularité ouvre la voie à des applications variées, des vignobles aux cultures maraîchères, en adaptant les paramètres à chaque contexte. Au-delà des vergers, cette recherche ouvre des perspectives pour d’autres filières agricoles. Les systèmes agrivoltaïques pourraient ainsi s’adapter aux cultures pérennes – comme la vigne – ou aux cultures annuelles exigeantes en lumière. Les retombées économiques sont également significatives : en respectant les seuils de rendement agricole requis pour les subventions, ces installations deviennent financièrement viables pour les exploitants.
SPIE : https://www.spie.org/news/growing-solar-optimizing-agrivoltaic-systems-for-crops-and-clean-energy
