Serres photovoltaïques Générer de l’électricité sans nuire au parcours technique

Les inconvénients des serres photovoltaïques sont connus, à commencer par les contraintes pénalisantes liées au climat. Mais les conflits entre production végétale et production­ d’énergie pourraient s’effacer. Certes, les panneaux forment un écran à la lumière na­turelle, mais tout dépend de la com­po­sition du panneau photovoltaïque et de son positionnement. La compétition pour l’accès aux rayons solaires est simplifiée grâce à de nouveaux fournisseurs en diversification, le transfert de technologie et l’interdisciplinarité.

Solar Cloth System, à Mandelieu-La Napoule (06), spécialiste de l’alimentation solaire sur base textile pour la compétition nautique, a contacté l’Inrae­ de Sofia Antipolis (06). Une ex­périmentation sur rosiers y a été conduite. En mai 2018, un brevet pour un écran d’ombrage solaire 100 % souple, fin et enroulable­ (cellules CIGS) a été cosigné avec l’organisme.

Un projet débute avec l’UMT Florimed, en supplément de deux études en serres – légumes et ornement – avec l’Ademe et d’une collaboration avec Richel, fabricant de serres en plastique. L’entreprise re­ven­dique­ comme première cible­ commer­ciale les gros producteurs de la péninsule arabique, une zone soumise au rayonnement solaire intense et à la sécheresse. Avec le réchauffement climatique, les besoins deviendront à l’avenir identiques dans le sud de l’Europe.

Agrivoltaïsme dynamique

Le manque d’équilibre dans les solu­tions existantes entre productions agricole et électrique est à l’origine du concept d’agri­voltaïsme dynamique. Il a recours à des pan­neaux mobiles avec un pilotage intelligent (traceurs couplés à un logiciel) en fonction des besoins physiologiques de la plante, des prévisions météo durant la journée et des techniques culturales. Désormais, l’ombrage engendré par les panneaux est pris en compte. Auparavant, les besoins agricoles ne primaient pas, la plante devait s’adapter.

Le Sun’Agri de Sun’R, à Paris (75), a été primé­ au Salon des techniques viticoles Si­tevi à l’automne 2019. Ce système agri­­vol­taïque issu de travaux avec l’Inrae est actuellement dans une phase de dé­mons­tration en production­ par le biais du programme collaboratif Sun’Agri 3. Les panneaux photovoltaïques bifaciaux de deu­xième génération assurent à la fois la protection et la régulation climatiques des cultures d’extérieur dans l’objectif de réduire les stress hydrique, radiatif, thermique et même gélif.

Une souplesse appréciée

Une adaptation du dispositif pour pépinières viticoles est envisagée pour l’horticulture et la pépinière d’ornement. Dans le même esprit, l’Asy-Tracker des Ets Barre­, à Clairac (47), fusionne leur serre asymétrique orientée vers le soleil avec un sys­tème de tracking en collaboration avec Sun’R. Les panneaux photovoltaïques de deu­xième génération séduisent par la four­­niture sur mesure, la pose simplifiée et, pour certaines technologies, la flexibilité.

La flexibilité totale est une innovation de rupture pour la troisième génération, celle­ des panneaux photovoltaïques organiques (PVO, ou OPV en anglais) issus de l’électronique imprimée. Elle utilise l’impression sur un support organique souple et non plus l’inclusion ou l’impression sur du silicium. Le taux de rendement de conversion des PVO est à l’heure actuelle plutôt faible. Les différents fournisseurs travaillent à le rapprocher de celui des première et deuxième générations.

Asca, le film photovoltaïque ultrasouple (rayon de courbure de 2,5 cm) et ultrafin (450 g/m²) en polymère organique d’Armor, à Nantes (44), tire parti d’un brevet de diversification de cet imprimeur devenu leader mondial de l’enduction sur films minces. En juillet 2019, un démonstrateur a été installé avec un module « prêt à coller » en façade et en toiture sur une serre maraîchère en Loire-Atlantique.

Ombrières en pépinière

Les panneaux photovoltaïques en verre laminé de Reden Solar, à Roquefort (47), se posent sur une serre en verre – comme aux Pépinières Vivier à Penol (38) – ou en extérieur. Un essai sur raisin de table en sol se rapproche des conditions d’une ombrière. À noter le montage financier original : la serre verre Venlo du constructeur Van der Hoeven appartient à Reden Solar, qui la met en location avec un bail de trente ans. Le producteur n’a donc aucun investissement à réaliser et peut devenir propriétaire à la fin du bail.

Il ne faut pas négliger le coût des assu­rances, celui du nettoyage des couver­tures (parfois mixtes en photovoltaïque et verre ou plastique !) et du recyclage. Au-delà du seul rendement électrique, c’est tout le bilan énergétique global de l’exploitation qu’il faut considérer, puis son modèle économique.

Linda Kaluzny-Pinon