Quel est l’effet des panneaux photovoltaïques sur les prairies ?

Une étude réalisée par l’Inrae Urep, et financée par JPEE et Photosol sur deux sites agrivoltaïques dans l’Allier et le Cantal a permis de mesurer l’impact des panneaux sur la qualité et la quantité de végétation. (Article mis à jour le 5 décembre 2023)

« L’agrivoltaïsme peut être une solution pour les prairies face au réchauffement climatique », a expliqué Cyrille Bouhier de l’Ecluse, directeur du pôle agricole chez Photosol, lors d’une conférence tenue lors du Space 2023 à Rennes. Il appuie ses propos sur une étude réalisée par l’Inrae Urep, et financée par JPEE et Photosol sur deux sites agrivoltaïques à Braize dans l’Allier et Marmanhac dans le Cantal.

Les deux installations sont différentes, celle de Marmanhac est moins dense (panneaux d’une largeur de table de 2,9 m et des inter-rangs de 1,85 m) que celle de Braize (panneaux de 3,5 m et des inter-rangs de 4 m), avec respectivement 41 % et 53 % d’empreinte du photovoltaïsme sur la prairie. Le site de Braize se situe en plaine et le sol y est sec et sableux. Marmanhac se caractérise par un climat de moyenne montagne (800 m d’altitude) avec un sol humide, limoneux et riche en matière organique.

Pendant deux ans, plusieurs relevés (mensuels) ont été effectués sur ces deux sites pour mesurer l’effet des panneaux sur différents éléments. D’abord, la température du sol sous panneaux est très inférieure à celle relevée dans les zones sans panneaux : – 3,2 °C à Braize en moyenne sur deux ans, et – 2,4 °C à Marmanhac. Et la différence s’accentue lors des mois d’été avec jusqu’à – 6,6 °C dans l’Allier et – 4,2°C dans le Cantal en moyenne sur un mois. De même l’humidité du sol est préservée en été sous les panneaux sur le site humide de Marmanhac alors que sur le site sableux de Braize, les niveaux d’humidités du sol sont aussi bas sous panneaux et en plein soleil.

La qualité de la prairie se détériore sous les panneaux mais ils permettent tout de même de conserver la quantité de biomasse

Du côté des points négatifs relevés par l’étude figure la qualité de la prairie. Elle se dégrade sous les panneaux et entre les rangées, du fait de l’effet d’ombrage en augmentant la quantité de sol nu ou de mousse. La diversité de la prairie est impactée (richesse spécifique plus faible sous panneaux) : les légumineuses ne résistent pas et ce sont les graminées qui vont dominer. « La densité de l’herbe est plus faible avec le développement de mousse en hiver », explique Cyrille Bouhier de l’Écluse. En effet, un cinquième de la surface est recouverte de mousse en inter-rangée sur les deux sites par rapport à la zone en plein soleil en moyenne sur deux ans et aussi sous panneaux sur Marmanhac. Sur Braize il y a 20 % de sol nu en plus sous panneaux.

En été, la réduction de l’assèchement de la végétation par deux permet une herbe beaucoup plus verte sous les panneaux.

Même quantité de biomasse sur l’année

Concernant la production de biomasse, les deux sites ne se sont pas comportés de la même façon sur l’année 2022 : à Braize, la production d’herbe sous panneaux s’est avérée plus élevée que sur la zone en inter-rang, à l’inverse de Marmanhac où la zone en inter-rangée a cumulé sur l’année plus de biomasse que la zone sous panneaux. « Quand on réalise la moyenne de la biomasse cumulée en inter-rangée et sous panneaux, et qu’on la compare avec celle cumulée en plein soleil, on obtient la même quantité de biomasse sur l’année par rapport à la zone en plein soleil  », poursuit Cyrille Bouhier de l’Ecluse.

Si la quantité de biomasse sur l’année dans les zones sous influence des panneaux (moyenne inter-rangée et sous panneaux) n’est pas modifiée par rapport à la zone en pleine soleil, on observe tout de même une hétérogénéité locale de production. Néanmoins, il y a un lissage de la pousse de l’herbe sous les panneaux. Celle-ci peut démarrer plus tôt en fonction de l’année, le pic de printemps est moins élevé sous panneaux – avec un effet ombrage limitant à cette période de l’année – mais l’été, la production d’herbe se poursuit et elle redémarre également mieux à l’automne.

Dernier aspect mesuré par l’étude : la qualité de la végétation. « On a mesuré 40 à 50 % d’azote en plus dans l’herbe sous les panneaux en moyenne sur deux ans, avec aussi plus de fibres (+ 3 à 16 en fonction du site %) », explique le représentant de Photosol, qui note cependant un bémol : jusqu’à 10 % de carbone en moins sous les panneaux.

« Sous les panneaux, on a une végétation plus protéinique. Alors que sur les zones d’inter-rangée, en pleine lumière, on a moins de fibres, mais une végétation plus énergétique, plus facile à digérer. Finalement, sur un parc agrivoltaïque, on a une diversité fourragère qui permet une production d’herbe étalée sur toute l’année. »