Agrivoltaïsme : Etude de l'effet des panneaux photovoltaïques bifaciaux sur le cycle cultural de légumes sur la parcelle agroforestière de wasabi

Abstract

L’agrivoltaïsme renvoie à la double utilisation d’une même surface terrestre pour produire de la nourriture et l’énergie photovoltaïque. Ce concept encore peu développé présente cependant plusieurs avantages. Les panneaux offrent une protection des plantes contre les conditions climatiques extrêmes et permettent d’optimiser l’utilisation de l’eau. Nous avons étudié dans ce sens le dispositif mis en place sur la plateforme agroforestière de WASABI, afin d’appréhender l’impact des panneaux photovoltaïques sur la croissance de légumes en culture maraichère. Trois légumes (laitues, haricots verts et courgettes) ont été étudiés. Les laitues et les haricots étaient repartis en 4 bandes (Ouest, mi-Ouest, mi-Est et Est) distante des 2,5 m l’une de l’autre de chaque côté des panneaux. Les courgettes étaient cultivées au centre des structures de panneaux solaires. Pour réaliser l’expérience, quatre modalités dont 3 (horizontale, modulable et verticale) étaient constituées chacune de 2 structures de PV bifaciaux, et une (le témoin) constitué de 2 structures non équipées de panneaux ont été testées en association avec les bandes. L’effet de l’ombre sur les rendements a été étudié sur la parcelle. Les meilleurs rendements de laitues et haricots ont été observés sur la modalité verticale pour les bandes Ouest et mi-Ouest. Les rendements de laitues sur cette modalité sont respectivement de 31% et 8,8% plus élevés par rapport à la modalité témoin pour les mêmes bandes. C’est sur la bande mi-Est que nous avons le moins de variation entre les rendements de nos 4 modalités. Le rendement de l’horizontale est plus élevé de 1,83% du témoin. Et par rapport aux modalités verticale et modulable le témoin est plus élevé de respectivement 8,51 et 12,27%. Pour les courgettes, le meilleur rendement a été observé sur les modalités verticale et témoin. Les rendements sur la verticale sont respectivement 51,20 et 52,66 % plus élevés par rapport aux modalités horizontale et modulable. Ces différents résultats ont permis de constater que les facteurs tel que l’ombre, le tassement du sol ont un impact sur la productivité des plantes. Il ressort du bilan économique réalisé la nécessité de réduire les dépenses d’exploitations, principalement ceux lié au temps mis pour la récolte. Il se révèle aussi important d’aller plus en profondeur dans l’étude de ce bilan avec les informations essentielles, afin de pouvoir appréhender la rentabilité de ce système agrivoltaïque.

Agrivoltaics refers to the dual use of the same land surface to produce food and photovoltaic energy. It still relatively undeveloped but offers several advantages. The panels protect plants from extreme weather conditions and optimize water use. In this work, we studied the system set up on the WASABI agroforestry platform, to assess the impact of photovoltaic panels on the growth of vegetables in market gardening. Three vegetables (lettuces, green beans, and zucchinis) were studied. Lettuce and beans were planted in 4 bands (west, mid-west, mid-east and east) 2.5 m from each other. Zucchini were grown in the center of the solar panel structures. To carry out the experiment, 4 modalities were tested in association with the strips, 3 of which (horizontal, modular, and vertical) each consisting of 2 bifacial PV structures, and one (the control) consisted of 2 structures without panels. The effect of shade on yields was studied on the plot. The best lettuce and bean yields were observed on the vertical modality for the West and mid-West bands. Lettuce yields on this modality were respectively 31% and 8.8% higher than the control for the same bands. It's on the mid-East strip that we have the least variation between the yields of our 4 modalities. The horizontal yield is 1.83% higher than the control. And compared with the vertical and modulable modalities, the control is higher by 8.51 and 12.27% respectively. For zucchinis, the best yields were observed on the vertical and control modalities. Vertical yields were 51.20 and 52.66% higher than horizontal and modulable yields respectively. These results show that factors such as shade and soil compaction have an impact on plant productivity. The economic results show the need to reduce operating costs, especially those linked to harvesting time. It is also important to take a closer look at studying this balance sheet with the essential information, to assess the return on investment of this agrivoltaic system.