L’agriculture, source d’énergie

La filière fruits et légumes est un petit acteur de la production d’énergies renouvelables, mais des installations continuent à se construire. Il s’agit principalement de production de chaleur pour des serres ou d’électricité via des panneaux photovoltaïques.

Publié le 17 novembre 2020 - Par Rédaction Réussir

Les panneaux photovoltaïques sont les installations de production d’énergies renouvelables qui devraient le plus se développer en nombre, selon le rapport de l'Ademe.

« L’agriculture produit 20 % des énergies renouvelables françaises », selon un rapport de l’Ademe datant de 2015. Les grandes cultures sont loin devant les autres filières, avec principalement la production de biocarburant et les parcs éoliens. Dans la filière fruits et légumes, des installations existent mais le total de l’énergie produite reste encore anecdotique. Il s’agit surtout de production de chaleur par biomasse, par géothermie, d’installations photovoltaïques et de méthaniseurs (voir encadré). Les serres chauffées sont l’un des principaux acteurs de la filière à être producteur d’énergies renouvelables, essentiellement pour l’autoconsommation de chaleur. « Près de 15 % du parc de serre était chauffé par de la biomasse en 2016, précise Ariane Grisey du CTIFL. Moins de 1 % des serres le sont par de la géothermie. » Le solaire thermique est aussi à l’essai en France, quatre à cinq projets ont été déposés auprès de l’Ademe. Mais quelques centrales existent déjà dans le monde. « Au centre CTIFL de Balandran, un projet est prévu avec Eiffage Energie Systèmes pour tester une petite centrale thermique au sol qui pourrait produire à minima 30 % des besoins de chaleur de la serre », détaille l’ingénieure. Elle permettra de chauffer en partie la serre l’hiver et de la déshumidifier. « Afin de valoriser l’eau chaude produite en été, elle peut être utilisée pour le séchage de produits agricoles, ou être envoyée dans un groupe à absorption pour faire du froid », poursuit-elle.

Emergence de l’agrivoltaïsme

Mais parmi les énergies renouvelables, c’est le photovoltaïque qui semble avoir le plus bel avenir en termes de nombre d’exploitations équipées. L’Ademe estimait en 2015 à plus de 11 000 le nombre d’exploitations équipées (toutes filières confondues). « Pour les agriculteurs, les modèles de panneaux photovoltaïques sur moyennes et grandes toitures pour vente d’électricité sont bien développés, et ceux en autoconsommation sont en développement. De manière générale, le photovoltaïque permet une bonne valorisation économique de surfaces improductives (toitures) », notait le rapport de l’Ademe. L’agence prévoit, dans ses scénarios prospectifs, près de 200 000 exploitations équipées en photovoltaïque en 2050. La grande majorité serait des installations sur toiture de faible puissance, les centrales au sol entrant en compétition avec les cultures. L’installation de panneaux photovoltaïques fixes sur des serres maraîchères, constructions estimées à 400 ha, a des résultats agronomiques variables selon les cultures. Un certain nombre de ces serres photovoltaïques sont vides aujourd’hui, faute de rendements agricoles satisfaisants dessous. L’avenir se construit autour du concept d’agrivoltaïsme : des systèmes qui privilégient la culture avant la production d’électricité. Il s’agit de projet de panneaux photovoltaïques dynamiques ou encore d’écrans d’ombrage photovoltaïques au-dessus de cultures, en maraîchage comme en arboriculture. La plupart des systèmes sont encore au stade d’essai mais leur objectif est d’apporter de l’ombrage à la culture, avec les panneaux ou écrans, quand elle est en besoin et non pas d’adapter la culture à un ombrage. Une condition sine qua non afin d’éviter que des surfaces agricoles ne soient uniquement utilisées pour la production énergétique au détriment de la production alimentaire.

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Des serres pour valoriser la chaleur

Dans le secteur des serres chauffées, l’optimisation énergétique du chauffage est un point clef. Or, de nombreux processus industriels (centrales électriques, métallurgie, incinération, distilleries, data centers…) génèrent de grandes quantités d’eau tiède, en général issues des circuits de refroidissement. Cette énergie fatale peut être valorisée et utilisée pour le chauffage des serres souvent à des prix intéressants. Les serres utilisant de l’énergie fatale représentent 6 % du parc. « Les possibilités de développement sont cependant réduites, les serres doivent être déplacées et construites près de ces industries et le foncier manque souvent dans ces zones d’activité, témoigne Ariane Grisey du CTIFL, spécialiste du sujet. Il existe aussi quelques serres qui ont été construites près d’un méthaniseur où la chaleur produite par la cogénération est récupérée. »

En pratique :

Sept types d’énergie sont produits dans le périmètre agricole :

Les biocarburants, avec le bioéthanol et le biodiesel,

La méthanisation, qui se fait à la ferme ou de façon centralisée,

L’éolien,

Le photovoltaïque, avec des centrales au sol, sur des bâtiments ou au-dessus des cultures,

Les pompes à chaleur en aérothermie ou géothermie,

Le solaire thermique,

La biomasse qui produit de la chaleur.

D’autres utilités que la production d’énergie

Gérer les déchets

La société Boyer (Tarn-et-Garonne) s’est équipée en 2011 d’un méthaniseur pour économiser sur la gestion des écarts de tri. « La première économie est celle de la non prise en charge de nos déchets, dont le coût était de 110 €/t », témoigne Valérie Doussaint, directrice des services généraux de la SAS Boyer. Avec 1 000 à 3 000 t de déchets produits par an, la facture était conséquente. La revalorisation de l’électricité produite par la cogénératrice de 104 kWh n’est « qu’une cerise sur le gâteau ». La revente de l’électricité permet un gain entre 30 000 € et 70 000 €/an. Le méthaniseur est un prototype à lit fixe (Hyfad) spécialement conçu pour fonctionner à base de déchets de fruits. Il permet de méthaniser jusqu’à 16 t par jour avec un apport progressif. La chaleur est valorisée dans le circuit de chauffage des logements des saisonniers. Le digestat solide qui représente 10 % est valorisé en compost dans les vergers. Le digestat liquide est envoyé dans des bassins d’épuration et l’eau qui en sort sert à arroser les espaces verts de l’entreprise.

Protéger des intempéries

La technologie Sun’agri est née d’un programme de recherche à l’initiative de la société Sun’R, l’Inrae, ITK et Photowatt. Elle consiste en un système de panneaux photovoltaïques dynamiques positionnés au-dessus des cultures. Ce système doit assurer un rendement optimum des cultures tout en les protégeant contre les stress dus au sur-ensoleillement, au gel ou à la pluie, et donc potentiellement améliorer la qualité de la récolte. La production d’électricité arrive en second plan avec un pilotage des panneaux qui se fait prioritairement en fonction des besoins en lumière et en ombrage de la plante. Le pilotage est assuré par un logiciel qui prend en compte plusieurs données d’entrée : le modèle de croissance de la culture, les données météorologiques, les données végétales mesurées à la parcelle et les objectifs agricoles du producteur. Les panneaux peuvent s’effacer complètement et ainsi ne pas faire d’ombre à la culture. La structure portant les panneaux sert aussi de palissage et de support aux filets lorsqu’elle est implantée au-dessus d’un verger. Le projet, commencé il y a onze ans, en est dans sa phase de déploiement avec la construction de structures sur une quinzaine de sites en arboriculture, maraîchage et vigne sur le pourtour méditerranéen, en vallée du Rhône et en Aquitaine.

Limiter les pertes énergétiques sur le réseau

L’autoconsommation de l’électricité produite est un des objectifs de la Programmation pluriannuelle de l’énergie qui prévoit, en 2023, 200 000 sites photovoltaïques en autoconsommation tous secteurs confondus. Son intérêt réside dans une réduction de sa dépendance vis-à-vis du fournisseur d’énergie, notamment pour les hausses de prix à venir. Elle évite aussi les pertes énergétiques sur le réseau. L’électricité produite ne passe alors jamais les portes du compteur tant qu’elle est consommée sur l’exploitation. Un avantage à réfléchir lorsque l’exploitation se trouve en bout de ligne et que des frigos tournent une partie de l’été. L’entreprise Urban Solar Energy accompagne les entreprises pour dimensionner leurs installations photovoltaïques pour l’autoconsommation, et surtout propose une « batterie virtuelle ». Il s’agit pour elle de réinjecter sur le réseau l’énergie produite en surplus par une installation d’autoconsommation et de restituer la quantité produite à un autre moment. Cette restitution ne coûte alors au producteur que le prix du transport et les taxes.