L’article d’Alexis Pascaris de l’université du Michigan aborde le sujet de l’impact environnemental de l’agrivoltaïsme de manière relativement originale. Son étude vise ainsi à simuler l’impact environnemental, à savoir le coût carbone et la consommation en énergies fossiles, de 3 systèmes mêlant production d’énergie et élevage de lapin (cuniculture). Tous ces systèmes visent les mêmes objectifs de production, mais à travers des moyens différents :
– Le premier scénario est celui de l’agrivoltaïsme, combinant sur une même surface la production d’électricité photovoltaïque et l’élevage de lapins valorisant uniquement l’herbe sous panneaux (un scénario alternatif considérant 25% de concentrés dans la ration a également été réalisé à posteriori).
– Le second scénario sépare les deux ateliers, en considérant une centrale photovoltaïque classique au sol, et un atelier d’élevage cunicole hors sol classique.
– Le troisième scénario met en scène une production électrique classique, correspondant au mix énergétique actuel de l’état du Texas, et un atelier d’élevage hors sol classique.
Chaque scénario est simulé et analysé en prenant en compte la totalité du cycle de vie des systèmes étudiés, de l’extraction de la matière première jusqu’à la fin de l’exploitation, soit 30 ans. Seuls le recyclage et le traitement des structures ne sont pas pris en compte. Sans surprises, le scénario sans photovoltaïque présente de très loin les valeurs d’émission et de consommation d’énergies fossiles les plus importantes, jusqu’à 15 fois plus que les deux autres scénarios.
L’intérêt de l’étude se porte donc plutôt sur la comparaison de ces derniers, et si un système agrivoltaïque peut présenter un avantage environnemental significatif par rapport au photovoltaïque seul.
Et l’article répond par un oui à cette question. La simulation montre que le système agrivoltaïque est le plus vertueux, avec 69% d’émissions en moins et une diminution de 82% d’utilisation des énergies fossiles par rapport à son cousin.
La quasi-totalité de cette différence provient de l’élevage hors sol des lapins dans le scénario photovoltaïque simple, dont l’alimentation dépend quasi exclusivement d’un aliment concentré. La fabrication de ce dernier utilise des matières premières provenant essentiellement des Pays-Bas, et c’est ce transport qui représente le plus grand impact environnemental.
La gestion photovoltaïque sans élevage de ce même scénario présente peu d’impacts sur les émissions carbonées, ce qui semble plutôt vertueux au premier abord. Cependant, l’auteur met en évidence que l’entretien des panneaux dans ce système fait appel à de nombreuses applications d’herbicides pouvant être nocifs à long terme pour la biodiversité, la fertilité du sol et la qualité des eaux. Ces conséquences, qui ne sont pas prises en compte dans la simulation, mettent d’autant plus en évidence l’avantage environnemental de l’agrivoltaïsme comparé à une centrale au sol classique.
Ce constat met également en évidence la limite des systèmes d’évaluations environnementaux utilisés actuellement pour analyser un domaine technologique. Ces derniers ne se basent souvent que sur le carbone pour évaluer l’impact d’un système et tendent à gommer les problématiques de pollution et d’érosion de la biodiversité.
Pour finir, il est vrai qu’un élevage cunicole nourri uniquement à l’herbe est très improbable, ne serait-ce que parce que l’herbe ne peut pas être disponible en abondance et en qualité toute l’année. Cependant, la simulation d’un système alternatif, où 25% de l’alimentation serait basé sur des concentrés, ne montre qu’une très faible augmentation de l’impact environnemental du système (+5% d’émissions), ce qui laisse sa palme au scénario agrivoltaïque. Pour conclure, l’étude permet de valider l’intérêt environnemental d’un système agrivoltaïque basé sur l’élevage d’herbivore (lapins ou ruminants) par rapport à une centrale au sol classique et un élevage déconnectés. L’analyse de ces scénarios peut paraître assez simpliste et évidente, mais la quantité de variables nécessaires à leur réalisation nous montre la complexité des tenants et aboutissants qui font la valeur environnementale d’un système agrivoltaïque. On voit l’intérêt de poursuivre et compléter ce genre de modélisations, en faisant varier les matériaux, leurs origines, le type d’élevage, en ajoutant un aspect économique et social, ou en changeant le type d’installation. Si l’article étudié ne se concentre que sur 3 scénarios, on peut imaginer les milliers de possibilités que de telles études pourraient permettre de comparer.
Source
Life cycle assessment of pasture-based agrivoltaic systems: Emissions and energy use of integrated rabbit production.
2021Alexis S. Pascaris, Rob Handler, Chelsea Schelly, Joshua M. Pearce10.1016/j.clrc.2021.100030Cleaner and Responsible Consumption