Interactions entre potentiel photovoltaïque et usage agricole du sol

Synthèse

Cet article propose une méthodologie pour évaluer le potentiel technique des projets de centrales solaire (soit > 1 MW). Différentes méthodologies et outils ont déjà été utilisées pour évaluer ce potentiel : 

• Analyse multicritère dans un modèle de système d’information géographique (SIG) pour déterminer quelles classes d’occupation du sol ont un fort potentiel de ressource solaire et quelles zones sont adéquates pour fermes solaires et éoliennes. (Janke, 2010)
• Système d’aide à la décision pour la sélection de sites optimaux pour l’installations de centrales au sol en considérant l’occupation du sol (zones agricoles et zones protégées). (Carriòn et al., 2008 ; Uyan, 2013)
• Quantification du potentiel de différentes EnR pour la production d’électricité pour explorer de potentiels enjeux de planification associés à leur développement. (Sliz-Szkliniarz, 2013)
• …

Les auteurs relèvent que les méthodes pour analyser le potentiel technique des centrales solaires sont des procédures standards mais pourtant peu d’attention ont été portées sur les potentiels conflits entre les centrales PV et la production agro-forestière. Cependant, Sacchelli et al. (2016) ont conduit une revue compréhensive de la littérature sur les compromis entre la production énergétique PV et agricole. L’étude a relevé que l’impact de la profitabilité économique des systèmes PV était liée aux caractéristiques locales et au rendement des cultures. Ces caractéristiques locales inclues la disponibilité en terres arables non-irriguées et la présence de contraintes notamment le maintien de paysages particuliers et les variabilités morphologiques. Un travail important a donc été fait sur le sujet mais des progrès doivent être faits dans la compréhension des conflits à l’échelle locale. Des travaux ont été réalisés par Dinesh et Pearce (2016) et Dupraz et al. (2011) sur le concept de co-développer à la fois du PV et de l’agriculture conventionnelle sur une même parcelle agricole. Cependant les conclusions ont prouvé que ce concept était viable pour les situations à forte compétition pour la ressource foncière et était réservé aux cultures tolérantes à l’ombrage. L’objectif de cet article est donc d’analyser le potentiel technique des centrales au sol dans un cas d’étude précis disposant de radiations solaires importantes et nombreuses zones agricoles. Il tâche également d’analyser la compétition sur l’usage du sol entre le déploiement du PV, l’agro-foresterie et la protection de la nature. 3 scénarios de compétition sur l’usage du sol sont proposés avec 2 différentes technologies PV (CPV et Ci-Si track).

La méthodologie appliquée comprend 2 phases : 

1. Localisation et quantification des zones adaptées à l’installation de systèmes PV considérant la réglementation sur l’utilisation du sol et les différents scénarios de compétition
2. La quantification de la capacité potentielle installée et la production d’électricité, selon les 2 technologies PV et 4 différentes tailles de centrale.

Concernant la réglementation, la municipalité définit les zones où l’installation est limitée voire interdite. Les zones disponibles pour installations sont finalement le résultat de la soustraction de toutes les zones agricoles avec des restrictions dues aux infrastructures, incluant les zones urbaines déclarées inéligibles par la réglementation. Le secteur agricole et le secteur forestier jouent toujours un rôle économique et culturel important. Le niveau de compétition est donc fort dans la région. Certaines occupations sont donc considérées comme inéligibles de par leur importance stratégique économique (par exemple les vignobles). Les occupations du sol restantes ont été classées selon leur valeur socio-économique spécifique et le pourcentage de terres de chaque type. Le pourcentage d’utilisation des terres de chaque culture a été utilisé pour quantifier le potentiel de conversion de la terre. Les auteurs supposent que plus le pourcentage de couverture du sol est grand, plus il sera difficile d’adapter la terre à l’installation de systèmes PV. Avec les terres restantes pour l’installation, 3 scénarios de compétition pour l’usage de la terre ont été définis selon le niveau de restriction.

1. Scénario pro-PV : Dans ce scénario, les décideurs publics favorisent l’installation de centrales solaires au détriment de l’activité agricole. Le nombre de classes d’occupation du sol disponible est donc plus important.
2. Scénario d’équilibre : Ce scénario considère une occupation du sol plus flexible et équilibrée. Dans ce cas, les zones agricoles et forestières avec un taux d’occupation plus faible que 10%, et donc ne nécessitant pas trop de travaux de défrichement, sont disponibles pour les centrales au sol.
3. Scénario pro-rural : Ici, la production agricole est favorisée par rapport à la production d’électricité. Tous types de culture est maintenue (sauf celles à faibles valeurs économiques et naturelles).

Concernant la technologie mise en place et la taille des centrales, elles influencent la surface occupée par les centrales. Les espaces entre les panneaux sont inclus dans cette surface. Ainsi, le nombre de centrales d’une certaine puissance sera conditionné par le scénario qui définit les zones adaptées à l’installation de centrales au sol. Ce travail ne prend pas en compte la potentialité de combiner différentes capacités de production électrique au sein d’un même cas.

En conclusion, cette méthodologie permet d’aider à la décision pour les pouvoirs publics quant aux localisations optimales pour l’installation de centrales au sol dans le but d’atteindre les objectifs d’EnR dans le mix énergétique fixés par le gouvernement ou l’UE. Le déploiement des EnR est effectivement limité par la compétition entre les usages dans un contexte local. La localisation des emplacements optimaux d’installation des centrales PV doit également prendre en compte cette compétition. 

Les auteurs proposent de poursuivre d’autres études sur le sujet, notamment sur la validation des hypothèses sur les scénarios développés ici. L’article ne prend également pas en compte les services écosystémiques de chacunes des cultures mais aussi les bénéfices financiers apportés par les centrales solaires.

lien : https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2018.11.036

Article rédigé par Antoine ASCARGOTA.