L’agrivoltaïque à grande échelle, une solution pour l’avenir durable de l’alimentation, de l’énergie et de l’eau

Atelier “Food – Energy – Water Nexus initiative : Agrivoltaics at scale” du France-Arizona Institute for Global Grand Challenges

En avril 2021, le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) et l’Université d’Arizona ont signé un accord de collaboration établissant le tout premier Centre international de recherche (IRC) du CNRS, le “CNRS-UArizona IRC for Global Grand Challenges”. Cet accord institutionnel vise à établir et à maintenir un dialogue stratégique entre les deux partenaires, à définir leurs intérêts communs, à renforcer les collaborations actuelles et à soutenir de nouvelles opérations. L’une des principales valeurs ajoutées du IRC est sa capacité à fédérer un large éventail de partenaires dans toutes les disciplines universitaires et à développer des projets d’envergure internationale.

L’IRC, géré à l’Université de l’Arizona par l’Institut France-Arizona for Global Grand Challenges, se concentre sur les sciences de l’environnement, de l’espace, des données et du changement climatique et renforce deux structures préexistantes de longue date entre l’Université d’Arizona et le CNRS : le Laboratoire international de recherche Iglobes (Etudes Interdisciplinaires de l’Environnement Mondial) et l’Observatoire international Homme-Environnement “Pima County”. Il s’appuie également sur un programme de thèse conjoint cofinancé par les deux institutions et sur un grand nombre de co-publications résultant d’une longue histoire de collaborations individuelles.

En septembre 2022, le comité scientifique de l’IRC s’est réuni à Paris et a identifié trois grands défis mondiaux que le partenariat doit relever : “L’habitabilité dans notre avenir : Qu’est-ce qui rend un monde propice à la vie et comment le maintenir ainsi ?“, “Préparation aux défis planétaires : Changement climatique et santé” et “Solutions intégrées en matière d’alimentation, d’énergie et d’eau à grande échelle“. Depuis lors, ces trois axes sont activement développés. Un récent atelier a été organisé du 25 au 27 avril 2023 au Centre Biosphère 2 de l’Université d’Arizona pour aborder le troisième axe, en mettant l’accent sur “l’agrivoltaïque à grande échelle” comme l’une des solutions intégrées pour un avenir juste et sûr en matière d’alimentation, d’énergie et d’eau.

L’infrastructure de Biosphere 2, située à Oracle dans le sud de l’Arizona
(© Morgane Noel/FA Institute for Global Grand Challenges)

L’agrivoltaïque désigne la colocalisation et l’association synergique de l’agriculture avec la production d’énergie photovoltaïque, et se définit comme « l’ensemble des techniques de protection et de régulation agro-climatique d’activités agricoles »[1]. Cette combinaison unique intéresse différents acteurs de la recherche agronomique, sociale, juridique, environnementale et scientifique, car elle permet de concilier les objectifs de transition agricole et de transition énergétique. L’installation de modules photovoltaïques répond à un double enjeu : d’une part, contribuer à l’accélération de la production d’énergies renouvelables dans le but d’atteindre à terme la neutralité climatique, et d’autre part, protéger la production agricole des aléas météorologiques (ensoleillement excessif, risque de sécheresse, de gel, de grêle). Cependant, les défis du secteur agrivoltaïque sont nombreux. Pour les agriculteurs, l’acceptabilité d’un projet reste conditionnée à l’absence d’impact négatif sur la production agricole et les revenus qui en découlent.

Démonstration du fonctionnement d’un système agrivoltaïque
(© Morgane Noel/FA Institute for Global Grand Challenges)

Au cours de l’atelier organisé par l’Institut France-Arizona en charge de l’IRC, la question du développement d’une telle industrie a été discutée dans une approche interdisciplinaire et globale et dans la perspective du déploiement d’infrastructures agrivoltaïques à grande échelle, sur des très grandes surfaces, dans des contextes climatiques et socio-économiques variés.

La réunion a permis de consolider les partenariats internationaux croissants avec le Maroc, le Mexique et Israël, qui s’intéressent à l’agrivoltaïque à grande échelle. Ces pays ont discuté de leurs visions respectives de l’agrivoltaïque, de l’état de la recherche dans ce domaine et de leurs initiatives expérimentales nationales. En collaboration avec ces pays, l’université d’Arizona et le CNRS prévoient de catalyser de nouvelles recherches en finançant des projets de recherche doctorale qui feront travailler ensemble des disciplines complémentaires, depuis les sciences sociales, le droit et l’économie jusqu’à l’écologie, la biologie, la chimie, la physique et les mathématiques.

Les participants à la conférence se sont concentrés sur trois objectifs spécifiques : la cartographie de l’adéquation des projets agrivoltaïques sur la base d’un large éventail de critères dynamiques ; l’étude des systèmes agrivoltaïques en tant que sous-ensembles de l’ensemble de l’écosystème environnant, et la question de l’innovation et du développement à long terme des projets pour leur durabilité et leur résilience. Des questions transversales ont également été soulevées, concernant les facteurs qui influencent l’acceptabilité et l’adoption des projets, les mesures et les méthodes de suivi quantitatif à utiliser, les contraintes liées aux difficultés et aux inconnues de la mise en œuvre (contraintes juridiques nationales, financement, gouvernance, justice sociale), et les questions liées à l’éducation et à la formation des futurs utilisateurs des technologies agrivoltaïques.

Groupe de travail pour la formation de thèmes sur le sujet de l’agrivoltaïque à l’échelle
(© Morgane Noel/FA Institute for Global Grand Challenges)


[1] Définition de l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe).

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