Double avantage avec l'agri-PV pour les fruits et légumes : protégez les pommes des coups de soleil grâce à l'agri-photovoltaïque et produisez de l'électricité

🍎🌞 Un système agro-photovoltaïque novateur est en service depuis près d'un an à la ferme fruitière Vollmer, à Oberkirch-Nußbach. Installé sur une superficie d'environ 1,5 hectare, ce système associe la culture de pommes, de prunes, de poires et de mûres à la production d'énergie solaire grâce à des panneaux installés sur une structure en acier de trois mètres de haut. Cette technologie innovante protège les plantes des intempéries tout en fournissant une énergie propre sans empiéter sur les terres agricoles.

📊🌿 Ce projet s'inscrit dans le cadre de la « Région modèle Agri-PV » du Bade-Wurtemberg et fait l'objet d'études approfondies menées par des institutions scientifiques afin d'optimiser les synergies entre agriculture et production d'énergie. Les premiers résultats sont prometteurs en termes de qualité des récoltes et de rendement énergétique, ce qui laisse entrevoir le potentiel de cette technologie.

Zone pilote pour l'agriphotovoltaïque dans le Bade-Wurtemberg – Une partie du centre de recherche d'Oberkirch-Nussbach fonctionne avec des modules entièrement ombragés – Image : Fraunhofer ISE

Dans le Bade-Wurtemberg, Land allemand situé au cœur de l'Europe et réputé pour ses innovations technologiques, un projet de recherche exceptionnel a été lancé, susceptible de transformer en profondeur l'avenir de l'agriculture et de la production d'énergie. Intitulée « Région modèle d'agri-photovoltaïque pour le Bade-Wurtemberg », cette initiative réunit un consortium de 13 partenaires, piloté par le prestigieux Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire (ISE), qui conçoivent et étudient différentes installations pilotes d'agri-photovoltaïque (APV).

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• Région modèle pour l'agri-photovoltaïque dans le Bade-Wurtemberg

🍏🚜🌞 Un système agro-photovoltaïque innovant fonctionne depuis près d'un an à l'exploitation fruitière Vollmer, à Oberkirch-Nußbach. Il couvre une superficie d'environ 1,5 hectare et est installé sur une structure en acier de trois mètres de haut. Ce système favorise la culture de pommes, de prunes, de poires et de mûres, offrant le double avantage de protéger les fruits des intempéries tout en produisant de l'électricité sans empiéter sur les terres agricoles.

🔄🌞 Modules mobiles pour un rendement maximal

Ce système se distingue par sa mobilité et sa commande par capteurs. La moitié des modules photovoltaïques installés suivent la course du soleil pour optimiser la production d'énergie. L'autre moitié est programmée pour s'adapter aux besoins lumineux des plantes, favorisant ainsi une croissance optimale.

🔧👷‍♂️ Ingénierie de Kehl

Ce système sophistiqué a été développé et construit par Intech Clean Energy. L'entreprise, basée à Kehl dans le district d'Ortenau, a été fondée il y a plus de 20 ans par Hansjörg Vollmer et est aujourd'hui dirigée par son fils, Christoph Vollmer.

⚡🌿 Synergies entre agriculture et énergie

La centrale agro-photovoltaïque s'inscrit dans le cadre du projet de recherche « Région modèle agro-photovoltaïque » du Bade-Wurtemberg, qui vise à étudier et optimiser les synergies entre production d'énergie et agriculture. L'inauguration officielle de la centrale s'est déroulée en présence du secrétaire d'État à l'Environnement du Bade-Wurtemberg, André Baumann, qui a salué cette association novatrice d'agriculture et d'énergies renouvelables.

📊🔬 Objectifs de la recherche et premiers résultats

L'objectif principal du projet est d'analyser à la fois le rendement énergétique et fruitier du système. L'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire (ISE) de Fribourg est chargé d'évaluer l'électricité produite, tandis que le Centre de technologie agricole Augustenberg (LTZ), près de Karlsruhe, étudie le développement des fruits sous les modules photovoltaïques.

🌡️🍏 Observations positives après la première année

Des observations positives ont été faites dès la première année. Les chercheurs du LTZ (Centre de technologie agricole) visitent régulièrement le verger et ont constaté que les fluctuations de température sous les modules sont plus faibles que dans les parcelles témoins sans modules. Cela a permis d'obtenir une plus grande quantité de pommes commercialisables, comme l'a expliqué Greta Ott du LTZ. Bien qu'aucune différence significative n'ait encore été observée en ce qui concerne les maladies ou les ravageurs, des recherches supplémentaires sur plusieurs années sont nécessaires pour obtenir des résultats fiables.

🌳🍑 Expériences et observations sur place

Hansjörg Vollmer a lui-même constaté des différences significatives par rapport à ses parcelles témoins. Le sol sous les modules photovoltaïques s'est avéré plus meuble en été et s'est desséché moins rapidement. De plus, le feuillage des plantes était plus vert et plus éclatant. Une différence particulièrement notable a été observée chez les prunes. Cultivées sous les modules, ces fruits n'ont pas subi de stress thermique et se sont donc révélés plus résistants. Quant aux pommes, il a noté que, bien qu'elles aient pu être récoltées une semaine plus tard, elles n'avaient souffert ni de brûlures de soleil ni de dégâts causés par la grêle.

🌟⚖️ Une situation gagnant-gagnant pour l'agriculture et l'énergie

Le système agrivoltaïque de l'exploitation fruitière Vollmer représente ainsi une solution gagnant-gagnant, contribuant à la production d'énergie tout en augmentant le rendement fruitier. Les modules photovoltaïques protègent les fruits des fortes pluies, de la grêle et du rayonnement solaire intense, et assurent également une répartition plus homogène de la température, ce qui améliore la qualité de la récolte.

🚜🌲 Potentiel pour l'avenir de l'agriculture

Cette technologie présente un grand potentiel pour l'avenir de l'agriculture. Grâce aux systèmes photovoltaïques agricoles, les agriculteurs peuvent non seulement augmenter leurs rendements, mais aussi réduire leur dépendance aux sources d'énergie conventionnelles. De plus, cette double utilisation des terres offre des avantages écologiques en optimisant leur exploitation et en contribuant à la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

📈🌐 Perspectives régionales et mondiales

Le succès du projet à Oberkirch-Nußbach pourrait servir de modèle à d'autres régions, notamment celles confrontées à des conditions climatiques extrêmes ou qui exploitent de vastes superficies pour la culture de fruits et légumes. L'adaptabilité et la capacité d'adaptation de cette technologie permettraient de déployer des systèmes similaires à l'échelle mondiale afin de promouvoir à la fois la production agricole et la production d'énergie durable.

📚🌱 Sensibilisation et financement gouvernemental

De plus, des technologies innovantes comme l'agri-PV pourraient contribuer à sensibiliser davantage à l'intégration des énergies renouvelables dans les pratiques agricoles traditionnelles. Les programmes de soutien et les subventions gouvernementales pourraient encourager l'utilisation de ces systèmes, favorisant ainsi une agriculture plus respectueuse de l'environnement et plus durable.

🔬🏫 Recherche et éducation

Par ailleurs, la technologie photovoltaïque agricole présente également un intérêt pour la recherche et la formation. L'implication d'instituts scientifiques et de recherche tels que l'institut Fraunhofer ISE et le LTZ permet d'approfondir les connaissances et de contribuer à l'amélioration et à l'optimisation de ces systèmes. L'échange de savoirs et la collaboration entre agriculteurs, scientifiques et ingénieurs sont essentiels pour exploiter pleinement le potentiel de cette technologie.

🌍🌿 Contribution aux défis mondiaux

Dans l'ensemble, le système photovoltaïque agricole de l'exploitation fruitière Vollmer illustre de manière remarquable comment les technologies innovantes peuvent contribuer à relever les défis mondiaux en matière d'agriculture et de production d'énergie. Il représente une solution d'avenir qui améliore la qualité de vie et la situation économique des agriculteurs tout en contribuant significativement à la protection de l'environnement. La poursuite des recherches et du développement de tels systèmes permettra de rendre l'agriculture de demain plus durable et résiliente, lui permettant ainsi de faire face aux défis du changement climatique et de la croissance démographique mondiale.

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🌞 Protection contre les coups de soleil et rendements supplémentaires grâce aux modules photovoltaïques agricoles

L'agriculture est confrontée à de nombreux défis. Les phénomènes météorologiques extrêmes, tels que les vagues de chaleur, les pluies torrentielles et la grêle, menacent régulièrement les récoltes et endommagent gravement les cultures. Les coups de soleil sont particulièrement fréquents en arboriculture fruitière, les fruits étant endommagés par la lumière directe du soleil. Dans ce contexte, l'agriphotovoltaïque (agri-PV) peut offrir une solution innovante qui non seulement protège les cultures, mais fournit également de l'énergie renouvelable.

Hansjörg Vollmer, agriculteur à temps partiel à Oberkirch-Nußbach, a déjà constaté les avantages de l'agriculture photovoltaïque. Dans son verger, il utilise des panneaux solaires installés au-dessus des plants. Ces panneaux offrent un double avantage : ils produisent de l'électricité et protègent les plants d'un ensoleillement excessif. « Nous avons obtenu une récolte très régulière et aucune pomme brûlée par le soleil », témoigne fièrement M. Vollmer, précisant que des brûlures de soleil sont apparues sur les pommes de la parcelle témoin sans panneaux.

🌱 Amélioration de la qualité du sol et plantes plus saines

Les effets positifs des modules agrivoltaïques ne se limitent pas à la protection contre les coups de soleil. Vollmer a constaté que le sol de ses champs restait plus meuble en été et se desséchait moins vite. Ces observations s'expliquent par l'ombre portée par les panneaux solaires, qui réduit l'ensoleillement direct du sol et, par conséquent, l'évaporation. Les plantes elles-mêmes présentaient également une meilleure santé. Vollmer a indiqué que leurs feuilles étaient plus vertes et plus éclatantes que dans la zone non protégée.

Une différence significative a été observée, notamment pour les fruits délicats comme les prunes. Les prunes abritées n'ont pas souffert du stress thermique et ont donc mieux récupéré et mûri. Les pommes ont également profité de l'abri, même si elles ont été récoltées une semaine plus tard. « Elles n'ont pas souffert de coups de soleil et n'ont pas non plus subi de dégâts dus à la grêle », a expliqué l'agriculteur.

🍎 Causes des coups de soleil sur les pommes

Les coups de soleil sur les pommes sont principalement dus à une chaleur extrême et à un ensoleillement intense. Les rayons UV-B à haute énergie jouent un rôle important. Lorsque la température à la surface du fruit dépasse 52 degrés Celsius, une nécrose due aux coups de soleil se développe. Ces dommages sont causés par la chaleur et sont indépendants de l'intensité du rayonnement solaire. Les températures élevées entraînent la coagulation des protéines dans le fruit, ce qui détruit les cellules. Il en résulte un brunissement et l'affaissement des couches cellulaires – une nécrose – qui peut donner un aspect liégeux ou commencer à pourrir en raison d'une infestation de spores fongiques.

Un brunissement semblable à un coup de soleil est également fréquemment observé chez les pommiers. Ce phénomène se produit lorsque la température de surface dépasse 46 degrés Celsius, combinée à une forte luminosité. La zone endommagée peut s'étendre sur toute la surface du fruit et même affecter la chair pendant le stockage.

Une autre forme de dommage est la photo-oxydation, déclenchée par un rayonnement intense. Ce phénomène peut se produire même à basse température en cas de fluctuations soudaines et extrêmes de l'intensité lumineuse et de la température. Il en résulte des dommages moins dépendants de la température et davantage dépendants de l'intensité lumineuse.

🛡️ L'agri-PV comme mécanisme de protection

Les systèmes agrivoltaïques offrent une solution à ces divers problèmes. En recouvrant les plantes de modules solaires semi-transparents, on obtient simultanément plusieurs avantages. Outre la production d'énergie solaire, ces modules protègent les plantes d'un ensoleillement excessif et du stress thermique. Ils les préservent également des fortes pluies et des dégâts causés par la grêle, ce qui est particulièrement important face à la multiplication des phénomènes météorologiques extrêmes.

Cet effet protecteur des modules photovoltaïques agricoles explique également l'amélioration de la structure du sol et la meilleure santé des plantes observées par Hansjörg Vollmer. La réduction du stress thermique et de l'évaporation contribue à rendre les plantes moins vulnérables aux dommages et aux maladies. Le sol reste humide et meuble plus longtemps, ce qui favorise la croissance racinaire et l'absorption des nutriments.

💰 Avantages économiques de l'agri-PV

Outre leurs avantages agronomiques, les systèmes photovoltaïques agricoles offrent également des incitations économiques. L'énergie solaire produite peut être utilisée directement sur l'exploitation ou injectée dans le réseau public. Cela génère des revenus supplémentaires pour les agriculteurs, contribuant ainsi à la stabilité et à la sécurité économiques de leur activité. Cette double utilisation des terres – production agricole et production d'énergie – fait du photovoltaïque agricole une solution particulièrement efficace et durable.

🔮 Perspectives d'avenir et développements futurs

Bien que l'application de l'agrivoltaïsme soit encore à ses débuts, les résultats obtenus jusqu'à présent sont prometteurs. Les développements futurs pourraient se concentrer sur l'optimisation des modules et leur intégration dans divers systèmes de culture. Par exemple, des modules semi-transparents pourraient être perfectionnés afin de mieux contrôler la transmission de la lumière et de l'adapter au mieux aux besoins des plantes.

L’association de l’agri-PV à d’autres techniques agricoles durables, comme l’irrigation au goutte-à-goutte ou l’utilisation de couvertures végétales, pourrait accroître encore son efficacité et ses avantages. Les recherches et projets pilotes en cours permettront d’étendre et d’améliorer systématiquement l’expérience pratique.

⚙️ Défis et solutions

Malgré ses nombreux avantages, la mise en œuvre de systèmes photovoltaïques agricoles présente également des défis à relever. Les coûts d'investissement sont souvent élevés, et la planification et l'installation requièrent une expertise spécialisée. De plus, les sites doivent être soigneusement choisis et adaptés afin de garantir un équilibre entre l'utilisation agricole et la production d'énergie.

Des programmes de financement et des incitations financières pourraient contribuer à réduire les investissements initiaux et à faciliter l'accès à ces technologies. Le transfert de connaissances et la formation des agriculteurs jouent également un rôle crucial pour accroître l'acceptation et l'utilisation de l'agriculture photovoltaïque.

🔍 La combinaison de la production d'énergie solaire et de la protection des plantes

L'agriphotovoltaïque offre une solution prometteuse aux défis de la culture fruitière moderne. L'association de la production d'énergie solaire et de la protection des cultures présente de nombreux avantages, tant sur le plan écologique qu'économique. Grâce à l'agriphotovoltaïque, des agriculteurs comme Hansjörg Vollmer peuvent sécuriser leurs récoltes, améliorer la santé de leurs plantes et contribuer simultanément à une production d'énergie durable.

Les retours positifs et les effets observés soulignent le potentiel de cette technologie. L'agri-PV pourrait ainsi jouer un rôle clé dans l'agriculture durable de demain et contribuer à relever les défis du changement climatique et de la sécurité alimentaire mondiale. La synergie entre l'agriculture et l'énergie solaire ouvre de nouvelles perspectives pour une utilisation efficace et respectueuse de l'environnement des ressources naturelles.

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