De l'énergie solaire dans un champ de framboises : quand le champ ne sert pas qu'à récolter des baies
(VL) Si la Suisse veut atteindre l'objectif zéro net en matière de protection du climat d'ici 2050, des idées innovantes pour la production d'électricité sont notamment nécessaires. La visite d'un champ de framboises dans le canton de Lucerne montre la contribution que l'agriculture pourrait apporter au tournant énergétique.
Text: Annalena Tinner Fotos: Annalena Tinner
PDF Lesen
Heinz Schmid se trouve devant une installation AgriPV
Les températures déjà chaudes d'une journée radieuse de début mars laissent présager de ce que pourrait être l'été sur le Plateau lucernois : Chaud et ensoleillé. Les plantes ont certes besoin de cette énergie solaire pour pousser, mais à partir d'un certain point, il fait également trop chaud pour les plantes. Le rayonnement solaire de plus en plus intense provoque des coups de soleil sur les baies, qui sont alors invendables sur le marché du frais. Jusqu'à présent, ce problème a été évité grâce à la couverture par des filets. C'est ce qu'a fait l'agriculteur Heinz Schmid sur son exploitation. Mais à partir de cette année, c'est différent. A partir de cette année, le producteur de baies fait un essai : il ombrage une partie de ses framboises avec des panneaux solaires. Vision Landwirtschaft a rendu visite au chef d'exploitation peu avant l'achèvement de l'installation.
L'électricité, un sous-produit précieux
Les installations solaires sur les surfaces agricoles, en abrégé Agri-PV, sont autorisées en Suisse depuis l'été 2022. A condition que l'installation présente un avantage pour la production agricole ou serve à des fins d'essai et de recherche, des installations solaires peuvent être construites dans la zone agricole. Cela signifie que les surfaces Agri-PV doivent en premier lieu continuer à produire des denrées alimentaires - l'électricité étant produite en parallèle.
La plus grande installation agri-PV de Suisse se trouve actuellement dans le canton de Lucerne, chez Bioschmid à Aesch. La ferme produit depuis 1996 selon des directives biologiques et cultive entre autres des myrtilles et des framboises. Comme d'autres producteurs de baies, Schmid couvrait jusqu'à présent ses baies par phases avec des filets et des films. Ces filets ne protègent pas seulement les plantes des fortes intempéries telles que la grêle et les fortes pluies, ils ombragent également les baies en période de chaleur. En effet, à partir de températures supérieures à 27°C, les baies souffrent de stress thermique : lorsque la somme de lumière de la plante est atteinte, elle ne peut plus stocker de produits métaboliques par photosynthèse et la qualité diminue.
Sur une surface d'essai de la taille d'un terrain de football, ses framboises sont désormais ombragées par des panneaux solaires. Pour Schmid, il est clair que "la production agricole est au premier plan chez nous". Il veut continuer à récolter la même quantité et la même qualité de baies et produire en plus de l'électricité pour environ 110 ménages.

Disposition des panneaux solaires dans un système de culture traditionnel avec filets de protection
"J'ai rêvé d'Agri-PV il y a quelques années déjà".
C'est grâce à Monika et Heinz Schmid, les directeurs de l'exploitation, que cette installation se trouve aujourd'hui ici. Il y a 16 ans, Bioschmid a installé la première centrale solaire sur le toit de la grange et, quelques années plus tard, a étendu l'installation à tous les bâtiments d'exploitation de l'entreprise. Heinz Schmid a été enthousiasmé par cette idée et a eu la vision de lier la production d'électricité solaire à son entreprise opérationnelle. "Apparemment, je parlais déjà d'agri-PV à ce moment-là", sourit Schmid. Depuis, l'idée de produire de l'électricité dans un champ de baies, sur une surface dont il dispose en tant qu'agriculteur, ne l'a plus quitté. De sa propre initiative, il a fait un premier essai avec quelques panneaux sur quelques mètres carrés juste à côté de sa maison d'habitation, afin d'observer l'effet qu'une telle installation pourrait avoir sur les baies. "Personne ne l'a vu", car les panneaux n'étaient pas visibles parmi les filets habituels dans la culture des baies. Et les baies ? Elles ont tout aussi bien poussé sous les panneaux que sous les filets. L'effet réel n'a toutefois pas pu être vérifié avec précision sur la petite surface.
Cet essai personnel a toutefois motivé Schmid à poursuivre l'idée à plus grande échelle. Lors d'un échange entre des producteurs de baies bio et la station de recherche Agroscope, une collaboration s'est mise en place et il a été décidé de lancer un projet de recherche sur son exploitation. C'était à l'automne 2021. Après des clarifications préalables avec le canton, des modifications de la loi, des calculs et la garantie du financement, l'installation est désormais presque prête pour le printemps 2024 et sera prochainement mise en service pour la recherche.
Le chef d'exploitation regarde son installation et sourit : "Le fait que nous en soyons là aujourd'hui est un petit miracle". Contre toute attente, beaucoup de choses se sont déroulées sans problème et il a reçu beaucoup de soutien de la part des propriétaires fonciers, de la commune, du canton ainsi que de l'Office fédéral de l'énergie, qui soutient également le projet financièrement. "Nous avons également reçu un soutien de la part de fondations et les Partenaire ont fait des concessions en nous accordant des rabais", a déclaré Schmid.
Les premiers résultats sont attendus cet automne
Trois systèmes solaires différents sont comparés sur l'installation de Bioschmid, juste à côté se trouve le champ de comparaison, sur lequel les cultures se poursuivent comme jusqu'à présent. (voir aussi "Les trois différents systèmes AgriPV en comparaison"). L'accompagnement scientifique d'Agroscope permet d'étudier les effets et le potentiel d'une installation solaire au-dessus du champ sur l'agriculture. Effets sur la santé des plantes, sur les méthodes d'exploitation et effets sur le sol et la biodiversité. Dans certains systèmes, les panneaux couvrent en effet le sol en permanence et les précipitations ne passent pas, même s'il n'y a pas de culture en dessous. Avec son projet pilote, Heinz Schmid veut également contribuer à trouver de bonnes solutions aux conflits d'objectifs. Des solutions qui associent protection du climat, production alimentaire, biodiversité et aménagement du territoire.
Comparaison des trois différents systèmes Agri-PV
Trois systèmes solaires différents sont comparés sur la surface d'essai de 0,72 ha de Bioschmid, juste à côté se trouve le champ de comparaison sur lequel on continue à cultiver comme jusqu'à présent.
Grâce à l'exploitation mécanique des champs, les trois systèmes présentent la même structure de base comme l'espacement des rangs de 3 mètres. Le tableau ci-dessous explique les différences.
Beschrieb | System 1 «sanftes Modell» | System 2 «Gewächshaus-Modell» | System 3 «dynamisches Modell» |
---|---|---|---|
Beschrieb | Vergleichbar zu herkömmlichen Fassadenanlagen. Die Paneels sind fix intstalliert und auf Pfosten vertikal aufgestellt. Ihre beidseitige Beschichtung ermöglicht eine Stromerzeugung am Morgen und Nachmittag; eine azyklische Stromerzeugung. | Dieses System ist zweiteilig aufgebaut: Zuoberst befinden sich Paneels, die starr befestigt sind. Sie sind halb lichtdurchlässig und gewährleisten somit, dass nicht alles Licht abgefangen wird, sondern die darunter liegenden Beeren genügend Licht erhalten. Darunter befinden sich eine zusätzliche, «Schirm» genannt. Bei genügend Sonnenlicht, kann dieser Schirm ausgezogen werden und zu noch mehr Verschattung für die Beeren führen. Gleichzeitig kann er aber auch das Licht nach oben reflektieren und die Paneels können noch mehr Strom produzieren. | Dieses Modell ist angelehnt an ein Freiflächensystem. In jeder zweiten Reihe befinden sich verstellbare Paneels, die je nach Bedürfnis der Beeren oder nach Sonnenstand ausgerichtet werden können. Die Steuerung funktioniert mittels einer Applikation. Befindet sich keine Kultur auf dem Feld, können die Paneels zur vollen Stomproduktion genetzt werden, befinden sich die Beeren in einer Phase, in der sie viel Sonnenlicht brauchen, können die Paneels abgeklappt werden. |
Ausrichtung des Paneels | vertikal Ost/West | horizontal, leicht schräg nach Westen | dynamisch eindimensional Ost/West |
Strompeaks | morgens und nachmittags | mittags/nachmittags | dynamisch |
Aufwand/Kosten | gering | hoch | hoch |
Schutznetz | Zusätzliches Netz / Folie nötig | Zusätzliches Netz / Folie nötig | Kein Zusätzliches Netz / Folie nötig |
Eingriff in Bodenhaushalt | gering | hoch | mittel |
Erwartete Strommenge | mässig | hoch | hoch |
Kosten | moderat | hoch | hoch |
Loi sur l'électricité
(Loi fédérale pour un approvisionnement en électricité sûr grâce aux énergies renouvelables)
Dans l'exemple de Bioschmid, cela signifierait qu'en cas d'acceptation du projet, la ligne électrique cantonale pourrait également être utilisée à titre privé. Ainsi, Schmid pourrait utiliser cette ligne électrique pour pouvoir vendre directement l'électricité qu'il produit à l'industrie située à côté, sans devoir tirer une ligne supplémentaire. Cette loi concerne également les installations solaires sur les toits dans la zone agricole, car la production décentralisée d'électricité nécessite des adaptations du système d'approvisionnement, étant donné qu'il y aura là aussi davantage d'acteurs impliqués. Actuellement, de nombreuses exploitations agricoles ne peuvent pas exploiter le potentiel de leurs toits en raison de la capacité limitée de la ligne. Si elle est adoptée par le peuple, la loi sur l'électricité améliorera ces conditions-cadres et soutiendra également les regroupements de communautés électriques locales. Une prime de marché flottante - une protection contre les prix de marché très bas et un arrêt du soutien en cas de prix de marché très élevés - sera désormais introduite comme alternative aux rétributions uniques et aux contributions aux investissements déjà établies. La réinjection dans le réseau sera désormais rémunérée à un prix de marché harmonisé à l'échelle de la Suisse et calculé en moyenne trimestrielle au moment de l'injection. De plus, des rétributions minimales sont fixées pour les petites installations jusqu'à une taille de 150 kW.