Nous serons présents du 1er au 3 juillet à Freiburg en Allemagne pour la 6ème édition de la conférence scientifique Agrivoltaics. Réunissant l’ensemble des acteurs de la filière, des producteurs d’énergie aux organisations agricoles en passant par les structuristes, cet évènement favorise les échanges autour de cette filière en plein développement.
Cette édition 2025 est l’occasion pour nos équipes de présenter deux sujets de recherche répondant à l’enjeu actuel d’évaluation des services rendus par l’agrivoltaïsme.
En complément de la mesure de ces services sur les projets pilotes, il parait indispensable de réaliser des modélisations numériques afin d’intégrer les paramètres spécifiques à chacun des projets en développement (localités, design envisagé, activité agricole, etc.).
Ainsi, en parallèle du suivi de nos sites expérimentaux, les équipes Ombrea développent depuis plusieurs années une plateforme de modélisation simulant la présence de panneaux sur une parcelle.
Pour venir enrichir cette solution, nos équipes ont travaillé sur deux méthodologies répondant à deux enjeux distincts :
- Comment évaluer les bénéfices d’un projet agrivoltaïque sur le confort thermique des animaux ?
- Comment simuler les services rendus sur l’ensemble de la durée de vie de la centrale agrivoltaïque dans un contexte de changement climatique ?
Agrivoltaïsme & bien-être animal : quelle méthodologie pour mesurer les impacts sur le stress thermique ?
Le HLI, un indicateur complet et adapté à la réalisation de simulations de projets agrivoltaïques
Le HLI (Heat Load Index) est un indicateur permettant d’évaluer le confort thermique des animaux et leur exposition aux différents niveaux de stress thermique. Cet indicateur permet d’analyser la température ressentie par l’animal. Il intègre la température de l’air et l’humidité tout comme le THI (Temperature Humidity Index) mais également la vitesse du vent et l’irradiance. L’installation de panneaux ayant un impact majeur sur ces deux derniers facteurs, le HLI apparait comme un indicateur fiable pour étudier le bien-être animal dans le cadre d’un projet agrivoltaïque.
Les modélisations du HLI
Afin de déterminer le confort thermique sur un parc agrivoltaïque et en zone témoin, des simulations ont été réalisées avec et sans panneaux sur deux localisations distinctes (Aix-en-Provence – France, siège d’Ombrea et Freiburg – Allemagne, lieu de la conférence Agrivoltaics).
Les données utilisées
Ces simulations ont été réalisées à partir d’une année météorologique typique d’été (TMY). Il s’agit d’une compilation de données horaires représentatives, comprenant le rayonnement solaire et divers paramètres météorologiques, pour un lieu donné. Ces valeurs ne proviennent pas d’une seule année réelle, mais sont construites à partir de données historiques sur une période étendue — ici 15 ans — afin de refléter les conditions climatiques moyennes de manière réaliste et cohérente.
Démonstration de la méthodologie avec deux exemples
Deux localisations ont été étudiées à titre d’exemple, dans les conditions estivales typiques de chacune des zones. Grâce à l’analyse du HLI, il en ressort que sous ombrage le nombre d’heures passées par les animaux en condition de confort thermique augmente de 109 % à Aix-en-Provence (Climat méditerranéen) et de 31% à Freiburg (Climat continental). Le stress thermique, préjudiciable pour le bien-être animal est lui réduit grâce à l’ombrage offert par les panneaux de respectivement 63 et 65%.
Conclusion sur la méthodologie développée
L’indicateur HLI apparait comme opportun pour évaluer les bénéfices des panneaux sur le confort thermique des animaux. Cet indicateur permet à la fois d’évaluer l’exposition potentielle des animaux au stress mais également son intensité. Afin de compléter ces analyses, nos équipes mènent en parallèle des expérimentations sur le terrain grâce au suivi de parcs écopâturés.
Agrivoltaïsme & changement climatique : comment prendre en compte les scénarios climatiques futurs dans les modélisations de projets agrivoltaïques ?
L’objectif de l’étude
Afin d’évaluer les services rendus aux cultures et animaux par les projets agrivoltaïques, des modélisations sont réalisées. Ces dernières simulent la présence de panneaux solaires sur une parcelle et mesurent leur impact sur le microclimat. Afin d’établir ces conclusions, les équipes Ombrea ont élaboré un simulateur qui permet de modéliser l’impact des panneaux dans les conditions climatiques actuelles grâce à l’exploitation des TMY (Typical Méteorological Year).
Cependant dans un contexte de changement climatique et du fait de la durée d’exploitation des projets (20 à 30 ans), l’intégration des scenarios climatiques futures est un enjeu. Cela doit permettre d’évaluer les bénéfices en l’état actuel du climat des systèmes agrivoltaïques mais aussi sur l’ensemble de la durée de vie de la centrale.
Les données utilisées
Deux modèles de simulation de données climatiques futures ont été utilisés (EC-EarthEP-HR and FGOALS-f3-H), les données étant cohérentes avec le scénario moyen de prédiction climatique du GIEC.
La méthodologie utilisée pour intégrer les données au simulateur
L’intégration des données climatiques futures présente un fort enjeu. En effet, contrairement aux données climatiques historiques (ERA5-Land dataset), les données issues des scenarios climatiques futures sont disponibles sur un pas de temps d’une journée. Afin d’être intégrées dans les modélisations, ces données ont dû être interpolées afin d’obtenir un pas de temps horaire. Ceci a été réalisé en utilisant un algorithme de maching learning créé grâce à l’analyse de l’historique de 30 ans de données horaires sur une même localisation. Grâce à cette interpolation, les scénarios climatiques futures ont pu être intégrés au simulateur de rendement.
Démonstration à travers deux exemples
Voici les exemples de la simulation des rendements de blé tendre hiver selon les deux scenarios futurs étudiés pour un projet localisé à Aix-en-Provence et Freiburg :
