Serres solaires : rentabiliser une serre avec des panneaux solaires

Les serres permettent de cultiver en toute saison, que ce soit pour le semis des jeunes plants à la fin de l’hiver ou pour faire durer l’été jusqu’en octobre. Elles sont utilisées par les agriculteurs pour cultiver à grande échelle en maintenant la chaleur nécessaire à la culture. 

Cependant, la clé d’une bonne récolte est de maintenir la température sous serre équilibrée par temps chaud comme froid. Les serres photovoltaïques sont une réponse écologique et intelligente à ce problème, car elles fournissent une ombrière discrète tout en produisant une électricité renouvelable. 

Une serre photovoltaïque permet aux agriculteurs de diversifier leurs activités et leurs sources de revenus. C’est une opportunité également pour les producteurs d’énergie qui sont encouragés à racheter les énergies vertes pour accélérer la transition énergétique. 

Dans cet article, nous verrons en quoi consiste une serre photovoltaïque et comment mettre en place un tel projet. 

Qu’est-ce qu’une serre solaire ?

Les panneaux solaires sont des installations discrètes et puissantes qui permettent de produire de l’énergie à partir du rayonnement du soleil. Il en existe deux types : les panneaux photovoltaïques qui produisent de l’électricité et les panneaux thermiques pour le chauffage de l’eau. 

Les panneaux solaires photovoltaïques peuvent être installés sur les toits ou les toitures de bâtiments ou bien au sol en étant éventuellement rehaussés de piliers. Très souvent utilisés dans l’agriculture, ils peuvent prendre différentes formes : 

• Hangar photovoltaïque ; 
• Panneaux solaires au sol sur terrain cultivé ;
• Bâtiment agricole avec toiture photovoltaïque ;
• Ombrière ou abri de culture photovoltaïque ; 
• Ombrière de parking ou de lieu de stockage extérieur ; 
• Manège équestre photovoltaïque ; 
• Ferme photovoltaïque avec pâturage solaire ;

C’est un allié précieux pour l’agrivoltaïsme : en France, l’énergie photovoltaïque produite en cohabitation avec un projet agricole est subventionnée par des aides de l'Etat. Par exemple, l’électricité produite est soumise à obligation d’achat avec des tarifs préférentiels pour les énergies vertes.  

Structure intelligente et mécanique thermique d’une serre solaire

Une serre photovoltaïque comporte différents éléments : 

• Une serre avec des parois en verre ou polycarbonate, une structure en bois ou acier, les plus communément utilisées sont les serres en acier et verre de type serre d’horticulture ; 
• Sur le toit renforcé, des modules photovoltaïques qui produisent un courant électrique. Ils sont disposés en quinconce ou en mosaïque ; 
• Les panneaux photovoltaïques sont reliés à un local technique via un système de câblage. Le courant alternatif y est transformé en courant continu, pour être réinjecté directement dans le réseau. 

Pendant la journée, les panneaux produisent de l’électricité grâce aux photons de lumière qui rebondissent dans la structure en silicium du panneau. La serre photovoltaïque est une construction passive qui permet de créer un microclimat. Elle a une double utilité, car le panneau protège les plantes de la brûlure lors de canicules, tout en produisant de l’électricité. 

Panneaux solaires et ensoleillement des cultures sous serres

L'installation des panneaux photovoltaïques sur les serres peut réduire partiellement l'ensoleillement disponible pour les cultures. Cependant, les conceptions modernes de serres photovoltaïques sont généralement optimisées pour maximiser l'utilisation de la lumière du soleil tout en produisant de l'électricité.

Voici quelques stratégies utilisées pour minimiser l'impact de l'ombrage des panneaux solaires sur les cultures :

1. Transparence des panneaux : Les panneaux photovoltaïques utilisés dans les serres sont souvent conçus avec une transparence accrue. Cela permet au rayonnement solaire de passer à travers les panneaux et d'atteindre les cultures en dessous. Les technologies émergentes, comme les panneaux solaires à concentration lumineuse, permettent également de diriger la lumière vers les cultures.
2. Orientation et inclinaison des panneaux : Les panneaux solaires peuvent être installés avec une orientation et une inclinaison spécifiques pour maximiser l'ensoleillement sur les cultures. Des calculs précis sont effectués pour trouver le meilleur angle et la meilleure orientation en fonction de la localisation géographique et de la saisonnalité.
3. Gestion de l'éclairage artificiel : Lorsque la lumière naturelle est limitée, des systèmes d'éclairage artificiel peuvent être utilisés pour compenser. Des luminaires spécialement conçus peuvent être installés pour fournir un éclairage supplémentaire aux cultures, en complément de la lumière solaire disponible.
4. Choix de cultures adaptées : Certaines cultures peuvent mieux tolérer une luminosité réduite. Des variétés de plantes qui nécessitent moins de lumière directe ou qui préfèrent une luminosité tamisée peuvent être choisies pour être cultivées sous les serres photovoltaïques.

Quelles cultures privilégier sous des serres photovoltaïques ?

Certaines cultures sont mieux adaptées à la culture sous des serres photovoltaïques en raison de leur capacité à tolérer des niveaux de lumière réduits ou de prospérer dans des conditions contrôlées. Voici quelques exemples de cultures couramment cultivées sous des serres photovoltaïques :

1. Laitues et autres légumes-feuilles : Les laitues, les épinards, le chou frisé et autres légumes-feuilles sont bien adaptés à la culture sous serre en raison de leur capacité à pousser dans des conditions ombragées et à tolérer une lumière moins intense.
2. Herbes aromatiques : Des herbes comme le basilic, le persil, la coriandre et la ciboulette peuvent prospérer sous des serres photovoltaïques. Elles peuvent bénéficier des conditions contrôlées de température et d'humidité et sont souvent en demande sur le marché.
3. Champignons : La culture de champignons, tels que les pleurotes et les shiitakés, est une option populaire sous les serres. Ces cultures n'ont pas besoin de lumière directe du soleil et prospèrent dans des environnements plus sombres et humides.
4. Microgreens : Les microgreens, qui sont des jeunes pousses comestibles de légumes et d'herbes, peuvent être cultivés avec succès sous des serres photovoltaïques. Ils nécessitent moins de lumière et de temps de croissance par rapport aux légumes matures.
5. Plantes ornementales : Certaines plantes ornementales, comme les bégonias, les fougères et les orchidées, sont populaires dans les serres photovoltaïques. Ces plantes peuvent prospérer dans des conditions contrôlées et bénéficier d'une luminosité tamisée.

Avantages des serres solaires

La culture sous serres solaires a de nombreux avantages pour les exploitations horticoles et tous les propriétaires de serres de grande taille : 

• Pour faire gagner des saisons à vos cultures ;
• Pour rafraîchir la serre grâce à l’ombre apportée par les panneaux ; 
• Pour produire de la ventilation ou du chauffage à l’intérieur de la serre ; 
• Pour avoir un revenu supplémentaire issu de la location de la toiture ; 
• Pour participer à la production d’énergies renouvelables ; 
• Pour soutenir l’autonomie et la résilience énergétique locale. 

Grâce au microclimat de la serre, les plantes sont protégées des intempéries et ont de bien meilleurs rendements. Une étude de l’Université d’Agriculture du Rajasthan (Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 15, Issue 8) explique que grâce aux serres photovoltaïques, la culture hors saison est possible en serre et améliore les conditions économiques des agriculteurs. 

Mais le point le plus intéressant pour une exploitation agricole qui se lance dans un projet de serre photovoltaïque, est qu’aucun investissement personnel n’est à prévoir. L’installation photovoltaïque est gratuite pour l’horticulteur, car le financement est entièrement à la charge du développeur de projet photovoltaïque, dans le cadre d’un bail emphytéotique. Cette serre sera le support de l’installation photovoltaïque, dont la production servira à rentabiliser l’investissement de départ, tout en apportant une rente financière sur le long terme. 

L’agriculteur pourra ainsi consacrer ses investissements à d’autres activités ou à des équipements lui permettant plus de confort et d’efficacité au travail. 

Néanmoins, les serres photovoltaïques ont été l'objet de nombreuses arnaques. La vigilance et la rigueur se doivent d'être appliquées pour mener à bien de tels projets.

Serres photovoltaïques et arnaques : une controverse aujourd'hui encadrée

En France, comme dans divers pays à travers le monde, plusieurs arnaques liées au développement de serres photovoltaïques ont été révélées ces dernières années. Certaines sociétés peu scrupuleuses ont profité de l'engouement pour les énergies renouvelables pour escroquer des investisseurs et obtenir des financements de manière frauduleuse.

Quelques exemples d'arnaques rapportées dans le développement de serres photovoltaïques

1. Promesses de rendements irréalistes : Des sociétés ont fait miroiter des rendements financiers très élevés et rapides aux investisseurs, en utilisant des projections trompeuses et en surestimant les capacités de production des serres photovoltaïques.
2. Falsification des données : Certains promoteurs ont falsifié les données financières et techniques des projets pour les rendre plus attractifs. Cela comprenait la manipulation des estimations de production d'électricité, des coûts d'investissement et des prévisions de rentabilité.
3. Non-respect des engagements : Certaines entreprises ont obtenu des autorisations en promettant de maintenir une activité agricole sous les serres, mais ont ensuite abandonné ou négligé cette pratique une fois les autorisations obtenues.
4. Absence de culture sous les serres : Dans de nombreux pays, comme en France, les terres agricoles bénéficient de protections spécifiques en raison de leur importance pour la sécurité alimentaire et la préservation des écosystèmes. Cependant, certains promoteurs peuvent chercher à contourner ces réglementations en utilisant le prétexte de l'installation de serres photovoltaïques, qui est généralement mieux accueillie et favorisée en raison de sa contribution à la production d'énergie renouvelable. Cette pratique soulève des préoccupations légitimes. Tout d'abord, elle peut entraîner une perte de terres agricoles productives, réduisant ainsi la capacité de production alimentaire et affectant la sécurité alimentaire à long terme. De plus, en installant des serres sans culture en-dessous, les avantages environnementaux et économiques de l'agriculture durable sont perdus. L'agriculture peut jouer un rôle important dans la préservation de la biodiversité, la création d'emplois locaux et la stimulation économique des zones rurales.

Un contexte juridique renforcé pour pallier cela

Face à ces arnaques, le législateur français a pris des mesures pour renforcer les garde-fous et protéger les investisseurs et les agriculteurs. Voici quelques initiatives prises :

1. Réglementation accrue : Les autorités ont renforcé les réglementations relatives au développement des serres photovoltaïques, en imposant des critères plus stricts pour l'obtention des autorisations de construction et en augmentant les contrôles pour prévenir les fraudes.
2. Contrôles renforcés : Les organismes de régulation et les autorités compétentes ont renforcé les contrôles et les inspections des projets de serres photovoltaïques pour s'assurer de leur conformité aux normes et aux engagements pris.
3. Sensibilisation et information : Des campagnes de sensibilisation ont été menées pour informer les investisseurs potentiels des risques liés aux arnaques dans le secteur des serres photovoltaïques. Des conseils pratiques ont été fournis pour évaluer la crédibilité des projets et des promoteurs.
4. Sanctions et poursuites judiciaires : Les fraudeurs identifiés ont été poursuivis en justice et condamnés en fonction des délits commis. Cela envoie un message dissuasif et contribue à lutter contre les arnaques dans le domaine.

Ces mesures visent à renforcer la transparence, l'intégrité et la confiance dans le secteur des serres photovoltaïques en France. Elles permettent de protéger les investisseurs ou les agriculteurs et de prévenir les pratiques frauduleuses. L'objectif : favoriser un développement durable des énergies renouvelables en cohabitation avec les exploitations agricoles.

Il est essentiel que les autorités compétentes, les décideurs politiques et les acteurs de l'industrie travaillent ensemble pour mettre en place des réglementations claires et équilibrées. Cela favorise le développement des énergies renouvelables tout en préservant les terres agricoles et en garantissant une utilisation durable des ressources naturelles. De cette manière, il est possible de concilier les besoins en énergie propre et la préservation de l'agriculture et de l'environnement.

{{bloc-astuce}}

Comment mettre en place un projet de serre solaire ?

Les petites serres artisanales peuvent bien sûr être équipées de panneaux solaires thermiques pour le chauffage ou la ventilation des plantes. C’est un bon moyen de faire des économies d’énergie, en utilisant les équipements qui sont déjà à disposition. Les petits bâtiments ou terrains isolés en autoconsommation en bénéficient déjà sur l’ensemble du territoire français.

Cependant, la force de production du solaire se situe plutôt dans les grandes centrales photovoltaïques. Des propriétaires de terrains et des développeurs de projets solaires se rencontrent pour un contrat de location dédié à la production d’électricité. Le parc photovoltaïque français a dépassé les 15 GW de puissance installée en 2022, avec un objectif de 20 GW pour 2023. (source : pv-magazine, 26 janvier 2023).

En savoir plus sur les serres photovoltaïques

Financement et coût des serres photovoltaïques 

Une serre photovoltaïque représente un certain coût — environ dix fois le prix d’un tunnel — et n’est pas adaptable à toutes les tailles d’exploitation. 

Les exploitations situées dans des lieux ensoleillés comme au sud de la Loire seront en ce sens plus rentables. De même, les développeurs de projets photovoltaïques investiront plus facilement dans les projets dont la surface totale disponible dépasse les 1000 m² de toiture. 

Vous pouvez faire appel à un développeur pour qu’il équipe de panneaux le toit du bâtiment pendant 25 ans et qu’il prenne en charge les travaux d’installation, l’exploitation et la maintenance de la centrale photovoltaïque. 

Contraintes administratives et techniques de ces serres

En termes administratifs, les serres solaires demandent un permis de construire et parfois des autorisations spéciales liées à l’éligibilité du bâtiment. 

La sécurité et l’étanchéité de la serre sont un élément essentiel de leur construction. L’équipement est assez lourd, ce qui nécessite d’avoir une structure de soutien de la serre assez robuste. 

En conclusion, les serres photovoltaïques sont des solutions efficaces pour produire de l’énergie renouvelable tout en apportant une rente financière aux propriétaires du bâtiment.  

N’hésitez pas à demander plusieurs devis auprès de plusieurs développeurs, tout en vérifiant leur expérience et leur certification RGE. Vous pouvez demander à Ferme Solaire de vous conseiller pour vos projets solaires ou de vous mettre en relation avec un développeur de projet solaire.