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Flottant, linéaire, vertical : la filière photovoltaïque innove pour limiter les conflits d'usage

Les centrales photovoltaïques entrent en concurrence avec d'autres usages des terres. Pour accélérer le déploiement du solaire, d'autres gisements doivent être explorés. Sur l'eau, le long des fleuves, des voies ferrées, au dessus des cultures…

Energie  |    |  Sophie FabrégatActu-Environnement.com
Environnement & Technique N°382 Cet article a été publié dans Environnement & Technique n°382
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"Nous réfléchissons à de nouvelles implantations pour le photovoltaïque, sur des terrains ou plans d'eau qui ont déjà une utilité. Au sol, la tendance est d'aller sur les friches mais ce foncier est limité. La plupart des surfaces à proximité du réseau sont déjà équipées", explique Frédéric Storck, directeur Transition énergétique et innovations à la Compagnie nationale du Rhône (CNR).

Alors que les ambitions françaises en matière de production photovoltaïque devraient être revues à la hausse dans la prochaine programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE), les acteurs cherchent de nouvelles voies à explorer pour développer cette énergie. "Avec l'autoconsommation, le photovoltaïque se développe sur le bâti, mais en timbre poste, via une multiplication de petites surfaces. En parallèle, il faudra continuer à développer de grandes centrales", analyse l'expert.

Seulement, le foncier de qualité se raréfie. Et la production d'énergie entre en concurrence avec d'autres usages. Les développeurs misent donc sur de nouveaux types d'implantation. Des projets expérimentaux sont notamment soutenus dans le cadre d'appels d'offres de la Commission de régulation de l'énergie (CRE) consacrés aux projets innovants.

Utiliser les réserves d'eau qui maillent le territoire

La CNR porte un projet de centrale photovoltaïque flottante de 250 kW, lauréat du dernier appel d'offres, sur une retenue collinaire dédiée à l'irrigation agricole, à proximité de Lyon (Rhône). La centrale devrait s'étendre sur 2.500 m2. "Le plan d'eau fait plusieurs hectares mais nous ne voulons pas recouvrir la totalité de la surface. L'objectif est de faire un démonstrateur qui nous permettra de travailler à l'acceptation sociale de l'installation par les pêcheurs, les touristes…", souligne Frédéric Storck.

Canal de Provence porte également trois projets de 250 kW retenus dans le cadre de l'appel d'offres CRE. Ils devraient être mis en service en 2019 sur des réserves d'eau faisant partie du canal. La société planche également sur un projet d'une toute autre envergure : 10 MW flottant sur la réserve du Vallon Dol (Bouches-du-Rhône). Cette réserve d'eau est dédiée à la sécurité d'approvisionnement de la ville de Marseille. "Elle s'étend sur près de trois millions de mètres cubes, soit deux fois la capacité du Vieux Port. Cette réserve est entièrement bétonnée, et représente une emprise anthropisée d'environ 15 hectares. Les panneaux solaires devraient recouvrir 10 ha", indique Jean-François Cloarec, chef de service de Canal de Provence.

L'objectif des centrales photovoltaïques flottantes est d'utiliser une surface déjà conquise pour un autre usage. "C'est un marché qui semble relativement porteur. Les principaux énergéticiens s'y intéressent. Il y a une pénurie de foncier, il faut donc chercher les sites déjà utilisés et anthropisés. Cependant, c'est novateur d'un point de vue réglementaire et le cadre n'existe pas encore", souligne Frédéric Storck, de la CNR. Si les centrales flottantes sont nouvelles en France, d'autres pays en Europe ou en Asie en ont déjà déployé à grande échelle.

Des systèmes gagnant gagnant

En France, "les projets d'envergure sur de grands plans d'eau posent des questions environnementales, d'acceptabilité, de paysage, d'usages (tourisme, pêche…)", estime l'expert de la CNR. Les projets devraient plutôt voir le jour sur de petits réservoirs d'eau, qui maillent le territoire.

"La spécificité est que ces centrales flottantes seront installées sur des réserves qui marnent, et connaissent donc des variations de niveaux d'eau importants. Cela pose des questions en terme d'ancrage, de flottaison, d'orientation vis-à-vis du soleil", explique Clément Kambourian, chargé d'études chez Canal de Provence. Les projets devront permettre de valider différentes solutions.

En revanche, "l'installation surplombe l'eau donc les panneaux n'ont aucun contact avec elle. Il s'agit de panneaux classiques. Nous espérons même des gains de production liés à la présence de l'eau qui va refroidir les panneaux et accroître leur performance". La couverture de l'eau par les panneaux devrait également être bénéfique pour la ressource elle-même, en ralentissant la photosynthèse et donc le développement algal, mais aussi en limitant la hausse de température de l'eau et donc son évaporation. Selon le type de réservoir, il faudra cependant veiller à ne pas recouvrir toute la surface "pour ne pas priver de lumière la faune et la flore", souligne Frédéric Storck.

Reste à réduire les coûts de production, estimés à 50% plus élevés que ceux d'une centrale au sol pour les petits projets, et 25% pour les plus grands. "Au final, l'arbitrage se fait toujours selon le coût du kilowatt heure produit", note Frédéric Storck.

Digues, voies ferrées, champs…

Les développeurs cherchent donc à identifier d'autres gisements anthropisés qui pourraient accueillir du photovoltaïque. La société Canal de Provence étudie la possibilité d'intégrer le solaire à d'autres de ses ouvrages, en couvrant par exemple certains canaux. "Un prototype a été développé avec le CEA, nous souhaitons trouver un partenaire pour l'industrialiser", indique Jean-François Cloarec.

La Compagnie nationale du Rhône planche également sur d'autres innovations, toujours dans l'esprit de doubler les usages. Un projet de photovoltaïque linéaire, déployé sur une digue du Rhône, du côté de Sablons (Isère), a été retenu dans le cadre de l'appel d'offres CRE. "C'est une centrale rectiligne, plutôt un trait de crayon qu'une centrale rectangulaire. Le défi est d'optimiser l'architecture du projet, notamment l'évacuation de l'énergie qui est différente sur une centrale toute en longueur, précise Frédéric Storck. Et puis, une digue est ouverte au public. Il faut donc développer une solution compatible avec cet usage, plus sûre d'un point de vue électrique et plus résistante au vandalisme". La CNR étudie la possibilité de déployer des panneaux qui servent de barrière ou de garde corps. "Le gisement est très important : le long des rivières, des fleuves, des autoroutes, des voies ferrées…".

Comme d'autres acteurs, la CNR explore aussi les possibilités de l'agrivoltaïsme, mais à plus long terme. "Nous ne voulons pas reproduire les erreurs des serres photovoltaïques. L'objectif est d'apporter un bénéfice aux cultures, avec des panneaux conçus comme des ombrières, peut être orientables… Il faut réfléchir avec le monde agricole, pour faire face à la sécheresse, aux pluies intenses, à la grêle…".

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