⏱L'essentiel en quelques mots
Si les installations photovoltaïques résidentielles se sont démocratisées ces dernières années, le secteur de l’agriculture n’est pas en reste avec de plus en plus d’exploitations qui décident de recourir à l’énergie solaire pour les besoins de leur activité. Les bâtiments agricoles sont en effet particulièrement adaptés à l’exploitation du rayonnement lumineux du soleil :
Sommaire
L'agriculture et l'énergie solaire présentent des synergies évidentes. Les toits des bâtiments agricoles sont en effet souvent vastes et bien exposés au soleil, constituant un endroit idéal pour installer des panneaux solaires et produire de l'énergie en exploitant une source propre et renouvelable. Cette combinaison novatrice allie ainsi les besoins pratiques des exploitations agricoles aux avantages durables de l'énergie solaire.
Un bâtiment agricole photovoltaïque se présente comme une structure agricole équipée d'un système de panneaux solaires photovoltaïques, le plus souvent au niveau de la toiture ou en cas d'impossibilité, au niveau de sa façade. Ce dispositif permet de capter le rayonnement solaire pour convertir ensuite cette énergie en électricité.
L'électricité verte produite peut alors être utilisée directement sur place, pour les besoins de l'exploitation et notamment pour alimenter les machines agricoles, les systèmes de ventilation ou encore pour éclairer les bâtiments. Elle permet ainsi de réduire la dépendance d'une exploitation aux énergies fossiles. Elle peut également être stockée dans des batteries pour une utilisation ultérieure ou être injectée dans le réseau électrique pour une revente à un fournisseur d'énergie.
Les bâtiments agricoles photovoltaïques peuvent être adaptés à différents types d'exploitation. Il peut notamment s’agir de fermes céréalières, de hangars ou encore de serres horticoles. Les panneaux peuvent également être installés sur différents types de bâtiments au sein d’une même exploitation comme une zone de stockage des récoltes ou de matériel agricole ou bien encore un bâtiment servant à abriter le bétail.
Un bâtiment agricole photovoltaïque offre plusieurs avantages importants pour un exploitant, aussi bien d’un point de vue pratique qu’économique ou encore écologique.
En intégrant des panneaux photovoltaïques sur le toit d'un hangar, un agriculteur peut tout d’abord produire une énergie propre et renouvelable pour les besoins de son exploitation. Celle-ci contribue alors à la réduction de ses coûts énergétiques chaque mois pendant de nombreuses années.
L'utilisation de panneaux solaires contribue par ailleurs à réduire les émissions de gaz à effet de serre de l'exploitation grâce à une production d'électricité verte. Elle s'inscrit de fait pleinement dans le processus de transition énergétique amorcé par les pouvoirs publics depuis déjà plusieurs années visant la neutralité carbone d'ici 2050.
Ce type d'installation permet également aux exploitants de réduire leur dépendance aux combustibles fossiles et au réseau électrique public. Elle offre ainsi la possibilité d'acquérir une plus grande autonomie énergétique qui peut se révéler particulièrement utile en cas de coupure de courant ou de hausse continue des prix de l'énergie comme c'est le cas actuellement.
L'installation de panneaux solaires sur la toiture d'un bâtiment agricole permet par ailleurs d'optimiser la surface disponible sans empiéter sur les terres cultivables. La rentabilisation d'une surface jusque-là non-utilisée permet alors de rationaliser l'exploitation des ressources disponibles et de préserver les espaces naturels ainsi que la biodiversité locale.
L'énergie solaire revêt enfin un enjeu d'image pour une exploitation. Mettre en place un bâtiment agricole photovoltaïque offre aux agriculteurs l'opportunité de communiquer sur leur engagement écologique auprès de leurs clients et de renforcer ainsi l'engagement de l'exploitation en faveur du développement durable. Investir dans un tel projet permet donc aux agriculteurs de se positionner comme des acteurs responsables et innovants dans leur secteur d'activité.
La rentabilité d'une installation agricole photovoltaïque est assurée par divers procédés.
En premier lieu, l'énergie captée par les panneaux permet la production d'une quantité plus ou moins importante d'électricité verte selon la taille de l'installation. On parle alors d'autoconsommation. Celle-ci permet notamment de réduire parfois sensiblement les factures énergétiques d'une exploitation.
Une ferme est en effet particulièrement adaptée à la production solaire puisque l'électricité produite pendant les pics de production en pleine journée (lorsque le soleil est au zénith) peuvent être immédiatement utilisés pour les différents besoins de cette activité (éclairage, fonctionnement d'équipements agricoles, alimentation des systèmes de traite, etc.).
La rentabilisation de l'installation est d'autant plus importante si elle est associée à l'utilisation de batteries solaires. Celles-ci permettent en effet de stocker le potentiel surplus d'électricité produit pour le réutiliser ultérieurement et donc éviter le gaspillage de production avec une optimisation totale de la production et de la consommation.
La rentabilisation peut également être assurée par la revente de l'électricité verte produite grâce au mécanisme de l'obligation d'achat (OA) qui permet de revendre l'excédent de production à un fournisseur d'électricité. L'agriculteur peut ainsi percevoir des revenus complémentaires s'il opte pour l'autoconsommation avec revente du surplus, à condition d'être raccordé au réseau électrique public d'Enedis. Un contrat est alors passé pour une durée de 20 ans en général, au cours de laquelle il bénéficie de tarifs de rachat fixes et réglementés. L’agriculteur a également la possibilité de revendre l'intégralité de sa production s'il estime que cette solution est plus avantageuse pour lui.
En plus de contribuer à la transition énergétique en utilisant une source d'énergie durable, le recours au photovoltaïque permet donc aux exploitations agricoles de diversifier leurs activités et leurs sources de revenus.
Une autre solution pour rentabiliser un hangar photovoltaïque consiste à opter pour la location de toiture à un intermédiaire exploitant (un particulier, une entreprise ou un fournisseur d’énergie). Elle consiste en la contraction d'un bail emphytéotique pour une durée d'exploitation de 18 à 99 ans avec un tiers qui s'engage à procéder à l'installation photovoltaïque sur le hangar. Celui-ci gère alors le coût de l'installation et s'engage à réaliser toutes les démarches s'y rapportant.
L'agriculteur perçoit un loyer mensuel fixe pour l'exploitation de sa toiture pendant toute la durée du contrat. A l'issue du bail, il peut demander le démantèlement de l'installation ou la conserver en l’état pour en tirer parti pour la durée restante de vie des modules solaires. Cette solution offre la possibilité de convertir des espaces inexploités en installations de stockage d'énergie solaire et ainsi de percevoir un loyer tout en évitant de financer des travaux coûteux et engageants.
Chacune de ces solutions apparaît rentable selon les besoins de l'exploitation et la stratégie adoptée. La rentabilité d’un hangar photovoltaïque est, quoiqu'il en soit, pratiquement toujours garantie par le fait que les modules photovoltaïques disposent généralement d’une durée de vie très importante, située aux alentours de 30 ans. Ils peuvent même dans certains cas de figure atteindre jusqu’à 40 ans grâce notamment à un entretien régulier. Des aides et subventions publiques à l’installation d’un système photovoltaïque permettent enfin de réduire le coût d’installation d’un tel dispositif et donc le nombre d’années nécessaires pour rentrer dans ses frais.
La conception d’un bâtiment agricole photovoltaïque peut être réalisée soit en ajoutant des panneaux solaires à un bâtiment déjà existant, soit en procédant à sa construction ad hoc, celle-ci pouvant parfois être prise en charge par le tiers exploitant dans le cas de la location de toiture. Quelle que soit la solution choisie, il est nécessaire pour concevoir un bâtiment agricole adapté au photovoltaïque de prendre en compte plusieurs éléments au préalable.
En premier lieu, il convient de s'assurer que l'orientation du toit est bien optimale pour permettre une captation maximale du rayonnement solaire. Dans l'idéal, un hangar photovoltaïque doit être orienté plein Sud. Les orientations Est et Ouest sont également possibles, quoique moins performantes. L’orientation Nord doit, elle, être absolument proscrite car trop peu efficace pour capter suffisamment d’énergie solaire.
L'inclinaison de la toiture est également très importante afin d’assurer une production maximale d'électricité. Idéalement, en France, elle doit être comprise entre 30 et 35° même si elle peut varier en fonction des saisons.
Il convient par ailleurs de s'assurer que la structure du bâtiment agricole soit suffisamment robuste pour supporter le poids des panneaux solaires, notamment pour l'installation d'un nombre important de modules. Une étude structurale approfondie doit être réalisée pour évaluer la capacité portante du toit et envisager de potentiels travaux de renforcement si nécessaire.
L'emplacement des panneaux solaires sur le toit doit en outre être pensé en fonction du niveau d'ensoleillement et des potentielles zones ombragées à éviter pour une captation maximale. Il convient alors de vérifier les ombres portées des éventuels obstacles aux différents moments de la journée qui sont susceptibles de limiter le rendement des modules.
La surface disponible pour l’installation des modules doit être suffisamment grande pour se révéler rentable, tout spécifiquement dans le cas où vous opteriez pour la location de toiture, le tiers exploitant devant rentabiliser son investissement.
À partir de ces différentes données, le professionnel choisi pour l’installation préconise un dimensionnement précis à adopter pour le dispositif, en fonction des besoins de l’exploitation (nombre de modules et puissance). Une fois le devis accepté par l’agriculteur, la pose est réalisée dans la grande majorité des cas sur la toiture :
Quels sont les coûts supplémentaires associés à l'installation de panneaux solaires dans un hangar agricole?
Outre l’investissement initial dans les modules solaires, d’autres frais annexes non négligeables sont également à anticiper pour un hangar agricole :
Comme tout projet impliquant la modification de l’apparence d’un bâtiment, un hangar photovoltaïque nécessite la réalisation de formalités préalables.
Si les panneaux sont posés sur une structure déjà existante, une simple déclaration préalable de travaux (DP) en mairie est suffisante. Il convient également de consulter le plan local d’urbanisme (PLU) qui peut prévoir des dispositions spécifiques, notamment dans les zones classées « monuments historiques ».
S’il s’agit en revanche d’une nouvelle construction, la formalité requise dépendra de la taille du bâtiment :
Dans le cas d’une serre agricole, une déclaration de travaux est suffisante si la hauteur de celle-ci ne dépasse pas 4 mètres et si son volume est limité à 2 000 m². Au-delà de ces mesures, il faudra solliciter un permis de construire.
Enfin, pour pouvoir revendre l’électricité produite, il est également indispensable d’effectuer une demande de raccordement au réseau auprès d’Enedis et de souscrire un contrat de revente avec un fournisseur d’énergie.
Le prix d'un bâtiment agricole photovoltaïque varie en fonction de plusieurs facteurs tels que la taille du hangar, le nombre et la puissance de modules solaires à installer, tous ces éléments étant en bonne partie déterminés par les besoins en électricité de l'exploitation. Plus la surface à couvrir est importante, plus le coût est évidemment élevé.
La qualité des équipements et matériaux utilisés est également susceptible de faire varier le prix final du projet tout comme la complexité de l'installation ainsi que les potentiels accessoires complémentaires tels que les batteries solaires ou les systèmes de monitoring intégrés.
D'une manière générale cependant, pour l'intégration de panneaux sur un bâtiment existant, les tarifs constatés, selon plusieurs sites spécialisés, fluctuent entre 400 et 800 euros par m² (pose comprise), soit entre 40 000 et 80 000 € pour une installation de 100 m². La construction d'un nouveau bâtiment est évidemment plus onéreuse et peut coûter entre 1 000 et 1 500 € (pose comprise) par m², soit entre 100 000 et 150 000 € pour une installation de 100 m².
Il convient également de prévoir les coûts de raccordement au réseau électrique qui varient en fonction de la distance au point de raccordement de la ligne à moyenne tension. Ils sont généralement compris entre 100 et 200 € par watt-crête.
Le rendement des hangars agricoles photovoltaïques dépend de nombreux facteurs tels que l'emplacement géographique, l'inclinaison et l'orientation des panneaux solaires, ainsi que la qualité des modules choisis. Les panneaux les plus performants (les modules monocristallins qui utilisent un seul cristal de silicium uniforme) peuvent atteindre un niveau de rendement de 23 % (23 % de l'énergie solaire captée est convertie en électricité verte utilisable). Les panneaux polycristallins, qui utilisent plusieurs cristaux de silicium, affichent eux des rendements compris entre 14 et 18 %.
Le rendement des modules peut également être optimisé par différentes techniques telles que l’utilisation de panneaux bifaciaux captant les rayons lumineux au niveau du sol ou encore la pose de trackers pour suivre constamment le rayonnement solaire.
En combien de temps un bâtiment agricole photovoltaïque peut-il être rentabilisé?
On considère généralement qu'une installation bien exposée et bien dimensionnée peut être rentabilisée sur une période allant de 7 à 12 ans seulement. La rentabilisation est généralement plus rapide que pour une pose résidentielle grâce à la surface des hangars, généralement bien plus importante et qui permet d'installer bien plus de modules. Les bâtiments agricoles peuvent ainsi produire une quantité bien plus significative d'électricité verte.
En plus des économies d'énergie réalisées sur la consommation quotidienne, cette rentabilisation rapide permet de bénéficier d'une énergie qui peut être considérée comme pratiquement gratuite une fois le point de rentabilisation atteint. Avec une durée de vie des modules très importante, autour de 30 ans, voire même 40 ans dans certains cas de figure, il s'agit donc d'un investissement qui peut se révéler particulièrement rentable sur le long terme.
La rentabilisation d’un bâtiment agricole photovoltaïques peut être accélérée par les différentes aides et subventions des pouvoirs publics à disposition des agriculteurs à savoir :