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Du point de vue de l’environnement local


Sommaire :

Malgré un bilan environnemental global incontestablement positif sous l’angle de l’énergie et du climat compte tenu des enjeux et des perspectives mondiales, le photovoltaïque, comme toute filière industrielle dans quelque domaine que ce soit, n’est pas exempt d’impacts au niveau de l’environnement local.

Ces impacts peuvent être mesurés à trois étapes successives :

-  d’abord au niveau de l’industrie de fabrication, depuis l’extraction des matières premières jusqu’à l’expédition sur site des différents éléments constitutifs des systèmes photovoltaïques ;

-  ensuite durant toute la période d’exploitation de ces systèmes pour la production d’électricité, depuis les travaux préparatoires à l’installation proprement dite jusqu’au démontage du système, y compris les impacts affectant l’environnement local au-delà de sa présence effective ;

-  on doit se soucier enfin du devenir, une fois le système démonté, des différents composants en termes de recyclage et de gestion des déchets finaux.

Les étapes 1 et 3 étant communes à l’ensemble de la filière photovoltaïque, on se reportera aux travaux généraux d’étude et d’analyse de cycle de vie présentés dans la rubrique Les enjeux environnementaux. Ces travaux tendent à montrer que l’industrie photovoltaïque, dont la protection de l’environnement est l’un des fondements majeurs, réalise des efforts soutenus et permanents pour diminuer ses impacts sur l’environnement à toutes les étapes : travaux continus de R&D visant à la réduction des besoins en matières premières et en énergie nécessaire à la fabrication des modules, développement de technologies facilitant la recyclabilité des modules, strict contrôle des rejets de produits chimiques utilisés dans les process, engagement volontaire de l’ensemble de l’industrie pour la mise en place de systèmes de collecte et de recyclage des modules en fin de vie, etc.

Les parcs photovoltaïques qui sont par définition implantés dans un milieu plus ou moins naturel, peuvent spécifiquement impacter l’environnement local d’une part au moment de leur construction, d’autre part tout au long de leur exploitation, mais ils peuvent aussi avoir des conséquences sur la gestion du foncier en milieu rural, un sujet qui peut être tout aussi sensible du point de vue de la gestion écologique des ressources.

Impacts sur les écosystèmes locaux

Les parcs photovoltaïques ne peuvent pas être construits sur des espaces naturels protégés au titre de la réglementation sur l’environnement, mais, compte tenu de la dimension des terrains susceptibles de les accueillir qui peut se compter en dizaines d’hectares, leur impact sur des écosystèmes considérés comme « banals » peut être non-négligeable.

Au niveau du sol, la pose des champs de modules ne nécessite en principe pas de travaux lourds de génie civil ni même de fondation du fait d’une faible prise au vent.

Des solutions simples et efficaces telles que des pieux enfoncés dans le sol ou des lests constitués par des socles de béton posés à même le sol permettent d’éviter le bouleversement des couches supérieures de ce dernier, qui, une fois le parc démantelé, retrouvera sans difficultés son état initial.

De même, les tranchées nécessaires au passage des câbles de connexion entre les différentes branches de modules, les organes de transformation et le point de livraison n’ont pas besoin d’être très profondes ni très larges compte tenu que le rapport entre tension et puissance du courant à évacuer d’une part, les distances à parcourir d’autre part ne nécessitent pas des câbles de grande section.

Suivant la configuration retenue, un ou plusieurs bâtiments techniques peuvent être nécessaires pour abriter notamment les transformateurs et les départs de ligne, mais il s’agit en général de bâtiments légers ne nécessitant pas de fondations et d’une surface réduite, quelques dizaines de mètres-carrés tout au plus.

Au total, l’implantation d’un parc photovoltaïque peut être considérée comme une opération totalement réversible, y compris pour un usage agricole des sols, à condition toutefois que les différents intervenants (propriétaire du terrain, maître d’ouvrage du parc, bureaux d’études, entreprises,…) aient une approche sensible de l’environnement qui doit conduire à perturber le moins possible le site.

En ce qui concerne l’écoulement des eaux, la couverture permanente du sol reste très sommaire et partielle (30% pour les système fixes, moins de 5% pour les systèmes mobiles), ce qui ne conduit pas à des modifications sensibles du régime hydrologique de la parcelle, malgré une possible différenciation entre micro-climats abrités et non-abrités.

Dans le cas de systèmes fixes, on pourrait voir apparaître sous la partie basse des modules une certaine érosion due à l’écoulement de l’eau au même endroit sur une longue durée, plus ou moins sensible selon la nature du sol.

L’impact sur la flore et la petite faune terrestre n’est pas neutre, mais il est difficile de dire d’une manière générale s’il est négatif ou positif : la création de zones ombragées sous les rangées de modules peut avoir un effet bénéfique pour certaines espèces et en gêner d’autres, et la biodiversité peut s’en trouver favorisée, notamment dans les régions arides, en contribuant à la rétention d’eau dans les parties superficielles du sol lorsque ce dernier est à l’ombre.

La gêne occasionnée à la faune aérienne (oiseaux et insectes), essentiellement visuelle, est très limitée, et aucune observation ni étude n’a démontré l’existence de problèmes sensibles. L’idée parfois évoquée que la surface des modules pourrait être confondue avec une étendue d’eau par les oiseaux aquatiques est clairement infondée. Une étude menée en Allemagne sur un parc mitoyen d’un immense bassin de retenue du canal Main-Danube n’a révélé aucun cas d’une telle confusion.

L’obligation de clôturer les terrains pour des raisons de sécurité et d’assurance peut en revanche empêcher la faune terrestre moyenne et grande de se déplacer à sa guise, ce qui peut avoir des implications au niveau de l’équilibre de la biodiversité locale compte tenu de la dimension des espaces pouvant ainsi être interdits. Une solution peut être trouvée par la mise en place de dispositifs de passage des clôtures adaptés à la taille et aux mœurs des espèces concernées et, dans certains cas, de corridors écologiques.

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Système de sécurité
Crédit photo : Phoenix Solar

Contrairement à une crainte parfois exprimée, le risque de reflets aveuglants est inexistant, la face externe du verre qui protège les cellules recevant systématiquement un traitement antireflet dans le but d’améliorer le rendement de conversion (la lumière reflétée est « perdue » d’un point de vue énergétique) : seulement 5% de la lumière incidente est réfléchie par les modules actuels.

De plus, l’inclinaison des modules fait que la lumière éventuellement reflétée se dirige plus ou moins haut dans le ciel suivant l’heure de la journée et ne peut donc être perçue que par un observateur se trouvant en un point très dominant : montagne (mais on évite en général d’installer un parc solaire dans un site dominé par le relief) ou aéronef (le phénomène sera alors très ponctuel et sans danger).

Dernier point qui peut être sensible, bien qu’il ne relève pas à proprement parler de l’impact sur les milieux naturels mais de la perception que les êtres humains peuvent en avoir : celui du paysage.

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Crédit photo : Phoenix Solar

Bien qu’ils soient plus gourmands en espace que leurs cousins éoliens du fait d’une densité énergétique plus faible, les parcs photovoltaïques ont un impact paysager nettement moindre découlant de caractéristiques qui les rendent beaucoup moins visibles :
-  une structure visuelle horizontale et non verticale avec une hauteur maximale de quelques mètres, ce qui les rend peu visible pour un observateur au sol, même se trouvant à proximité.
-  une gamme de couleurs dominantes « passe-partout » (entre bleu moyen et gris foncé)
-  l’absence de mouvement attirant l’œil et donc l’attention.

Combiné à ces trois caractéristique, l’effet d’alignement des champs de modules peut, pour un observateur situé en surplomb, rappeler certains alignements liés à des pratiques agricoles courantes (andains de foin, champs de lavande, vergers …)

En ce qui concerne la co-visibilité, notamment avec des monuments historiques ou des sites naturels, les parcs photovoltaïques sont soumis aux règles de droit commun dès lors qu’il s’agit d’un site classé au titre du patrimoine ou de l’environnement, sous l’autorité des ABF ou de la Commission des sites concernée.

Au total, moyennant quelques précautions, la prise en compte de quelques principes et l’application de quelques règles simples, un parc photovoltaïque bien conçu et bien réalisé peut ne pas être particulièrement pénalisant pour les paysages.

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Sunfix_Solarworld
Crédit photo : solarworld

Impacts sur l’usage des sols

Les risques de conflits entre les usages alimentaires et énergétiques des sols cultivés ont été mis en évidence en 2008 lorsque la montée en puissance des bio-carburants au niveau mondial a entraîné une augmentation très forte des prix des denrées alimentaires de base et provoqué des « émeutes de la faim » dans plusieurs pays en développement.

On peut ajouter à cet enjeu majeur d’autres méfaits comme la réduction de matière organique dans le sol, la perte de biodiversité ainsi que la pollution des sols et des eaux à cause de l’intensification des modes culturaux, sans oublier la déforestation à grande échelle en zone inter-tropicale.

En Europe c’est à terme le principe même des cultures énergétiques sur des terrains agricoles aptes à la production alimentaire qui pourrait être remis en cause avec la suppression progressive des jachères imposées par la Politique Agricole Commune, d’autant plus que la perspective de la mise au point des bio-carburants dits « de 2e génération », qui devraient d’ici quelques années permettre d’exploiter d’autres formes de biomasse (bois, pailles, algues), devrait pouvoir offrir des alternatives crédibles.

Il est donc parfaitement légitime que la question de l’impact possible des parcs photovoltaïques sur l’usage des sols soit posée. Mais, alors que la pression foncière en faveur de l’artificialisation des sols qui s’exerce notamment en zone péri-urbaine, mais aussi en milieu rural, conduit la France à perdre tous les dix ans l’équivalent d’un département de terres cultivables, il convient de se garder d’une vision trop alarmiste qui pourrait découler d’informations ou de rumeurs tendant à surévaluer cet impact.

En effet, si l’on prend comme référence une part de 20% de parcs photovoltaïque dans les objectifs du Grenelle, soit un peu plus de 1 000 MWc installés en 2020, les terrains occupés auraient une surface totale comprise entre 3 000 et 5 000 ha, soit 0,01% de la Surface Agricole Utile (SAU) et moins de 0,05 % de la surface agricole non cultivée.

Si la proportion des parcs photovoltaïques au sol venait à représenter 50% de la puissance cumulée en 2020, cela représenterait toujours moins de 0,15 % de la surface agricole non cultivée, et si les parcs photovoltaïques venaient à remplir à eux seuls la totalité de l’objectif de 5 400 MWc, ils occuperaient au total une superficie de l’ordre de 20 000 à 25 000 hectares de terrains, qui de plus ne seraient pas nécessairement agricoles.

Et si l’on poussait la logique jusqu’à l’absurde en demandant aux parcs photovoltaïques de fournir la totalité de la consommation actuelle d’électricité de la France, les terrains mobilisés représenteraient 1 400 000 hectares, soit un carré de 120 km de côté, environ 2,5 % de la superficie totale de la France : la carte ci-dessous figure cette proportion.

Ce chiffre paraît considérable en valeur absolue, mais, comme le montre le graphique ci-dessous, il est plus de deux fois inférieur à la surface agricole qu’il sera nécessaire de consacrer aux agro-carburants pour tenir l’objectif du Grenelle d’incorporation de 10% (en retenant l’hypothèse d’une part égale entre éthanol et bio-diesel), et il est du même ordre de grandeur que la perte de surface agricole utile par artificialisation d’ici 2020 si le rythme actuel se poursuit, notamment pour la construction de maisons individuelles en lotissements et de zones commerciales dans les secteurs périurbains des grandes agglomérations, mais aussi des villes moyennes et petites.

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Occupation des sols pour différentes applications
Crédit photo : Hespul et Solagro

Pour pousser la comparaison, on peut noter que, en un an, un hectare consacré à la production de biocarburants de 1re génération permet à une automobile de moyenne gamme de parcourir entre 22 000 km (avec du bio-diesel) et 60 000 km (avec du bio-gaz), alors que l’électricité produite par un parc photovoltaïque sur la même surface permet à un véhicule hybride rechargeable de gamme équivalente d’en parcourir plus de 3 millions, soit un rendement à l’hectare 50 fois supérieur au plus efficace des agro-carburants et 150 fois supérieur au moins efficace alors que c’est ce dernier qui a concentré l’essentiel des aides publiques depuis une vingtaine d’années .

Est-ce à dire que l’objectif doit être de remplacer les surfaces cultivées pour la production d’agro-carburants par des parcs photovoltaïques ? Certainement pas, car le photovoltaïque n’a nullement besoin de terres labourables ou cultivables, ni même agricoles au sens le plus large, et toutes sortes d’espaces impropres à l’agriculture peuvent tout aussi bien convenir : terrains vagues, friches industrielles, zones polluées, abords d’infrastructures routières, ferroviaires ou aéroportuaires, décharges fermées, terrils, surfaces imperméabilisées, anciens terrains militaires, zones de déprise, etc.

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1MW_Suisse
Crédit photo : Hespul

En outre, les parcs photovoltaïques ne monopolisent qu’une part minoritaire des terrains qu’ils occupent, environ 35 % pour les systèmes fixes et moins de 5% pour les systèmes avec trackers, ce qui les rend compatibles avec certaines pratiques agricoles comme l’élevage extensif d’ovins (ces derniers contribuant de plus à l’entretien du terrain et à la maintenance de l’installation en conservant l’herbe rase) ou encore l’apiculture, les petites cultures maraîchères, l’élevage à vocation cynégétique et autres modes de valorisation des parcelles.

La circulaire du Ministère de l’Environnement du 18 décembre 2009 prévoit cependant que « les projets de centrales solaires au sol n’ont pas vocation à être installés en zones agricoles, notamment cultivées ou utilisées pour des troupeaux d’élevage. Dès lors, l’installation d’une centrale solaire sur un terrain situé dans une zone agricole […] est généralement inadaptée compte tenu de la nécessité de conserver la vocation agricole des terrains concernés. Toutefois, l’accueil d’installations solaires au sol peut être envisagé sur des terrains qui, bien que situés en zone classée agricole, n’ont pas fait l’objet d’un usage agricole dans une période récente. » C’est dans ce contexte législatif et face à la multiplication du nombre de projets sur le département que le Préfet des Hautes-Alpes a fait établir une cartographie des terres agricoles de bonne valeur agronomique, n’ayant pas vocation à accueillir des centrales solaires au sol (voir ci-dessous).

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Dernière mise à jour : 13 février 2018
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