© Elamri Y.: Les dispositifs agrivoltaïques de la plateforme expérimentale de Lavalette. De part et d’autres, les dispositifs dynamiques (inclinaisons des panneaux variables) et au centre, les dispositifs à inclinaison fixe.
L’agrivoltaïque, association sur une même surface d’une production agricole et d’une production d’énergie d’origine photovoltaïque, apparait aujourd’hui comme une solution innovante pour atténuer les effets du changement climatique, notamment sur le secteur agricole. Déjà imaginées en 1982, les premières expérimentations débutées à Montpellier (France) en 2010 ont montré la pertinence de cette association à travers un maintien des rendements sous certaines conditions, une meilleure efficience d’utilisation du sol ainsi qu’une diminution de la consommation en eau des cultures sous ombrage. Suite à ces travaux pionniers réalisés sous des panneaux photovoltaïques à inclinaison fixe, l’utilisation de panneaux dynamiques à inclinaison variable est apparue nécessaire pour réduire l’hétérogénéité du rayonnement disponible pour la culture mais aussi, adapter la stratégie d’ombrage aux besoins radiatifs de la culture au cours de son développement.
© Elamri Y.: Ombrage sous les dispositifs agrivoltaïques de Lavalette lors des expérimentations conduites sur des laitues irriguées en goutte à goutte. Au premier plan, l’ombrage sous dispositif dynamique. Au second plan, ombrage sous dispositif fixe en semi-densité. En arrière-plan, ombrage sous dispositif fixe pleine densité (correspondant à une centrale photovoltaïque classique élevée à 4.5m de hauteur)
La présente thèse avait pour objectif de caractériser et de modéliser l’impact de la présence de panneaux solaires sur le bilan hydrique d’une culture conduite sous dispositif agrivoltaïque dynamique en vue d’optimiser la stratégie d’irrigation et le pilotage de l’inclinaison des panneaux. Les expérimentations menées sur une culture de laitues ont mis en évidence l’intérêt de panneaux dynamiques afin de réduire les hétérogénéités radiatives. Le développement d’un modèle de redistribution des pluies par les panneaux photovoltaïques a permis la mise en œuvre d’une stratégie de pilotage de l’inclinaison en temps réel a permis d’homogénéiser les cumuls observés au sol. L’adaptation d’un modèle de bilan hydrique et de développement de culture par l’ajout d’un module décrivant la dynamique stomatique sous ombrage fluctuant a permis de décrire la consommation en eau de la culture et son développement sous différentes stratégies de pilotage de l’ombrage. Enfin, différentes stratégies de pilotage de l’inclinaison des panneaux photovoltaïque ont pu être simulées et évaluées à l’aide d’un indicateur globale intégrant l’efficience d’utilisation du sol, la productivité de l’eau, le décalage de maturité et les sources d’hétérogénéités pouvant affecter la production de laitues.
Le développement rapide de l’usage des eaux souterraines pour l’irrigation en Tunisie a permis une croissance agricole considérable. Mais dans de nombreuses régions un tel développement devient non durable, comme c’est le cas pour la plaine de Kairouan en Tunisie centrale.
Dans les zones semi-arides, l'agriculture est basée sur des ressources "eau et sol" limitées et fragiles souvent surexploitées. L'évaluation environnementale dans ces zones est difficile due au manque de données. Notre zone d'étude est située à l'amont du bassin versant de Merguellil, situé en Tunisie centrale, un pays méditerranéen, caractérisé par un climat semi-aride avec une forte variabilité des précipitations et des taux d'évaporation élevés (Lacombe, 2008) et elle est considérée comme une importante zone de recharge des aquifères. Dans la région méditerranéenne, la dégradation des sols et les ressources en eau constituent un enjeu pour l'homme et l'environnement. L'agriculture en Méditerranée se caractérise par des exploitations de petite taille - un grand nombre de fermes ont moins de 10 hectares - et économiquement moins efficaces. L'amont du Merguellil réunit des enjeux environnementaux majeurs tels que des ressources variables et limitées, la surexploitation des ressources en eau, le faible contrôle de l'accès à l'eau et une dégradation accélérée des sols. Ces problèmes sont également rencontrés dans tout le bassin méditerranéen, le bassin Merguellil peut alors être considéré comme un cas exemplaire (Leduc et al., 2007). Cette zone présente également une faible disponibilité de données. A partir de 1990, ce bassin a fait l'objet de plusieurs travaux de conservation des eaux et des sols pour le protéger contre l'érosion et protéger la partie aval du bassin versant de Merguellil (la plaine du Kairouan). Le développement d’une agriculture irriguée de plus en plus intensive et l'expansion rapide des aménagements de conservation ont posé la question de leurs impacts environnementaux et particulièrement sur la qualité des sols.
La Tunisie cherche à réorienter ses politiques d’aménagement et de conservation des eaux et des sols (ACES) afin qu’elles gagnent en efficacité, en s’appuyant sur des démarches participatives innovantes. Cette réorientation passe par le renforcement du dialogue entre les principaux acteurs des espaces ruraux concernés, agriculteurs et administration. Cependant, cette orientation s’inscrit dans des contextes ruraux souvent peu documentés où la dimension environnementale nécessite d’être objectivée. En plus, l'intensification agricole d’une agriculture irriguée en Tunisie centrale, engendre des impacts environnementaux locaux et régionaux, liés à une consommation accrue en intrants et ressources, dont l’eau et le sol. En faveur d'une agriculture plus durable et pour éclairer les politiques publiques de développement agricole, il est nécessaire d’évaluer les impacts des pratiques agricoles et d’aménagement, et ceci à l’échelle d’un territoire. La question est ainsi de savoir comment mettre en œuvre une démarche d'évaluation environnementale dans un contexte 1) de rareté de données fiables y compris statistiques, et de complexité des pratiques agricoles, 2) de proéminence des questions socioéconomiques sur les préoccupations environnementales 3) de méconnaissance de la perception des acteurs locaux sur ces questions et donc de difficulté à identifier des indicateurs pertinents et mobilisables.
