L’utilisation de l’intelligence artificielle (IA) explose. D’après un rapport sectoriel, plus de 50 % des nouveaux contenus internet seront générés par l’IA en 2025. On entraîne même désormais l’IA sur des contenus qu’elle génère elle-même et, bien que cela puisse dégrader ses performances , cette évolution se poursuit à un rythme effréné.
L’intelligence artificielle (IA) est extrêmement énergivore . Elle met à rude épreuve le réseau électrique, fait grimper les factures d’électricité et perturbe la planification des grands réseaux. Cette « crise énergétique liée à l’IA » s’aggrave. L’Agence internationale de l’énergie prévoit que la demande mondiale d’électricité des centres de données doublera d’ici 2030 , dépassant ainsi la consommation actuelle du Japon.
Dans le même temps, la technologie photovoltaïque solaire, qui utilise l’énergie du soleil pour produire de l’électricité , offre l’énergie la moins chère de l’histoire. Ce secteur est en pleine expansion . Cependant, les projets solaires et d’intelligence artificielle menacent tous deux d’ empiéter sur des terres agricoles précieuses , provoquant des protestations publiques .
Une nouvelle étude à laquelle révèle que l’« agrivoltaïsme » — l’utilisation des terres à la fois pour la production d’électricité et la production alimentaire — est une solution très prometteuse.
Dans la première étude de ce type, nous avons constaté que l’agrivoltaïsme était une solution viable pour répondre aux besoins énergétiques croissants de l’IA aux États-Unis, tout en augmentant la production alimentaire.
Au Canada, l’agrivoltaïsme pourrait produire suffisamment d’électricité pour éliminer complètement le besoin de combustibles fossiles sur le réseau , en utilisant moins de 1 % des terres agricoles du pays.
Clôtures à panneaux solaires
L’agrivoltaïsme permet aux communautés agricoles de produire de l’électricité d’origine photovoltaïque tout en continuant à produire des aliments, parfois même avec des rendements supérieurs à ceux d’auparavant.
Dans notre étude, nous avons examiné deux types d’agrivoltaïsme — le solaire vertical et le solaire à suivi mono-axial — car les deux pouvaient être intégrés dans la plupart des exploitations agricoles sans gêner les agriculteurs.
Les systèmes agrivoltaïques verticaux sont essentiellement des clôtures constituées de panneaux solaires. Ces clôtures sont suffisamment espacées pour permettre aux agriculteurs de faire circuler leurs tracteurs, moissonneuses-batteuses et autres engins agricoles entre les rangs de leurs champs sans les heurter.
Les systèmes photovoltaïques à suivi mono-axial utilisent le même principe : il suffit de les espacer pour les applications agrivoltaïques. Ces systèmes suivent la course du soleil et produisent ainsi plus d’énergie par panneau. En agriculture, ils se positionnent verticalement, à l’instar des clôtures. Ces deux types de systèmes photovoltaïques agricoles ont un impact minime sur l’ensoleillement des cultures et conviennent donc à la plupart d’entre elles.
Un microclimat bénéfique
Plusieurs études portant sur une grande variété de cultures vivrières, dont le basilic, le brocoli, le céleri, le piment chiltepin, le maïs, la laitue, les graminées fourragères, les pommes de terre, les épinards, les tomates et le blé, ont démontré que l’agrivoltaïsme peut accroître les rendements . Par exemple, nous avons montré que le rendement des fraises en Ontario a augmenté de 18 % au cours d’une année normale.
En effet, les panneaux solaires agrivoltaïques peuvent créer un « effet bouclier », générant un microclimat bénéfique dans lequel les plantes sont quelque peu protégées du soleil, de la chaleur et du vent.
Cet effet protecteur dépend des conditions météorologiques. Par exemple, l’agrivoltaïsme est généralement bénéfique à la laitue, mais la chaleur de l’été dernier a intensifié cet effet, de sorte que le poids frais de la laitue a augmenté de plus de 400 % par rapport aux plants témoins non ombragés et de plus de 200 % par rapport au rendement moyen national.
Éliminer les combustibles fossiles
Dans notre étude, nous avons utilisé les données de consommation énergétique des centres de données à l’échelle des États et modélisé le potentiel de production agrivoltaïque. Nous avons examiné dans quelle mesure l’agrivoltaïsme pourrait couvrir la demande du secteur numérique. Nous avons également analysé la superficie des terres agricoles nécessitant des investissements en énergie solaire pour alimenter les applications d’intelligence artificielle dans les États américains abritant les plus grands centres de données.
Nos résultats ont montré que les systèmes agrivoltaïques verticaux ne nécessitaient que 0,003 à 2 % des terres agricoles dans les États ciblés. C’est presque rien. Les systèmes à suivi mono-axial en nécessitent encore moins, de 0,001 à 0,548 %.
La crise énergétique liée à l’IA aux États-Unis pourrait être évitée en installant des trackers mono-axiaux sur au maximum 0,5 % des terres dans les États les moins riches en agriculture.
Le Canada est encore plus chanceux : en utilisant moins de 1 % de ses terres agricoles, le pays pourrait produire suffisamment d’électricité pour se passer des combustibles fossiles . Cela concernerait tous les besoins énergétiques, et pas seulement l’intelligence artificielle.
Des panneaux solaires spécialement conçus sont installés au-dessus d’une plantation de pommiers biologiques dans le cadre d’un projet de recherche en agrivoltaïsme à Gelsdorf, dans l’ouest de l’Allemagne. (Photo AP/Martin Meissner)
Double source de revenus
L’agrivoltaïsme préserve les emplois agricoles, augmente l’approvisionnement alimentaire et améliore considérablement les revenus agricoles grâce à la valeur élevée de la production d’électricité solaire.
Elle offre une double source de revenus : l’une provenant de la vente de produits agricoles, et l’autre de la vente d’électricité ou de la compensation des besoins en électricité d’une exploitation agricole.
Sans surprise, l’agrivoltaïsme connaît une croissance rapide et le marché mondial représente déjà plus de 14 milliards de dollars américains . Même le Vatican est désormais alimenté par l’agrivoltaïsme .
Réglementations obsolètes
Dans certaines juridictions, cependant, des réglementations obsolètes empêchent de fait le développement de nouvelles installations agrivoltaïques. L’Ontario, au Canada, en est un exemple.
L’agrivoltaïsme s’est avéré économiquement rentable en Ontario lorsqu’il a été intégré au pâturage des agneaux et des moutons pour la gestion de la végétation sur les sites de centrales solaires conventionnelles. Malheureusement, il s’agit du seul exemple d’agrivoltaïsme largement répandu dans la province en raison des restrictions imposées au déploiement de l’énergie solaire à grande échelle sur les terres agricoles.
Pour remédier à cet obstacle à la création d’emplois, à la sécurité alimentaire et au développement économique, l’Ontario peut actualiser sa réglementation afin d’exempter l’agrivoltaïsme des restrictions actuelles. Cela permettrait d’attirer d’importants investissements et de favoriser le développement de l’agrivoltaïsme basé sur les cultures.
Plus précisément, le gouvernement de l’Ontario peut inclure l’agrivoltaïsme dans la catégorie « utilisation liée à l’agriculture » de l’ énoncé de politique provincial afin de contourner les restrictions relatives à « l’utilisation diversifiée à la ferme ».
De cette façon, nous pourrions tous produire davantage de nourriture et d’énergie solaire pour répondre à la demande croissante.
