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Dernière mise à jour : Mai 2021

Valle Benoit

Doctorant
Équipe ETAP
2013-2016

Thèse soutenue le 26.06.2017

Sujet : Modélisation et optimisation de la croissance de la laitue dans un système agrivoltaïque dynamique

Résumé :

L’agrivoltaïque, combinaison de panneaux photovoltaïques et d’une culture sur le même sol, a été proposé en 1982 comme solution au conflit d’usage des sols. Lancé en 2010 à Montpellier, le concept associant panneaux fixes et diverses cultures a fait la preuve d’une productivité combinée de la parcelle améliorée grâce, notamment, à l’acclimatation de la culture à l’ombre. Dans cette thèse, les panneaux fixes ont été échangés par des panneaux orientables au cours de la journée. L’objectif était d’optimiser l’orientation des panneaux pour maximiser la productivité combinée de la parcelle sans pénaliser la culture. Pour cela, la croissance et le développement de laitues ont été analysés en conditions contrôlées et en plein champ sous différentes modalités d’ombrage par panneaux fixes ou mobiles. Les panneaux mobiles ont permis d’améliorer la productivité combinée de la parcelle par rapport à des panneaux fixes, avec un maintien de la production agricole dans certaines conditions. Une approche écophysiologique basée sur le développement de la plante, sa capacité à intercepter et convertir le rayonnement en biomasse, a révélé que les modalités d’ombrage avaient peu d’impact sur la mise en place de la surface foliaire malgré des différences de biomasse accumulée en rapport avec le rayonnement transmis à la plante. Des modifications du développement foliaire ont conduit à une meilleure utilisation du rayonnement transmis lorsque celui-ci était réduit. Ce travail a débouché sur une modélisation de l’impact de l’orientation des panneaux sur la biomasse des laitues permettant d’optimiser le pilotage des panneaux en fonction du scénario climatique et des objectifs de productions.

Encadrant : Thierry SIMONNEAU

Projet de recherche

Doctorant CIFRE en collaboration avec l’entreprise Sun’R, producteur d’énergie, je travaille sur le concept innovant de systèmes agrivoltaïques (Duprazet al., 2010). Mon sujet de thèse étant « Modélisation et Optimisation dynamique de système agrivoltaïque avec trackers asservis», j’étudie les réponses écophysiologiques des plantes sous une structure photovoltaïque orientable.

Dans un contexte de conflit d’usages des terres arables entre production alimentaire et production énergétique (bio-carburants, biogaz, …), l’association de ces deux systèmes sur une même surface pourrait être la solution. Des travaux précédents (H. Marrou, 2010-2013) ont montré que la présence de panneaux photovoltaïques au-dessus de cultures permettait d’obtenir, sous certaines conditions, des rendements agricoles comparables à des cultures en plein champ.

Dans ce nouveau projet de thèse, les panneaux photovoltaïques au-dessus des cultures sont désormais orientables. Leur asservissement en fonction de l’heure de la journée, du climat ou encore du stade phénologique des plantes cultivées, peut permettre de moduler la quantité et la qualité du rayonnement solaire en fonction des besoins de la culture.

Dans le cadre de ma thèse, j’aurai la tâche de modéliser les réponses écophysiologiques de cultures sous panneaux photovoltaïques en fonction de leur asservissement. Dans ce contexte, les phénomènes de transition ombre-lumière et d’induction de l’activité photosynthétique seront étudiés dans des conditions fluctuantes. L’objectif est de déterminer le meilleur asservissement des panneaux permettant d’augmenter le rendement en comparaison d’une culture témoin en plein champ.

http://www.sunr.fr/

Cursus Universitaire

Ingénieur Agronome ENSAT (T10, AgroBioSciences Végétales)
Master 2 Recherche UPS III Toulouse (BioSciences Végétales)
Projet de Fin d’Étude au LIPM (INRA-CNRS, Toulouse)