Réponse de la prairie à l’ombrage dans des parcs agrivoltaïques par simulation et expérimentation - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Access content directly
Master Thesis Year : 2023

Réponse de la prairie à l’ombrage dans des parcs agrivoltaïques par simulation et expérimentation

Abstract

In France, drought events are multiplying, caused by climate changes and the overuse of fossil fuels. Agrivoltaism is a promising solution that combines decarbonized fuels and crop protection with photovoltaic panels. Our study is aimed to examine the impact of the shadow cast by panels on plants in three distinct geographic zones through various technologies. By using precise measurements and analyzing leaf traits, we calibrated the ModVege model, which is adaptable to multiple species and permanent grasslands. Plants can adapt under shade, with benefits depending on the species and treatment. Through analyzing the model's reaction to increased SLA, light interception, and use efficiency in different conditions, we found that by increasing these parameters resulted in a significant increase in biomass production by 105%. Using diffuse radiation over global radiation reduced radiation loss by 90 to 70%. The model faced challenges in simulating biomass under shade. Our study offers insights on how to enhance biomass simulation under these circumstances and provides good practices for utilizing photovoltaic panels to protect crops.
Les épisodes de sécheresse se multiplient en France, à cause du dérèglement climatique accéléré par la consommation abusive des énergies fossiles. Une stratégie combinant l’utilisation des énergies décarbonées et la protection des cultures est d’utiliser des panneaux photovoltaïques sur une même surface : on appelle cela l’agrivoltaïsme. Notre étude se concentre sur l’impact de l’ombrage créé par les panneaux photovoltaïques sur le couvert végétal, dans trois zones géographiques différentes en France avec différentes technologies. Grâce à des mesures de traits foliaires (SLA, LDMC, densité stomatique) nous avons effectué une calibration du modèle ModVege adapté à plusieurs espèces et aux prairies permanentes. Les plantes sont capables de s’adapter à l’ombre avec un bénéfice dépendant des espèces et du traitement. Nous avons analysé la sensibilité du modèle en réponse à l’augmentation de la SLA, à l’interception de la lumière et à son utilisation efficace dans diverses conditions, permettant de déterminer quel paramètre influençait l’augmentation de biomasse à l’ombre. L’augmentation des valeurs des trois paramètres permet une augmentation de la biomasse de 105% en pleine lumière, mais ne prévient pas une chute de la biomasse sous ombrage de 90%. De plus, nous avons utilisé le rayonnement diffus à la place du rayonnement global, permettant une plus faible réduction du rayonnement (90% à 70%). Le modèle reste en difficulté concernant la simulation de la biomasse à l’ombre. Toutefois, notre étude a soulevé des perspectives d’amélioration concernant la simulation de la biomasse à l’ombre, mais aussi sur les bonnes utilisations des panneaux photovoltaïques pour protéger les cultures.
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Dates and versions

hal-04191860 , version 1 (30-08-2023)

Identifiers

  • HAL Id : hal-04191860 , version 1

Cite

Marine Blaise. Réponse de la prairie à l’ombrage dans des parcs agrivoltaïques par simulation et expérimentation. Sciences de l'environnement. 2023. ⟨hal-04191860⟩
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