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Under photovoltaic panels, a crop does not simply stop working when the light changes. At five German locations, researchers from the University of Hohenheim and the Jülich Research Centre measured photosynthesis directly in the leaves of barley, field beans, potatoes, cabbage and maize during field trials in 2023 and 2024. The plots formed part of agrivoltaic and agroforestry systems, with fully sunlit areas used for comparison.
Sous des panneaux photovoltaïques, une culture ne cesse pas simplement de fonctionner lorsque la lumière change. Sur cinq sites allemands, des chercheurs de l’Université de Hohenheim et du Centre de recherche de Jülich ont mesuré directement la photosynthèse dans les feuilles d’orge, de féveroles, de pommes de terre, de chou et de maïs lors d’essais en plein champ menés en 2023 et 2024. Les parcelles faisaient partie de systèmes agrivoltaïques et agroforestiers, avec des zones entièrement exposées au soleil servant de comparaison.
The plants adjusted their internal economy. Across all the crops studied, dark respiration—the CO₂ plants lose while respiring—and the light compensation point, the amount of light needed to fix enough carbon for growth, both decreased under partial shade. The result was lower respiratory CO₂ loss and a reduced light requirement for carbon fixation. Jennifer Moore, the study’s lead author, described the response as a clear physiological adaptation to partial shade.
Les plantes ont ajusté leur fonctionnement interne. Pour toutes les cultures étudiées, la respiration à l’obscurité — le CO₂ que les plantes perdent en respirant — et le point de compensation lumineuse, c’est-à-dire la quantité de lumière nécessaire pour fixer suffisamment de carbone pour leur croissance, ont diminué sous une ombre partielle. Il en résultait une perte moindre de CO₂ par la respiration et un besoin réduit en lumière pour fixer le carbone. Jennifer Moore, l’autrice principale de l’étude, a décrit cette réaction comme une adaptation physiologique nette à l’ombre partielle.
The effect held across locations, soil types, farming methods and shading conditions. Maize was the more sensitive crop, but the broader result was consistent: moderate shade did not automatically push these field crops to their limits. The type of shade still mattered. Photosynthesis remained relatively stable beneath photovoltaic modules, while tree canopies produced stronger fluctuations because their shadows were less regular. Areas of permanently heavy shade should therefore be avoided.
L’effet se maintenait quels que soient le lieu, le type de sol, le mode de culture et les conditions d’ombrage. Le maïs était la culture la plus sensible, mais le résultat général restait cohérent : une ombre modérée ne poussait pas automatiquement ces cultures de plein champ jusqu’à leurs limites. Le type d’ombre avait tout de même son importance. La photosynthèse restait relativement stable sous les modules photovoltaïques, tandis que les couverts arborés produisaient des fluctuations plus fortes, leurs ombres étant moins régulières. Il faudrait donc éviter les zones constamment très ombragées.
So what, concretely? The measurements could help researchers identify and breed more shade-tolerant varieties, while giving farmers a way to match crops and fields to the light conditions created by an agrivoltaic layout. The panels can also reduce heat stress, lower soil temperatures and help soil retain moisture, linking electricity production with a possible buffer against heat and drought.
Alors, concrètement ? Ces mesures pourraient aider les chercheurs à identifier et à sélectionner des variétés plus tolérantes à l’ombre, tout en donnant aux agriculteurs un moyen d’associer les cultures et les parcelles aux conditions de luminosité créées par une installation agrivoltaïque. Les panneaux peuvent également réduire le stress thermique, abaisser la température des sols et aider ces derniers à retenir l’humidité, en associant production d’électricité et possible protection contre la chaleur et la sécheresse.
That is not the same as a guaranteed harvest gain. The study found no uniform yield pattern: results varied by crop and location. Its strongest contribution is more specific—and useful for the next design decisions. It shows that the plants’ light-use machinery can adjust, while leaving real-world yield performance to be tested system by system.
Cela ne revient pas à garantir une hausse des récoltes. L’étude n’a trouvé aucune tendance uniforme concernant les rendements : les résultats variaient selon la culture et le lieu. Sa principale contribution est plus précise — et utile pour les prochaines décisions de conception. Elle montre que les mécanismes d’utilisation de la lumière des plantes peuvent s’adapter, tandis que les performances réelles en matière de rendement doivent encore être évaluées système par système.