Panneaux solaires magenta : rendement du brocoli préservé en Suède

Sous une rangée de panneaux solaires, sur un site expérimental de la ferme Kärrbo Prästgård, en Suède, du brocoli pousse sous une lumière magenta. Ces panneaux ne font pas obstacle au soleil comme les panneaux ordinaires : ils sont semi-transparents, et leur couleur est précisément l'enjeu.

L'idée s'appelle l'agrivoltaïsme, c'est-à-dire associer cultures et panneaux solaires sur les mêmes terres plutôt que de les séparer. L'obstacle est simple. Un panneau classique est opaque, si bien que les plantes placées dessous reçoivent moins de lumière, dont elles ont besoin pour la photosynthèse, le processus qui leur permet de transformer la lumière du soleil en matière végétale. Les ingénieurs tentent depuis un moment de partager la lumière selon sa longueur d'onde, un peu comme les États se partagent les bandes de fréquences radio et télévision. Une étude de 2020 avait déjà testé des panneaux laissant passer la lumière rouge : les rendements du basilic s'y étaient maintenus, alors que ceux des épinards avaient baissé.

La nouvelle étude teste une conception différente. Ses panneaux laissent passer la majeure partie de la lumière rouge et une partie de la lumière bleue, ce qui donne une lumière magenta aux plantes, et transforment le reste en électricité. Le brocoli cultivé sous ces panneaux a mis 25 jours de plus à être récolté, mais a produit à peu près le même rendement. Les panneaux ont également réduit le déficit de pression de vapeur, une mesure du moment où les plantes doivent fermer leurs stomates pour éviter de perdre trop d'eau. La biomasse a augmenté de 2,8 à 4,5 fois par rapport aux plantes non ombragées, et les auteurs estiment que cela a pu améliorer l'efficacité avec laquelle les plantes transforment la lumière en croissance. Les teneurs en calcium, magnésium et phosphore étaient supérieures ou similaires à celles des plantes non ombragées, tandis que celles en fer, cuivre et zinc étaient légèrement inférieures.

Il ne s'agit que d'une étude préliminaire. Un seul site, dans un seul pays, sur une seule période de culture, ne peut pas démontrer que ce résultat se confirme sur de plus grandes parcelles, lors d'autres saisons ou sous un autre ensoleillement. L'étude pointe vers les prochaines étapes : des parcelles plus grandes, plusieurs saisons et des climats différents.

Pour un agriculteur d'une région ensoleillée, l'intérêt tient à ce qu'une même parcelle pourrait produire à la fois une récolte et de l'électricité. L'étude de 2020 estimait que des agriculteurs cultivant des épinards sous une autre conception de panneaux pourraient gagner 35 % de revenus en plus en vendant les deux. L'échelle est une question distincte. Des études climatiques suggèrent que l'approche pourrait être particulièrement efficace sur une vaste bande ensoleillée des États-Unis, du Texas jusqu'au Nebraska, et vers l'ouest jusqu'en Californie. Consacrer seulement 1 % des terres agricoles américaines à l'agrivoltaïsme pourrait couvrir jusqu'à 20 % des besoins électriques du pays. Il s'agit d'estimations hautes, non de résultats mesurés, et l'étude ne donne aucune date à laquelle des panneaux de ce type pourraient équiper des exploitations.