Surfaces artificialisées et gisements potentiels pour le photovoltaïque

 

Sauf mention contraire, les articles suivant ne sont pas ceux signées par la coordination nationale photorévoltées


 

Les grandes-surfaces solaires

 

extraits du document « Emberlificotage agrivoltaïque »

 

 

Il est ainsi estimé à deux millions d’hectares les pré-baux signés entre les industriels et des agriculteurs et agricultrices. Le débat sur les surfaces qui pourraient être recouvertes et les disponibilités des surfaces artificialisées, fluctue. Trois documents le résume : « Le photovoltaïque sur des terres agricoles et naturelles est dû à la volonté de ne pas financer le photovoltaïque sur les zones artificialisées et les grandes toitures » de juin 20221, « Au sujet des surfaces photovoltées, janvier 2024 »2, et l’Avis du CNPN de juin 20243.

En tentant de résumer, on part du principe que 1 Gw équivalent à 1000 hectares ou 1500 hectares de PV selon les technologies.

La fourchette de Gigawatt avancés comme étant nécessaires va de 66 à 208.

En 2024 on peut aussi partir du principe que 20 GW de PV sont déjà installés selon le CNPN, qui précise : « ces projections représentent des surfaces importantes. L’installation de 5GW équivaut à équiper l’équivalent de la surface de la ville de Paris tous les deux ans. Or l’artificialisation totale ou partielle d’espaces naturels, semi-naturels voire agricoles affecte les fonctions régulatrices, notamment climatiques, et la biodiversité de ces écosystèmes ».


Surfaces revendiquées comme nécessaires par les industriels et le gouvernement

 

*Ademe 2015 « Dans le scénario ADEME de mix énergétique 100 % renouvelable en France, il est estimé que les grandes centrales solaires au sol pourraient représenter 500 km2 (soit 50 000 ha) sur un total 18 500 km2 (soit 1,85 Mha) de surfaces occupées au sol par des installations EnR »4.

*Négawatt 2018 : 120 GW de petites installations (toitures et parkings) et 20 GW de grands parcs au sol sur des friches industrielles ou des terrains délaissés impropres à l’agriculture

*Negawatt : dans un rapport de 20205, l’ADEME explique qu’ au « niveau national, le scénario NégaWatt estime ainsi que les panneaux photovoltaïques au sol en France pourraient représenter environ 900 km² (soit 90 000 ha) en 2050, pour une puissance associée de 80 GW. »6

*Macron lors de son discours au Creusot en 2020 : 100 Gw de solaire au total.

Nogier interprète ces 100 GW comme devant tous aller sur des Enafs (voir plus bas)

*Malicieux, Daniel Bour son président ajoute que « l’objectif [annoncé par macron] d’au moins 100 GW de puissance solaire installée à l’horizon 2050 est en ligne avec le programme 2050 d’Enerplan qui sera publié courant mars »7

*RTE 2021 : 70 à 208 GW.

*France territoire solaire février 20218 :  « l’ensemble des centrales solaires permettant d’atteindre les objectifs de la PPE représente une surface de 42 000 hectares soit 0,16% des terres agricoles cultivées en France ».

*Plan Urgence solaire mars 2022 d’Enerplan, du SER et de France Territoire Solaire :

« Besoin de 14.000 ha de surfaces entre 2022 et 2024, dont 3.500 ha en 2022, 4.500 ha en 2023 et 6.000 ha en 2024. Système dérogatoire immédiat et jusqu‘en 2025 raccourcissant toute la procédure de permis de construire à 1 an maximum »9

*Antoine Nogier (Sun’agri/ France Agrivoltaïsme) et son Plan Solaire Agricole de 2022 : 100 Gw sur terres agricoles (80 « d’agrivoltaïsme » et 20 de « PV au sol »).

Nogier interprète les 100 Gw de macron comme allant tous sur les Enafs, et déclare « Emmanuel Macron a fixé l’objectif du solaire à 100 Gigawatts (GW) d’ici à 2050. On peut les faire avec 100 projets d’1 GW, ce qui correspond à 1000 à 2000 hectares ou avec 100 000 projets d’1 Megawatt (MW) ».1

Nogier me déclarait : « Il va falloir mobiliser des terres agricoles pour la transition énergétique. Il y a un besoin de 100 à 150 000 hectares. Les 100 GW de Macron c’est bien, c’est rond, il a le mérite d’avoir avancé un chiffre que personne avant lui n’avait osé avancer (…) 150 000 hectares cela représente 0,5 % des terres agricoles »2

*En avril 2022, les JA/FNSEA/Chambre d’Agri de France sortent une doctrine qui use pour la première fois du mot « agrivoltaïsme » et expliquent « Un rapport du gestionnaire de réseau d’électricité RTE évalue ainsi les besoins potentiels de surfaces pour la production d’énergie photovoltaïque entre 80.000 et 200.000 ha pour la prochaine Programmation Pluriannuelle de l’Energie (PPE) 2024-2032 »3 Ils ne récusent pas ces surfaces, mais plaident « un encadrement ».

*Ademe, juin 2022, lors d’une réunion au ministère proposait un scénario à 125 000 hectares

*ADEME, LPO, OFB octobre 20224 : 92 à 144 GW au total, et parle de PV au sol. Il est évalué « également les surfaces nécessaires au déploiement du photovoltaïque au sol (…) à l’horizon 2050 entre 75 200 et 124 640 ha, dont 2 700 à 39 900 ha strictement incompatibles avec les usages d’espaces naturels, agricoles et forestiers (ENAF)». Peu clair cette seconde partie de phrase ; on pourrait comprendre qu’il est évalué entre 35 300 et 121 940 hectares les Enafs concernés ?

*Le Ministère en novembre 2022 explique que pour avoir 100 GW, il faut recouvrir entre 100 000 et 200 000 hectares, ce qui représente le département des Yvelines5

*La Ministre Panier-Runacher lors du débat à l’Assemblée sur la loi Aer en 2022:

« 100 000 hectares, cela représente 66 Gw ».

Christiane Lambert de la FNSEA réagit : « Le gouvernement cherche 100 000 hectares. Il nous dit « c’est pas beaucoup »

*Negawatt 2022 : « Avec une puissance totale installée de 143 GW en 2050, le scénario négaWatt 2022 exploite un peu moins d’un tiers du gisement photovoltaïque estimé par l’ADEME à 465 GW (dont 62 pour les parcs au sol et 403 pour les installations en toiture). Le potentiel de la filière est donc très loin d’être saturé »

143 GW, 63 GW de grandes toitures et parkings, 27 GW de petits systèmes diffus et 54 GW de « parcs au sol » qui incluent « des centrales flottantes sur lcs, étangs, gravières, etc… »

*Plan France nation verte de juin 2023 : 128 à 160 Gw de solaire en général dont 45 Gw sur les Enafs [soit selon nos calculs environ 68 000 hectares].

Mais le CNPN l’analyse différemment : 140 GW dont 90 GW « au sol ».. « En 2023, le Secrétariat général à la planification écologique a toutefois porté à 140 GW l’objectif à horizon 2050, dont 90 GW seraient déployés au sol. La question de la compatibilité de cette ambition avec les programmes de lutte contre l’érosion de la biodiversité se pose »

*Stratégie française énergie-climat de l’hiver 2023-2024 vise à obtenir 100 Gw en 2035 sans préciser la part de Pv sur les Enafs

*CNRS 20236, selon les chercheurs et chercheuses, et la fédération de recherche photovoltaïque (qui expliquent que les Enafs peuvent ne pas être touchés) les besoins seraient de :

-150 à 250 Twh/an selon les scénarios7 (sachant que selon le CNPN 110 Gw=125 Twh/an)

-entre 40 000 et 120 000 hectares

*Dupraz plaide parfois pour 100 000 hectares (Reporterre) avec 10 000 projets de 1 hectare, voire 200 000 hectares (parc du Haut Languedoc) ou 500 000 hectares (Terre-net), voire 1 million ou moins (Tribune dans Le Monde et Connaissance des énergies). En somme il s’adapte à son auditoire8.


Les espaces artificiels

 

En juin 2024 le CNPN explique que « plusieurs études suggèrent que l’objectif de 100 GW peut être atteint en mobilisant uniquement des espaces artificiels (toitures, hangars agricoles existants, parkings, routes, etc.)»9

Et de préciser que « Dans un contexte d’érosion rapide de la biodiversité et de nécessaire respect de la loi pour la reconquête de la biodiversité, de la nature et des paysages du 8 août 2016, de la Stratégie nationale pour les aires protégées, de la troisième Stratégie Nationale pour la Biodiversité et des engagements internationaux de la France en la matière, les alertes du GIEC et de l’IPBES doivent être suivies d’effets : la lutte contre le changement climatique, et la transition énergétique en particulier, ne doit pas conduire à accélérer le déclin de la biodiversité. Pour cela, il est capital de privilégier réellement les espaces artificiels dans l’installation de l’énergie photovoltaïque.»

Et d’avancer aussi que « En cohérence avec le « principe d’action préventive et de correction, par priorité à la source, des atteintes à l’environnement, en utilisant les meilleures techniques disponibles à un coût économiquement acceptable » qui implique, en premier lieu, « d’éviter les atteintes à la biodiversité et aux services qu’elle fournit », le CNPN considère que l’autorisation de projets de centrales photovoltaïques au sol sur des espaces naturels ou semi-naturels ne devrait pas être accordée tant que le potentiel de surfaces artificialisées n’est pas épuisé. Le CNPN recommande par conséquent de cesser le déploiement de centrales photovoltaïques sur les espaces semi-naturels, naturels et forestiers (incluant toutes les zones humides), protégés et non protégés, en raison de leur incidence importante sur la biodiversité, de leur incohérence avec les objectifs d’adaptation et d’atténuation du changement climatique et du risque accru d’incendies. Le CNPN rappelle par ailleurs que les espaces naturels à faible capacité de résilience à la suite de l’altération des sols ou à temps de régénération très long ne sauraient être détruits, car n’étant pas compensables à l’échelle d’un siècle. Le code de l’environnement impose ainsi que si les impacts d’un projet ne peuvent pas être « compensés de façon satisfaisante, celui-ci n’est pas autorisé en l’état » (art. L. 163-1) ».

Le CNPN parle ainsi de 50 Gw en parking (voir ci-dessous), 110 Gw en toitures (sans trop savoir lesquelles) et (ou dont ?) 16 Gw en hangars agricoles.

Et afin de correspondre aux scénarios de sortie de nucléaire de Négawatt, qui préconise 143 Gw au total dont 54 « au sol » sans expliquer quelle part devrait aller sur les Enafs, des alternatives sur des surfaces artificialisées existent. Negawatt en 2022 explique ainsi que « le gisement photovoltaïque [est] estimé par l’Ademe à 465 Gw ».

Voici un résumé des gisements potentiels :

*ADEME 2015 : 465 GW, dont 403 de toitures et 62 au sol.

*ADEME 2018 : 123 GW de toitures industrielles, 53 GW (49 de friches industrielles et 4 de parkings)

*ADEME 2019 : 364 GW de toitures dont 241 de toitures résidentielles et 123 GW d’industrielles, 47,2 GW au sol.

*ADEME 2022 : finalement, plus que 8 GW « de friches » rentables supérieures à 1,5 ha (sur le mode de calcul, page 510). Le lobby France territoire solaire11 nous apprend que Tecsol à co-écrit ce document….

*CNPN juin 2024 : 50 GW en parking, voire plus (cf ci-dessous), 110 GW en toitures (sans trop savoir lesquelles) et 16 GW pour les hangars agricoles en plus (mais là aussi, il émet un doute s’il faut additionner ou non)

*CNRS 202312, chercheurs et chercheuses, et la fédération de recherche photovoltaïque :

-200 Twh/an de potentiel est identifié sur les espaces artificialisés, dont 125 Twh/an en toiture et 70 sur friches (sachant que selon le CNPN 125 Twh/an = 110 Gw)13 : « Les objectifs des scénarios les plus ambitieux pour le développement du solaire PV peuvent être atteints avec les technologies actuelles, à un coût mesuré, en utilisant les surfaces déjà disponibles (toitures, parkings, friches,…) et sans artificialisation supplémentaire ».


En friches urbaines et en imper

 

En France, il existe 450 000 hectares de zones d’activités économiques recensées par le CEREMA14.

Et aussi 90 à 170 000 hectares de friches industrielles urbaines recensées par un préfet dédié à la question15.

Ce que confirme Cartofriche mettant en avant 100 000 hectares de friches industrielles16.

Et l’Ademe de confirmer en estimant « que le gisement constitué par les friches industrielles ou de services potentiellement polluées, hors industries extractives, en aire urbaine et sur des sols déjà artificialisés représente environ 100 000 ha en France »17.

Proche des villes ? c’est donc parfait pour éviter les pertes sur le réseau et alimenter les principaux consommateurs !

C’est ainsi que le ministère explique que « dans un contexte marqué par la rareté du foncier disponible tout aussi bien que par la lutte contre l’artificialisation des sols, la rénovation des friches urbaines présente un intérêt économique, mais aussi social et environnemental, important pour les territoires. On estime en effet entre 90 000 et 150 000 hectares la superficie occupée par les friches industrielles en France en 2020, ce qui constitue un vivier de foncier considérable qui peut être utilisé pour la construction d’équipements ou de logements sans empiéter sur les espaces naturels et agricoles »18.

Un très bon conseil, aujourd’hui balayé.

Le Ministère explique aussi que « 8 % des terres sont artificialisées avec des sols imperméabilisés (infrastructures, parking, constructions) ou fortement anthropisés (extraction de matériaux, décharges, espaces verts artificialisés, équipements sportifs) »19 ; soit 4 millions 400 mille hectares…

Pour exemple, dans la région Grand-est, le Conseil scientifique régional du patrimoine naturel du Gand-Est20 estime à plus de 8% du territoire de Grand Est les surfaces qui sont déjà artificialisées (soit selon une définition de l’Insee, les bâtis et leurs espaces verts, les zones industrielles et commerciales, les équipements sportifs et de loisirs, les réseaux de transports, les parkings, les mines, décharges, et chantiers). Au sein de cette catégorie, 3 % des surfaces sont imperméabilisées, soit 163 000 hectares seulement pour le Grand-Est… alors que les besoins mis en avant par le Sraddet sont de 2000 hectares.

Mais un beau jour, l’Ademe et le CEREMA ont revu à la baisse leur estimation de 49 Gw de friche, n’en trouvant plus que 8… Pour les détails de leur calculs, voir ce doc21. Le lobby France territoire solaire nous apprend que Tecsol à co-écrit ce document


Des parcs de parkings

Sur les parkings justement, le CNPN précise que le potentiel serait bien plus important que l’estimation de l’Ademe de 4 Gw, si l’on décide de couvrir la moitié des parkings supérieurs à 1500 m2.

Le CNPN trouve donc 50 GW (à minima si l’on suit son raisonnement de couverture qui pourrait dépasser 50% ?): « Rien qu’en Île-de-France, le cadastre solaire réalisé par l’Institut Paris Région évalue à 5,2 TWh le gisement brut des parkings de plus de 1500 m2, ce qui équivaut à une puissance comprise entre 4 et 5 GW (donc autour de 2,5 GW si l’on ne considère que 50%). L’Île-de-France ne représente que 2% de la surface du territoire métropolitain, et son degré d’artificialisation des sols y est « seulement » deux fois plus élevé (environ 20%, contre un peu moins de 10% à l’échelle nationale). On peut toutefois supposer que la proportion de grands parkings y est plus de deux fois supérieure, étant donnée la centralisation de nombreuses chaînes d’approvisionnement. Toutefois, même si les parkings sont probablement cinq fois plus nombreux en Île-de-France qu’ailleurs rapportés à la surface, alors la puissance totale disponible sur les parkings de France se situerait plutôt autour de 50 GW. »

Et ce, sans compter les parking de 500 à 1500m2, ainsi que les copropriétés que le CNPN appelle à mettre à contribution « en incitant à dépasser le seuil légal de 50% de la surface de parking à équiper, et à favoriser également les installations sur les parkings de plus petite taille, y compris en copropriétés (…) Au moins 20% des besoins en matière d’énergie photovoltaïque devraient ainsi être trouvés en équipant l’ensemble des parkings de plus de 1500 m2 sur 50% de leur surface ainsi que la loi le prévoit désormais, et l’on peut imaginer que dans une part importante des cas la surface dépasse 50%. L’équipement de ces parkings en ombrières doit constituer la priorité absolue pour atteindre les objectifs de la PPE »22


Des toitures

 

Aux 123 Gw sur grandes toitures industrielles, l’Ademe parle de 241 Gw en toitures résidentielles, chiffre que le CNPN revoit à la baisse à 110 Gw tout en étant prudent sur toutes les études, ne connaissant leurs modèles.

Et bien que le CNPN explique que sur les « grandes toitures commerciales » le gisement est sous estimé, on ne comprend pas bien si le CNPN évoque toutes les toitures dans les deux études qu’il met en avant.

Ainsi « En 2019, Bódis et al. ont estimé qu’en Europe, 25% de la consommation d’énergie totale pourrait être apportée par les toitures. D’après cette étude, la France a un potentiel de production annuelle de 125 TWh sur les toitures (environ 110 GW), ce qui en fait le pays le plus favorable d’Europe pour cette technologie, sur la base d’une surface de toitures estimées à 1346 km2 sur la base d’imagerie satellite. (…) En 2021, une nouvelle étude récente publiée dans Nature Communication évalue à 1181-1575 km2 la surface de toitures en France, avec deux méthodes différentes (…) Ces différentes projections sont à considérer avec prudence car elles ne prennent pas en compte le choix des propriétaires ni les contre-indications techniques (capacité des structures de toit à supporter le poids des panneaux) et l’environnement paysager tant dans le périmètre des abords de monuments historiques classés que du bâti ancien non classé jouant un rôle de préservation des paysages et de son attractivité touristique, au-delà des seuls Sites classés ou des Opérations Grands Sites. »

Le CNPN précise « A ces toits individuels et aux toitures commerciales, il faut ajouter les grands toits des hangars agricoles. D’après le scénario de l’association négaWatt, les hangars agricoles ont un potentiel de 16 GW ».


« C’est trop cher ! »

 

Sur ce débat, les industriels ont contre-attaqué, arguant que les surfaces seraient bien moindres au final, ou bien trop chères (et alors?). Sur ce dernier point l’Ademe explique que le surcoût de mettre du PV sur toitures au lieu de le mettre au sol serait de 500 millions d’euros annuellement, soit 2% du coût des Enr23.

La tribune signée par près de 400 organisations24 précise que « Et alors même que les projets peuvent atteindre 800 000 euros par hectare, nous affirmons que ces investissements peuvent aller sur ces zones artificialisées ».

Le CNPN ajoute que le PV sur toiture est attractif financièrement « Parmi ces 125 TWh, 90 pourraient être produits à un coût inférieur à 0,12 €/kwh et les 35 TWh restant à 0,15 €/kwh. L’étude de Bódis et al. relève que « la France et l’Allemagne offrent des opportunités significatives et à coût relativement faible. Leur grande quantité d’habitations et la surface de toitures associées constitue un potentiel technique élevé (>100 TWh/an pour chaque pays). Un tel potentiel, couplé au faible coût d’investissement, permet le développement du photovoltaïque sur toitures dans des conditions avantageuses ».

Aussi, cette citation du « Rapport de février 2021, de France Territoire Solaire, le « think tank de l’énergie solaire photovoltaïque » (Photosol, CVE, kiloWattsol, Ze Energy, Sun’R, ib vogt, Orion Energies, le Syndicat des Energies Renouvelables et le syndicat Enerplan25) est intéressante. Intitulé « Le parcours du combattant » le rapport explique que « l’un des principaux atouts de l’énergie solaire est de pouvoir équiper les toitures et les parkings, c’est à dire de pouvoir valoriser des surfaces sans créer de conflit d’usage. L’usage de terrains déjà pollués ou artificialisés est privilégié à juste titre par le cadre réglementaire de l’énergie, via un système de bonification dans les appels d’offres de la Commission de Régulation de l’Energie. Dans une étude récente, l’ADEME évalue à 53 Gwc le gisement foncier constitué de terrains déjà artificialisés, réparti à 93% sur les zones délaissées (49GWc) et 7% sur les parkings (4GWc), soit 6 fois la puissance photovoltaïque installée à ce jour. Toutefois, les éventuels surcoûts liés à la réhabilitation des sites n’ont pas été pris en compte, 70% des sites présentent un potentiel faible (compris entre 0,5 et 2,5 Mwc) et 92% des sites sont en périphérie des grands centres urbains rendant la possibilité d’y exploiter des centrales au sol assez hypothétique en raison du coût du foncier ».26 Bref, c’est du à leur modèle économique et à l’absence de volonté politique de l’État.

Surtout, on remarquera qu’à ce moment-ci, ces industriels reconnaissent comme valide les chiffres de l’ADEME, trouven juste d’aller en priorité sur les epsces artificiels, et de ne pas créer de conflits d’usage : ce rapport est publié juste avant la mode agrivoltaïque.

En 2023 les chercheur et chercheuses du CNRS explique que « la France a un potentiel de production PV en toiture de 125 Twh/an à un coût inférieur à 0,15€/kWh ((coûts2019), c’est le plus fort potentiel en Europe ».

Et que ce coût est « mesuré » sur les espaces déjà artificialisés : « Les objectifs des scénarios les plus ambitieux pour le développement du solaire PV peuvent être atteints avec les technologies actuelles, à un coût mesuré, en utilisant les surfaces déjà disponibles (toitures, parkings, friches,…) et sans artificialisation supplémentaire ».


5 https://www.terre-net.fr/actualite-agricole/economie-social/article/christiane-lambert-il-faut-identifier-des-terres-ou-produire-du-solaire-202-222384.htm

15 Recensées par Rollon Mouchel-Blaisot, préfet chargé d’une mission interministérielle de mobilisation pour le foncier industriel https://www.lesechos.fr/pme-regions/pays-de-la-loire/les-friches-industrielles-eldorado-foncier-des-collectivites-1947507

20Autosaisine du CSRPN Grand est au sujet du développement du photovoltaïque au sol en Grand est respectant le principe d’absence de perte nette de biodiversité. Séance plénière du 07/04/2022

*Selon France Territoire solaire, en juin 202210 : 25 GW « au sol » en 2028 est mis en avant par le gouvernement