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Et si nous cultivions de l’énergie verte ?! Aujourd’hui, nous allons parler ensemble des fermes solaires, ces parcs photovoltaïques géants installés au sol. L’installation de ces grandes centrales est un formidable vecteur d’accélération de la transition énergétique en France, avec la production à grande échelle d’une électricité 100 % verte. Mais, au-delà de leur atout écologique évident, les fermes solaires offrent également à leur propriétaire une belle opportunité de générer un revenu conséquent.
Alors, concrètement :
- Comment fonctionne une ferme solaire ?
- Quels sont les avantages et les inconvénients de ce type d’installation ?
- Où mettre en place une ferme solaire ?
- Quelles sont les démarches à réaliser au préalable ?
- Quels sont le prix et la rentabilité de ces parcs photovoltaïques ?
- Existe-t-il des aides au financement spécifiquement prévues pour ce type de projet ?
Commençons sans plus tarder par définir un peu plus précisément ce qu’est une ferme solaire.
C’est quoi une ferme solaire ?
Un parc photovoltaïque à grande échelle
Une ferme solaire, également appelée ferme photovoltaïque, est un grand parc de panneaux solaires installés au sol sur plusieurs milliers de m² de terrain. Ce type de centrale électrique est composée de plusieurs centaines, et même généralement de plusieurs milliers de modules photovoltaïques.
Faisons une rapide comparaison pour illustrer cela concrètement. Prenons un toit résidentiel de 100 m², qui dispose d’à peu près 90 m² de surface exploitable, une fois enlevées les marges de sécurité et les zones avec obstacles (cheminée, antennes, etc.). La taille moyenne d’un module photovoltaïque standard étant d’environ 1,7 m², on peut y installer au moins 50 panneaux solaires.
Prenons maintenant une ferme photovoltaïque de 5 hectares, soit 50 000 m². On utilise généralement entre un tiers et la moitié de la surface totale du terrain, afin de s’assurer que les panneaux ne projettent pas d’ombres les uns sur les autres.
Partons donc sur une surface exploitable de 20 000 m² : on peut facilement y installer plus de 11 500 panneaux photovoltaïques. La production moyenne d’un module solaire 400 W étant d’environ 1,3 kWh par jour en France, cela nous donne une production quotidienne moyenne de près de 15 000 kWh. Vous comprenez pourquoi on qualifie les fermes solaires de centrales géantes !
Différence entre une ferme solaire et un hangar photovoltaïque
Attention à ne pas confondre ferme solaire et hangar photovoltaïque. Si ce dernier désigne bel et bien un bâtiment destiné à un usage agricole, ce n’est pas nécessairement le cas de la ferme solaire.
D’ailleurs, dans la majorité des cas, les fermes solaires ne sont pas installées sur des terres cultivables, et heureusement : il serait dommage d’occuper des terres arables pour produire de l’électricité quand on peut le faire sur des terrains inutilisables !
La ferme photovoltaïque est plutôt une excellente opportunité pour les grands propriétaires terriens (agriculteurs ou non) de rentabiliser des terrains non exploitables : terres polluées, sol peu productif, etc.
Ferme solaire et agrivoltaïsme
L’agrivoltaïsme est un principe basé sur l’association de production d’électricité photovoltaïque et de production agricole sur une même surface. L’idée est de permettre aux agriculteurs de rentabiliser le plus possible un espace de production afin de générer un maximum de revenus tout en œuvrant pour la transition énergétique.
La ferme photovoltaïque peut tout à fait participer à cette démarche, grâce à la mise en place de panneaux solaires sur des pâturages. Les animaux, généralement des ovins ou des bovins, peuvent en effet circuler autour des modules pour brouter l’herbe (qui n’a alors plus besoin d’être tondue) sans gêner la captation des rayons du soleil. Un excellent moyen d’optimiser la rentabilité d’un terrain agricole !
À NOTER
Les propriétaires peuvent choisir de louer leur terrain à un exploitant solaire en échange d’un loyer mensuel. C’est alors l’investisseur-locataire qui prend en charge l’ensemble des frais d’achat et d’installation des panneaux solaires.
Fonctionnement d’une ferme solaire
Le fonctionnement d’une ferme photovoltaïque est le même que celui de n’importe quelle installation solaire :
- Les cellules photovoltaïques contenues dans les modules captent l’énergie du soleil et la transforment en courant continu grâce à l’effet photovoltaïque.
- Ce courant est envoyé vers un onduleur ou un micro-onduleur, dont le rôle est de le convertir en courant alternatif.
- Ce dernier est ensuite envoyé à un transformateur, qui ajuste sa tension à celle du réseau public.
- Le courant alternatif est finalement injecté dans le réseau public de distribution d’électricité.
Les avantages et les inconvénients de la ferme solaire
Les avantages de la ferme solaire
Une source de production d’énergie verte et durable
Le photovoltaïque est une source de production d’énergie particulièrement efficace pour favoriser la transition énergétique en France. Ils produisent en effet :
- Une électricité issue d’une ressource gratuite et renouvelable : le soleil.
- Une énergie décarbonée, n’émettant quasiment aucun gaz à effet de serre pendant toute sa durée d’utilisation (qui s’étale sur plusieurs décennies).
Par ailleurs, il est bon de rappeler que les panneaux solaires sont composés de près de 95 % de matériaux entièrement recyclables, comme le verre, l’aluminium, les plastiques, le cuivre et l’argent.
Une excellente rentabilité
Nous ne nous attarderons pas sur ce point ici, car nous y reviendrons en détail un peu plus loin dans cet article. Retenez simplement que la ferme solaire, comme tout type de parc photovoltaïque, présente une excellente rentabilité dans le temps grâce à 3 atouts essentiels :
- Le prix relativement accessible des modules solaires en comparaison avec les autres moyens de production d’électricité (hydraulique, éolien, pétrole, charbon, nucléaire, etc.).
- La forte productivité des panneaux solaires actuellement proposés sur le marché, notamment grâce aux innovations techniques apparues ces dernières années (PERC, TOPCon, demi-cellules, etc.).
- La longue durée de vie des panneaux photovoltaïques, qui peut aller jusqu’à 50 ans.
De faibles coûts d’exploitation
Une fois mise en place, une installation solaire demande très peu d’entretien :
- Un suivi régulier de la production via un logiciel dédié.
- Un nettoyage une à deux fois par an de la surface des modules à l’aide d’un chiffon doux et d’eau non pressurisée.
- Un entretien du sol pour éviter la pousse d’herbes hautes qui pourraient gêner la bonne captation des rayons du soleil.
La rentabilisation de terrains inutilisables
Comme nous l’avons évoqué précédemment, la mise en place d’une ferme solaire est un excellent moyen de rentabiliser des terrains non exploitables pour l’agriculture. Cela concerne par exemple :
- Les terres polluées ou proches de sources de pollution (usine, déchetterie, etc.)
- Les anciennes carrières
- Les sols trop acides, trop calcaires ou dégradés par des cultures trop intensives
- Les terrains difficilement accessibles pour les engins agricoles
- Les friches industrielles
- Les délaissés routiers et ferroviaires
Les inconvénients de la ferme solaire
Un gros investissement de départ
La mise en place d’une ferme solaire demande un investissement de départ important. Pour rappel, nous parlons ici de l’achat et de la mise en place de plusieurs milliers de panneaux solaires et de tous les équipements secondaires permettant de produire une électricité injectable dans le réseau public ou utilisable en autoconsommation, notamment :
- Des onduleurs
- Des supports de fixation au sol
- Des transformateurs
- Plusieurs milliers de mètres de câblage
Bien sûr, comme nous l’avons déjà précisé, la ferme solaire est une installation qui présente une excellente rentabilité dans le temps et son prix d’achat sera amorti en quelques années seulement. Mais le coût de départ représente néanmoins une somme importante qu’il faut pouvoir avancer.
Très concrètement, le Centre de Ressources Photovoltaïques conseille de compter un prix d’environ 1 € hors-taxe par watt-crête installé pour les fermes solaires de plus de 500 kWc.
Des démarches administratives parfois longues et complexes
Contrairement aux petites centrales résidentielles de quelques kWc (kilowatts-crêtes), les parcs solaires à grande échelle sont soumis à des contraintes administratives parfois lourdes. Il est en effet nécessaire de réaliser les démarches suivantes avant d’être autorisé à mettre en place une ferme solaire :
- Une étude de faisabilité technique
- Une étude d’impact environnemental
- Une enquête publique
- Une déclaration de travaux ou un permis de construire
Tout cela vous semble obscur ? Rassurez-vous, nous vous présentons en détail chacune de ces démarches un peu plus loin dans cet article.
Un encombrement au sol important
La mise en place d’une ferme solaire demande de disposer d’un terrain de plusieurs hectares sans obstacle à la pose ou pouvant être dégagé facilement.
Quelle surface pour installer une ferme solaire ?
La surface d’une ferme solaire peut fortement varier d’un projet à un autre. Elle est généralement comprise entre 1 000 m² et plusieurs hectares.
À NOTER
Dans le cas d’un tiers investissement, autrement dit lorsque le propriétaire du terrain loue celui-ci à un exploitant photovoltaïque, ce dernier demande généralement une surface minimum de 1 hectare pour assurer la rentabilité de son projet.
Sur quel type de terrain installer sa ferme solaire ?
La première condition pour pouvoir mettre en place une ferme solaire, c’est d’être propriétaire du terrain sur lequel vous souhaitez installer votre projet. Ou, dans le cas d’un tiers investissement, de disposer de l’accord signé du propriétaire via un bail emphytéotique.
Concernant les spécificités du terrain en lui-même, plusieurs facteurs sont à prendre en compte pour faciliter l’implantation des panneaux solaires. Dans l’idéal, il doit s’agir d’un terrain :
- Plat, ou présentant une pente très légère
- Dégagé, ou présentant des obstacles faciles à éliminer
- Disposant d’une bonne accessibilité pour les installateurs
À NOTER
Il est possible de mettre en place une ferme solaire flottante sur certains plans d’eau, notamment les lacs et les réservoirs d’eau. Ce type de projet nécessite toutefois la réalisation d’une étude de faisabilité afin d’en garantir la rentabilité. Il est également nécessaire de financer une étude permettant d’évaluer l’impact environnemental de la future centrale sur l’écosystème aquatique environnant.
Est-il possible de créer sa propre ferme solaire ?
Tout propriétaire terrien disposant d’un espace au sol suffisamment grand et dégagé peut choisir d’y implanter des panneaux solaires. Toutefois, au vu du nombre très important de panneaux à installer, il est vivement conseillé de faire appel aux services d’une entreprise spécialisée dans la mise en place de centrales photovoltaïques à grande échelle.
Quelles démarches pour une ferme solaire ?
Voici toutes les démarches administratives à effectuer avant de pouvoir mettre en place une ferme solaire.
Le Plan Local d’Urbanisme
Vérifiez auprès de la mairie de votre commune que votre projet rentre bien dans le cadre du Plan Local d’Urbanisme (PLU), dont le rôle est d’assurer la bonne répartition des différentes zones de l’aménagement du territoire.
L’étude de faisabilité technique
L’étude de faisabilité sert à mesurer la rentabilité de la future ferme solaire. Il a également pour but d’identifier clairement l’ensemble des travaux nécessaires à la mise en place des panneaux photovoltaïques (terrassement, abattage d’obstacles, etc.).
L’étude d’impact environnemental
D’après le décret n° 2022-970, toute installation solaire au sol développant une puissance nominale supérieure à 300 kWc doit impérativement être soumise à une étude d’impact environnemental (EIE). Comme son nom l’indique, l’EIE sert à identifier les risques potentiels de la construction d’une centrale sur la biodiversité locale, et à évaluer leur importance. Si celle-ci est trop élevée, le projet peut être rejeté.
L’enquête publique obligatoire
L’article R123-1 du code de l’environnement stipule que tout projet de travaux soumis à la réalisation d’une étude d’impact environnemental doit obligatoirement faire l’objet d’une enquête publique.
La spécificité de ce type de procédure est de permettre au public de s’informer sur un projet et de transmettre ses questions et ses observations à un tiers indépendant, le commissaire enquêteur.
La déclaration de travaux ou le permis de construire
La construction d’une centrale photovoltaïque d’une puissance supérieure à 250 kWc demande impérativement l’obtention d’un permis de construire auprès du service urbanisme de votre mairie.
Les fermes solaires développant une puissance nominale inférieure à 250 kWc nécessitent quant à elle uniquement une déclaration préalable de travaux.
Quel est le prix d’une ferme solaire ?
Le coût de mise en place d’une ferme solaire peut énormément varier d’un projet à l’autre, en fonction de facteurs propres à chaque projet :
- Le nombre de panneaux solaires installés
- Le prix des différents équipements photovoltaïques présents sur le devis (panneaux, onduleurs, câbles, supports de fixation, etc.).
- Le coût de la main-d’œuvre
- Les éventuels travaux d’aménagement à réaliser (terrassement, accessibilité, etc.)
On considère généralement qu’au-delà de 100 kWc, le prix d’une ferme solaire est en moyenne situé entre 1 et 2 euros par Wc installé.
Quelle est la rentabilité d’une ferme solaire ?
Malgré leur coût d’achat très important, les grands parcs photovoltaïques présentent une bonne rentabilité sur le long terme. La Commission de Régulation de l’Énergie (CRÉ) estime ainsi le taux de rentabilité moyen d’une ferme solaire entre 2,1 % et 5,6 % sur 20 ans.
Cela signifie que l’investissement de départ est remboursé et complété par une somme représentant entre 2,1 % et 5,6 % du montant initial au bout de 20 ans d’utilisation.
Quelles aides pour installer une ferme solaire ?
La prime à l’autoconsommation photovoltaïque
La prime à l’autoconsommation est une prime à l’investissement mise en place par l’État pour aider au financement des centrales photovoltaïques de moins de 100 kWc.
Malheureusement, même les fermes solaires développant une puissance inférieure à 100 kWc ne peuvent en profiter. En effet, seules les installations solaires posées sur toiture sont éligibles à la prime à l’autoconsommation.
L’obligation d’achat d’EDF OA
L’obligation d’achat (OA) d’EDF est un dispositif qui garantit le rachat à prix fixe de l’électricité pendant 20 ans. Mais, cette fois encore, il s’agit d’une aide réservée aux installations solaires sur toiture. Il n’est donc pas possible d’en profiter avec une ferme solaire.
L’appel d’offres est-il toujours d’actualité ?
L’appel d’offres est un dispositif dans le cadre duquel différents candidats (des fournisseurs d’énergie, en l’occurrence) proposent leurs prix d’achat et présentent un projet respectant un cahier des charges prédéfini. Les lauréats sont ensuite désignés par la Direction Générale de l’Énergie et du Climat (DGEC).
Depuis l’arrêté du 6 octobre 2021, seules les installations solaires d’une puissance supérieure ou égale à 500 kWc sont dans l’obligation de faire un appel d’offres.
Conclusion
Bien que très rentable, la construction d’une ferme solaire est un projet à grande échelle qui demande d’importants moyens financiers. Elle est généralement réalisée par des investisseurs professionnels spécialisés dans ce domaine. En tant que particulier ou qu’entreprise tournée vers d’autres secteurs d’activités, nous vous conseillons plutôt de vous orienter vers un dispositif moins coûteux basé sur un fonctionnement en autoconsommation avec revente du surplus.
D’une part, cela vous permettra de réaliser des économies conséquentes sur votre facture énergétique. D’autre part, la vente de votre excédent de production est un excellent moyen de générer un revenu complémentaire pour améliorer encore la rentabilité de votre projet solaire.
Bonus non négligeable : si votre installation photovoltaïque est posée sur un toit ou sur des ombrières de parking, vous avez en plus la possibilité de profiter des aides de l’État évoquées dans cet article, à savoir la prime à l’autoconsommation et l’Obligation d’Achat (dans le respect des conditions d’éligibilités présentées en détail dans notre guide sur les aides au photovoltaïque).
Vous souhaitez en savoir plus sur l’autoconsommation avec revente du surplus, ou profiter de conseils personnalisés pour optimiser votre projet solaire ? Contactez vite nos équipes d’experts !
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