Une nouvelle approche modélise le potentiel et les compromis de l’énergie solaire flottante

Caitlin Hayes

L’énergie solaire flottante, qui consiste à placer des panneaux solaires sur des étendues d’eau, peut produire encore plus d’électricité par mètre carré que l’énergie solaire terrestre. Mais les chercheurs commencent à peine à comprendre les effets de l’énergie solaire flottante sur la biodiversité et le climat. À quel rythme, dans quelle mesure et à quel prix ?

Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont constaté que l’utilisation de l’énergie solaire flottante dans le nord-est des États-Unis pouvait générer d’importants gains d’énergie et ont également modélisé ce qui pourrait être sacrifié en termes de biodiversité, de résilience climatique et d’activités récréatives. L’étude fournit un cadre permettant d’intégrer des considérations sociales et environnementales dans l’analyse des données et la prise de décision concernant les technologies d’énergie renouvelable.

« Avec cette étude, nous voulions réfléchir de manière plus globale aux attributs sociaux et environnementaux des masses d’eau, au lieu de nous contenter de penser à celles qui fournissaient l’énergie solaire la moins chère et le plus grand potentiel de production d’énergie », a déclaré Adam Gallaher, premier auteur et chercheur postdoctoral. « Le cadre pourrait être appliqué à d’autres technologies – il s’agit vraiment de comprendre comment ces systèmes interagissent avec le paysage et quels sont les compromis que nous pourrions avoir à faire à l’avenir ».

Outre la quantification de ces compromis, les nouveaux modèles fournissent des données qui aideront les communautés, les décideurs politiques et l’industrie à prendre des décisions plus éclairées quant à l’emplacement des nouvelles technologies.

Les chercheurs ont d’abord évalué la proximité des plans d’eau par rapport aux infrastructures énergétiques et leur accessibilité, et ont constaté que 3,5 % des plans d’eau existants dans le nord-est sont des sites éligibles et réalistes pour l’installation de panneaux solaires flottants. Ils ont ensuite modélisé les gains énergétiques dans quatre scénarios, dans lesquels :

• tous les plans d’eau éligibles sont utilisés
• les plans d’eau essentiels à la résilience au changement climatique et à la biodiversité ont été évités ;
• l’utilisation des plans d’eau à des fins récréatives n’a pas été perturbée ; et
• la biodiversité et les zones de loisirs ont été évitées – un modèle de précaution.

Si toutes les masses d’eau éligibles étaient utilisées, 25 % des besoins en énergie solaire de la région pourraient être générés d’ici 2050, tout en compensant toutes les terres nécessaires pour l’énergie solaire terrestre. En évitant les cours d’eau importants pour la biodiversité et l’utilisation sociale, l’énergie solaire flottante pourrait tout de même contribuer à 5 % des besoins en énergie solaire de la région, soit une augmentation de 194 % par rapport aux contributions actuelles de l’énergie solaire terrestre.

« Cinq pour cent, cela ne semble pas beaucoup, mais c’est le cas », a déclaré l’auteur principal Steven Grodsky, professeur adjoint de ressources naturelles et d’environnement au College of Agriculture and Life Sciences (CALS). « C’est 5 % de moins que ce qu’il faudrait produire avec l’énergie solaire terrestre, ce qui équivaut à des milliers d’hectares et à une augmentation importante de la production d’énergie solaire avec un faible potentiel de conflit. »

Dans l’État de New York, les chercheurs ont constaté que l’énergie solaire flottante pourrait fournir 55 % de l’énergie nécessaire d’ici à 2030, ce chiffre tombant à 24 % lorsque les zones de biodiversité sont préservées.

Dans une étude récente, lui et son équipe ont constaté que l’énergie solaire flottante, tout en ayant des émissions globales inférieures à celles de l’énergie solaire terrestre, augmentait de près de 27 % les émissions de gaz à effet de serre sur les petits étangs. Ces données soulignent la nécessité d’évaluer les compromis, les gains énergétiques potentiels par rapport à l’impact sur la biodiversité et la résilience climatique, que Grodsky et son équipe modélisent dans l’étude actuelle.

« L’eau douce est beaucoup plus rare que la terre, et nous pourrions souhaiter prendre en compte les impacts socio-écologiques des systèmes photovoltaïques flottants en même temps que les co-bénéfices potentiels tels que la préservation des terres », a ajouté Grodsky, qui est également chef d’unité adjoint de l’U.S. Geological Survey New York Cooperative Fish and Wildlife Research Unit (Unité de recherche coopérative sur les poissons et la faune sauvage de New York) hébergée au CALS et membre de la faculté du Cornell Atkinson Center for Sustainability (Centre Cornell Atkinson pour la durabilité).

La prise en compte de ces impacts pourrait également favoriser l’adoption de l’énergie solaire flottante par les communautés, a déclaré M. Grodsky, car ces considérations sont souvent à l’origine de l’impossibilité d’approuver les projets.

« Les gens s’inquiètent de leur sens de l’espace, de leur panorama, de l’impact sur les poissons et les réservoirs d’eau potable », a expliqué M. Grodsky. « Si l’on ne tient pas compte de ces éléments dans la modélisation et que l’on ne s’intéresse qu’à ce qui est techniquement viable, on tire dans le vide en ce qui concerne la réaction de la société. L’intégration de ces autres données est plus complexe, mais elle permet d’obtenir des informations sur lesquelles il est possible de fonder des décisions. »

M. Gallaher est du même avis. « Les décideurs politiques et les parties prenantes disposent ainsi d’un guide leur permettant d’adopter une approche fondée sur les données et les faits pour faire face à des crises multiples », a-t-il commenté.

Elizabeth L. Kalies, responsable scientifique des énergies renouvelables pour la région Amérique du Nord de The Nature Conservancy, est l’un des coauteurs de l’étude.

L’étude a été soutenue par le Cornell Atkinson Center for Sustainability.

Article : « Sustainability trade-offs across modeled floating solar waterscapes of the Northeastern United States » – DOI : 10.1016/j.crsus.2025.100423