La cartographie pour évaluer le confort thermique des animaux sous panneaux solaires
Contexte
L’article L314-36 de la Loi APER qui définit l’agrivoltaïsme indique que les panneaux solaires doivent apporter aux animaux, au moins un service parmi les 4 suivants : l’amélioration du potentiel et impact agronomique, l’adaptation au changement climatique, la protection contre les aléas, l’amélioration du bien-être animal.
Son article R.314-113. précise que « Le service d’amélioration du bien-être animal s’apprécie au regard de l’amélioration du confort thermique des animaux et qu’il est démontrable par l’observation d’une diminution des températures dans les espaces accessibles aux animaux à l’abri des modules photovoltaïques [] … »
Aussi il est d’intérêt de caractériser le microclimat des parcs, sous panneaux et dans les interangs, afin de valider si le service d’amélioration du bien-être animal est rendu, cela notamment en situation de fortes chaleurs.
Pour réaliser cette étude les ingénieurs de l’Institut de l’Elevage ont appliqué la méthode de cartographie d’ambiance Idele/CNIEL, utilisée dans les projets BATCOOL et KeepCool, dans un contexte agrivoltaïque.
Notre article s’appuie sur une étude ayant pour but d’améliorer la compréhension des mécanismes à l'œuvre dans l'apport de confort thermique, conduite fin juillet 2026, pour TotalEnergies/Ombréa, sur le site d’Albias (82) pâturé par des ovins.
Comment mesurer le confort thermique des animaux ?
Le confort thermique des animaux dépend de quatre paramètres climatiques clés, que sont la température, l’humidité, la vitesse de l’air et les rayonnements directs et indirects. Pour évaluer le niveau de stress thermique des animaux, des indices spécifiques (THI et HLI) sont calculés à partir de ces paramètres.
Pour produire des cartographies fiables et évaluer le stress thermique ressenti par les animaux en situation de canicule dans chaque zone, il est nécessaire de réaliser les mesures par fortes chaleurs sous un ciel dégagé de tous nuages. Les mesures sont réalisées à hauteur d’animaux.
Cartographie Thermique du site
Les caractéristiques du site (vents dominants, orientation en fonction de la course du soleil) et la fréquentation d’emplacements privilégiés par les animaux eux-mêmes, nous ont orienté dans le choix des zones sur lesquelles effectuer les mesures. Au total environ 200 points de mesures ont été réalisés, sur une plage horaire de 3 heures au plus chaud de la journée.
Les mesures ont été effectuées à hauteur d’animaux (environ 50 cm du sol) avec un thermo-hygromètre à globe noir. Les vitesses d’air (image 1) sont la moyenne des vitesses instantanées sur une durée de 20 à 30 secondes.
La cartographie consiste à retranscrire ensuite, sous forme de cartes, les mesures des différents paramètres enregistrés à intervalle régulier sur le périmètre choisi.
Température du globe noir
La température du globe noir, s’obtient en utilisant un Thermomètre à globe noir, c’est une mesure qui prend en compte la température et les rayonnements directs et indirects.
La température moyenne du globe noir est de 37,9 °C à l’ombre des panneaux, contre 45,4 °C dans les zones au soleil (interangs et pourtour des panneaux). Cet écart de 7,5 °C illustre l’impact des rayonnements et l’effet bénéfique de l’ombrage apporté par les panneaux par rapport aux zones en plein soleil.
La carte des valeurs de la température Globe noir (figure 1), montre que les espaces sous panneaux présentent des valeurs parmi les plus basses, en bleu, vert et jaune, cela à l’exception des bordures qui subissent l’influence des conditions extérieures au parc (valeurs les plus hautes en rouge et orange). Les espaces d’interangs sont quant à eux, dans des valeurs moyennes des classes plus élevées (jaune-orange et orange-rouge).
Indice de stress thermique - THI
Les mesures traduisent un THI moyen de 78,8 pour les points de mesures sous panneaux, contre un THI de 82,6 au soleil (interangs et pourtour) ; soit une différence de 3,8 points. Cette différence correspond à environ une demi-classe de THI. Néanmoins, le stress moyen dans les zones sous panneaux et les zones au soleil correspondent toutes deux à la classe « stress important » le jour de la mesure. Bien que les zones violettes se situent principalement dans les zones au soleil, le THI à lui seul n’est pas suffisamment précis pour représenter les différences de stress thermique.
Indice de stress thermique - HLI
Les mesures traduisent un HLI moyen de 79,2 pour les points pris sous les panneaux, contre 89 pour ceux réalisés au soleil, dans les interangs et le pourtour du dispositif ; soit une différence de près de 10 points (9,8). Cette différence correspond à environ une classe de stress thermique sur l’échelle du HLI.
Le jour de l’étude, le HLI sous les panneaux témoigne que les animaux ont subi un stress thermique moyen (orange) et parfois léger (jaune) notamment dans les zones où le vent soufflait plus fort, au niveau de la première ligne de panneaux (figure 3). Dans le même temps, les interangs affichaient un niveau de HLI traduisant un stress important voire extrême, au soleil, cela de façon plus homogène malgré les vitesses d’air plus importantes aux extrémités des panneaux et au niveau du premier rang en haut de l’image.
Les rayonnements et les vitesses d’air jouent un rôle important dans le stress thermique des animaux et le HLI montre bien l’hétérogénéité des conditions dans les différentes zones.
| NB : les seuils de THI et de HLI présentés sont ceux établi pour l'espèce bovine, à date il n'existe pas pour les petits ruminants ; ces travaux sont en cours de réalisation, notamment dans le cadre du projet FRESHEEP&GOAT. |
Conclusion
Le THI est un bon indicateur d’alerte de stress climatique, facile à mesurer, mais il n’est pas assez précis et donc discriminant pour mettre en évidence le niveau de stress réellement ressenti par les animaux. Cela s’explique notamment, car le rayonnement et la vitesse de l’air ne sont pas pris en compte dans son calcul, alors que ces paramètres jouent un rôle important dans le ressenti des animaux.
Ce constat est au bénéfice du HLI qui traduit de façon plus fine le stress thermique ressenti par les animaux.
La cartographie est une bonne méthode pour caractériser le microclimat des sites agrivoltaïques, dans un contexte donnée, même si cette mesure est ponctuelle. Elle permet de différencier les écarts de températures et de stress thermique que l’on constate dans les interangs, sous les panneaux et en bordure des parcelles.
Cette méthode est donc un bon moyen pour apprécier le service rendu par les panneaux, en termes d’amélioration du confort thermique et de réduction de températures des zones sous panneaux versus les interangs et zones ensoleillées.
Couplée à des observations du comportement des animaux, la cartographie est précieuse pour mettre en relation le microclimat et ses conséquences sur les manifestations du bien-être animal.