Face aux défis liés à la gestion de l’eau, une thèse menée par la R&D d’EDF explore le potentiel des centrales photovoltaïques flottantes. Grâce à des mesures sur le terrain et à une modélisation poussée, les premiers résultats montrent une réduction notable de l’évaporation, avec des perspectives concrètes pour les installations hydrauliques d’EDF et l’agriculture.

La préservation de la ressource en eau est un enjeu majeur, notamment pour production hydroélectrique, l'irrigation agricole et l'approvisionnement en eau potable.

Dans ce contexte, la couverture des plans d'eau ou STEP par des centrales solaires flottantes pourrait représenter une solution prometteuse pour limiter l'évaporation. Cependant, il manque encore des études scientifiques précises permettant de quantification le potentiel de réduction de l’évaporation.

C'est dans cette optique qu'une thèse innovante a été lancée au sein du département Technologies et Recherche pour l'Efficacité Energétique de la R&D d’EDF. Elle est axée sur la modélisation d’une centrale photovoltaïque flottante et l’évaluation de son impact sur l’évaporation. Les recherches se sont appuyées sur des mesures concrètes réalisées sur la centrale solaire flottante de Lazer (Hautes-Alpes) de EDF power solutions implantée sur la retenue.

Des résultats concrets et prometteurs pour la R&D

Un modèle microclimatique de pointe a été développé sous Code_Saturne, un logiciel CFD (mécanique des fluides numérique) open source développé par la R&D d’EDF. Ce modèle, optimisé en termes de coût de calcul, intègre la topologie spécifique du site et la technologie des flotteurs déployés.

Pour valider ce modèle, deux radeaux de mesure ont été installés en avril 2025 sur la centrale solaire flottante de Lazer. Ces dispositifs permettent de collecter des données atmosphériques précises et de mesurer l'évaporation grâce à la méthode d'Eddy Covariance. Cette méthode, largement utilisée en climatologie, en agriculture et en hydrologie, permet de quantifier avec une grande précision les échanges entre la surface (tel qu’un lac ou un champ agricole) et l’atmosphère, en particulier les flux de vapeur d’eau liés au processus d’évaporation.

Radeaux de mesure sur la retenue de Lazer. 
Un 1er au milieu de la centrale flottante (en orange) et un 2ème au niveau de l’eau libre (en bleu).

Les premières mesures, enregistrées jusqu'à l'automne 2025, sont particulièrement encourageantes : elles révèlent une réduction significative de l'évaporation, de l'ordre de 40%, pour une couverture d'environ 70% de la surface de la retenue par la centrale photovoltaïque flottante. Cette économie d'eau pourrait subvenir aux besoins en irrigation d'environ 130 hectares. Un article scientifique, présentant plus en détails le dispositif, le protocole et les résultats obtenus, est en cours de rédaction. 

Les données récoltées depuis avril 2025, et qui continueront à l’être jusqu’à fin 2026, jouent un rôle clé dans l’ajustement et la validation des modèles numériques développés. À terme, elles permettront de créer des modèles évaporatifs simplifiés, utiles pour mieux comprendre et anticiper les phénomènes d’évaporation. Ces résultats viendront enrichir les travaux de recherche menés par les équipes R&D, et ouvriront la voie à de nouvelles applications concrètes.

Des données clés pour mieux gérer l’eau

Cette approche, alliant modélisation atmosphérique et expérimentation sur le terrain, marque une avancée importante pour la recherche. Elle apporte des données précieuses à EDF power solutions et EDF Hydro pour mieux préserver l’eau dans leurs installations et répondre aux enjeux climatiques.

Au-delà de l’évaporation : comprendre les impacts environnementaux

Au-delà de l'impact sur l'évaporation, EDF mène depuis 2019 des études visant à évaluer les impacts environnementaux des centrales photovoltaïques flottantes. Un suivi environnemental continu du site de Lazer a été réalisé, et des modèles de simulation 2D/3D de plans d'eau ont été construits et validés avec des données mesurées sur des sites de centrales photovoltaïques flottantes, dont celui de Lazer. EDF dispose aujourd'hui d'outils de modélisation pour évaluer l'impact des centrales photovoltaïques flottantes sur les systèmes lacustres, notamment l'évolution des paramètres influençant les processus biogéochimiques et la qualité de l'eau, et donc le développement de la flore et de la faune.

Cette étude a été rendue possible grâce à l'implication et la collaboration des équipes opérationnelles de la R&D d'EDF, d'EDF power solutions, d'EDF Hydro, du CEREA et d'Athos environnement.