Le photovoltaïque au service de la lutte contre la désertification en Chine 

En novembre 2024, Liu Ziyue a découvert le désert pour la première fois. Fraîchement diplômée et nouvellement recrutée par POWERCHINA Beijing Engineering Corporation (BJEC), elle a rejoint un projet de recherche sur la lutte contre la désertification mené dans trois centrales photovoltaïques à Wuwei, dans la province du Gansu. 

Sa mission consiste à élaborer, à partir de cendres volantes, des produits destinés à fixer le sable et à restaurer les écosystèmes, avant de les tester sur le terrain. Les premières difficultés ne se sont pas fait attendre : les plaques se brisaient et les graines ne germaient pas. Pendant deux semaines, elle a ajusté son protocole au fil de ses observations. « Ce n’est qu’en allant sur le terrain qu’on peut découvrir les véritables problèmes qui ne se posent pas au laboratoire », explique cette chercheuse de 27 ans à CHINAFRIQUE. 

Son parcours illustre les travaux menés dans le cadre d’un projet majeur dédié aux technologies clés de lutte contre la désertification et de restauration écologique au sein des grandes bases d’énergies nouvelles des zones désertiques, arides et du Gobi. Ces dernières années, la Chine encourage la construction de grandes bases dans des régions comme le Gansu, la Mongolie intérieure et le Xinjiang. Si ces territoires disposent d’immenses espaces et d’un potentiel solaire et éolien exceptionnel, les tempêtes de sable et la fragilité des écosystèmes compliquent l’aménagement et l’exploitation durable des installations. En 2024, la BJEC s’est vu confier la direction de ce programme d’études. 

Pour mener ses essais, l’équipe a sélectionné trois centrales à Wuwei, à savoir Jiuduntan, Longyu et Minqin, où elle confronte les travaux de laboratoire à la réalité du terrain ; une vingtaine de collaborateurs de la BJEC y prennent part, dont 70 % de jeunes chercheurs et ingénieurs. 

Érigées en lisière du désert de Tengger, ces centrales servent de terrain d’expérimentation pour concilier exploitation énergétique et préservation environnementale. Ce modèle associe production d’électricité, cultures intercalaires et végétalisation sous les modules photovoltaïques, l’objectif étant de métamorphoser progressivement ces terres arides en une véritable « armure écologique ». 

Ma Shijun présente la protection périphérique à la centrale de Longyu, à Wuwei (province du Gansu), le 8 septembre. (GE LIJUN) 

Une lutte scientifique contre la désertification 

Ma Shijun, ingénieur en chef de la conception du projet et originaire de Tianshui (Gansu), confie n’avoir appréhendé la réalité du désert qu’en intégrant ce chantier. Les trois sites d’expérimentation présentent des spécificités distinctes, telles que les dunes mobiles, les sols salins et les déserts de graviers, offrant un terrain idéal pour adapter les interventions à chaque environnement. 

La stratégie repose sur deux lignes de défense complémentaires. En périphérie, différents types de filets, notamment métalliques, en polyéthylène haute densité (PEHD) et en fibres végétales, forment un maillage qui ralentit le vent et retient le sable venu de l’extérieur. À Longyu, cette barrière stoppe environ 50 à 60 % des dépôts ; au terme de l’ensemble du réseau filtrant, moins de 10 % des particules parviennent au cœur du complexe. 

La seconde ligne agit directement sur la fixation du sable. Entre les alignements de structures, des filets en PEHD agencés en quadrillage réduisent la vitesse éolienne au ras du sol, tandis que sous les panneaux, un fixateur à base de fibres végétales consolide la couche superficielle. À Minqin, les chercheurs testent également un paillage de graviers sous les modules afin de protéger le matériel contre l’abrasion sablonneuse. 

L’équipe évalue par ailleurs des alternatives visant à moderniser les traditionnels « carrés de paille », dont l’efficacité s’amenuise après trois à cinq ans. Elle expérimente ainsi des structures en fibres végétales, en PLA ou en PEHD, tout comme des matériaux innovants formulés à partir de cendres volantes. Les filets en fibres végétales sont biodégradables et très résistants aux intempéries ; les filets en PLA et en PEHD affichent une longévité supérieure à dix ans tout en restant simples à poser. 

Dès la stabilisation du substrat obtenue, la phase de revégétalisation est engagée. À Jiuduntan, une sélection de 10 à 15 espèces adaptées aux conditions arides, essentiellement des arbustes et des herbacées indigènes, a été introduite. Leur taux de survie, leur vitesse de croissance et la densité optimale de plantation font l’objet d’un suivi minutieux, tant sous les modules qu’entre les rangées. Pour préserver l’écosystème local sans recourir à des raticides chimiques, de petites cages en grillage métallique protègent les jeunes pousses contre les rongeurs. 

L’eau, ressource précieuse en milieu désertique, fait quant à elle l’objet d’une gestion optimisée. L’équipe développe un système de collecte des eaux de pluie ruisselant sur les panneaux photovoltaïques, stockées en sous-sol durant la saison humide avant d’être redistribuées au printemps. Si les structures mécaniques de fixation offrent un résultat immédiat, c’est le développement racinaire qui assure la fixation durable des sols. 

Alors que la rentabilité énergétique primait autrefois sur les impératifs environnementaux, les autorités exigent désormais un développement conjoint. En juin dernier, l’Administration nationale des forêts et des prairies a ainsi édicté deux normes encadrant l’aménagement photovoltaïque en zone désertique et son suivi écologique. Désormais, les dispositifs de restauration doivent être élaborés, déployés et mis en service de façon concomitante avec les infrastructures solaires. Par anticipation, l’équipe utilise d’ores et déjà l’indice de Shannon ainsi que les indices de richesse et d’équitabilité pour mesurer la biodiversité végétale, allant ainsi au-delà des exigences réglementaires. 

« La production d’électricité relève du secteur de l’énergie, tandis que la lutte contre la désertification concerne celui des forêts et des prairies. Nous souhaitons favoriser leur intégration, afin de garantir les revenus issus de la production électrique tout en améliorant les résultats écologiques », explique M. Ma à CHINAFRIQUE. 

Cette synergie passe également par la quête de retombées économiques viables. Pour amortir les surcoûts liés à la restauration, le maître d’ouvrage China Huadian (CHD) explore diverses opportunités agro-écologiques. À Minqin et Jiuduntan, des essais sont menés sur des espèces à forte valeur ajoutée, comme l’oignon sauvage du désert, particulièrement à son aise sous l’ombrage des panneaux. À Longyu, les recherches se portent sur des cultures rentables telles que le goji noir. 

Une dune près de la centrale de Jiuduntan, à Wuwei (province du Gansu), le 9 septembre. (CHEN JIAN) 

Vers des normes sectorielles 

Les premiers résultats s’avèrent probants : sur certains secteurs autrefois dominés par des dunes mobiles, le taux de couverture végétale est passé de moins de 5 % à plus de 70 %. Les panneaux permettent de réduire la vitesse du vent de 30 à 50 % et, combinés aux barrières physiques, hâtent la stabilisation du sol. L’observation régulière de traces de gazelles, de lièvres et de renards témoigne en outre d’un net retour de la faune sauvage. 

Ces données positives appellent toutefois une validation sur la durée. Débutés le 15 novembre 2024, les tests s’échelonneront jusqu’en 2027. Un appareillage de mesure automatisé relève continuellement la force du vent, le déplacement des sables, le développement végétal, les précipitations et l’hygrométrie des sols. L’équipe entend ensuite consolider ses résultats sur une parcelle vitrine de 800 mu (53 hectares) située au Gansu. 

L’ambition ultime consiste à formaliser des solutions sur mesure avant de les élever au rang de normes. Le projet s’appuie sur une démarche modulaire regroupant une vingtaine de techniques combinables selon les contraintes de chaque site. Ces avancées permettront d’abord de fixer une grille normative interne à CHD, avant d’alimenter les standards sectoriels et nationaux. À terme, ces méthodologies pourront être déployées dans d’autres régions aux caractéristiques similaires, telles que le corridor du Hexi ou l’ouest de la Mongolie intérieure. 

Au cours de l’année 2025, la Chine a accéléré la transition écologique et bas carbone de ses secteurs clés. La première phase de déploiement des grandes bases d’énergies nouvelles en zones arides, désertiques et du Gobi est aujourd’hui largement achevée et opérationnelle. Le programme d’études actuel s’adosse quant à lui à la seconde vague de centrales concédées à la CHD. 

« Tout en contribuant à l’approvisionnement énergétique national et aux objectifs chinois de plafonnement des émissions de carbone et de neutralité carbone à l’horizon 2030 et 2060, les entreprises publiques centrales assument aussi la responsabilité de montrer l’exemple en matière de restauration écologique », résume M. Ma. 

Pour Liu Ziyue et son équipe, chaque expérimentation in situ permet d’ajuster les procédés et d’approfondir les synergies entre production énergétique et sauvegarde de l’environnement. À terme, leurs travaux devraient ériger la filière photovoltaïque au rang de véritable moteur de la régénération des espaces désertiques.