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L'irrigation du café avec du goutte-à-goutte

Les caféiers produisent des fruits charnus, rouges, violets, ou jaunes, appelés cerises de café, à deux noyaux contenant chacun un grain de café

 

Le café est la première ressource agricole au monde. Source de revenus importants pour plus de 40 pays tropicaux, elle génère plus de 120 millions d’emplois. La culture du caféier s’étend sur plus de 10 millions d’hectares et principalement dans le cadre de petites exploitations familiales (70% de la production provient d'exploitations de moins de 5 hectares). 

Un peu de botanique 

 

Les caféiers sont des arbustes des régions tropicales du genre Coffea de la famille des Rubiacées. Il semble que l'arbuste Coffea arabica soit originaire de la région de Kaffa en Abyssinie (l'actuelle Éthiopie). Il pousse également à l'état sauvage en Arabie, dans la région de Moka. Si l’on ignore comment il est passé de l'Éthiopie au Yémen, il est certain que les Yéménites furent les premiers caféiculteurs.

Deux espèces de caféier, Coffea arabica (65%) et Coffea canephora (35%) sont cultivées. Coffea arabica, qui produit un café fin et aromatique, nécessite un climat plus frais que Coffea canephora (robusta), qui donne une boisson riche en caféine. La culture de l'arabica plus délicate et moins productive est donc plutôt réservée à des terres de montagne, alors que celle du robusta s'accommode de terrains de plaine avec des rendements plus élevés.

Les caféiers sont des arbustes à feuilles persistantes et opposées, qui apprécient généralement un certain ombrage (ce sont à l'origine plutôt des espèces de sous-bois). Ils produisent des fruits charnus, rouges, violets, ou jaunes, appelés cerises de café, à deux noyaux contenant chacun un grain de café (la cerise de café est l'exemple d'une drupe polysperme). Lorsqu'on dépulpe une cerise, on trouve le grain de café enfermé dans une coque semi-rigide transparente à l'aspect parcheminé correspondant à la paroi du noyau. Une fois dégagé, le grain de café vert est encore entouré d'une peau argentée adhérente correspondant au tégument de la graine que l'on peut moudre.

S'agissant de café, l'unité de mesure est le sac de 60 kg. Depuis plusieurs années, la production mondiale annuelle dépasse les 100 millions de sacs ce qui correspond à 6 à 7 millions de tonnes, alors qu'en 1825, on ne produisait que 100 000 tonnes. Plus de 80 millions de sacs sont exportés chaque année. Et cette production ne cesse d'augmenter ; elle a progressé de 20 % entre 1997 et 2005, soit deux fois plus vite que la demande.[]

Le Brésil est de loin le premier producteur mondial avec un tiers du volume, soit 40 millions de sacs, suivi par le Viêt Nam (le plus important producteur de robusta) et la Colombie.

 

La culture du café

 

Le plus ancien mode de culture traditionnel est la méthode extensive, encore pratiquée dans certaines régions d’Amérique centrale et d’Inde. Dans ce type de culture, les caféiers prospèrent avec d’autres plantes de haute taille, qui les protègent naturellement des rayons du soleil.

La culture intensive, qui est en usage au Brésil, se fonde en revanche sur une densité élevée de caféiers et exige des systèmes d’irrigation et une importante mécanisation. Elle nécessite des investissements importants et permet une productivité plus élevée. Dans les nouvelles zones de production caféière du Brésil - Cerrado Mineiro et Baiano - la mécanisation est appliquée par des producteurs déjà capitalisés, qui utilisent également l’irrigation pour améliorer les rendements. Plus de 100 000 ha de plantations de café sont d’ores et déjà équipés en matériel d’irrigation. Les producteurs familiaux se regroupent, relancent les coopératives afin de favoriser la diffusion des techniques modernes au plus grand nombre.

La culture du café, qui jusqu’à présent est restée traditionnelle et conservatrice face aux nouvelles technologie, commence maintenant à accepter les avantages de l’irrigation. De nombreuses études ont clairement démontré qu’une longue pénurie en eau affectait la productivité, tout particulièrement pendant les périodes critiques de la floraison et de la nouaison.

 

Au Brésil, dans la région centre sud, un manque d’eau pendant la période de développement du fruit, entre Octobre et Décembre, retarde son  grossissement. Ceci diminue la productivité car les fruits trop petits ne peuvent pas être commercialisés. La taille finale de la baie est entièrement dépendante de la hauteur des précipitations entre la dixième et la dix-septième semaine après la floraison. C’est la période pendant laquelle le grossissement de la baie est le plus rapide

Pour certaines variétés telles que Arabica et Robusta il se produit une déformation du bourgeon. Ceci apparaît lorsque un stress hydrique a lieu après qu’une petite  quantité de pluie ait initié le débourrement. Ainsi, les bourgeons ne peuvent pas s’ouvrir et se dessèchent.   

Selon B.Sobrinho, cette déformation, - l’absence d’ouverture des bougeons ou le desséchement des fleurs - est un phénomène typique, causé par un important déficit hydrique. Il peut en résulter une perte de rendement de 50 %.

 

 

L’irrigation du café augmente le rendement.

 

 

L’utilisation de l’irrigation diminue le pourcentage de fleurs séchées de 57% à moins de 5% avec parfois des valeurs pratiquement négligeables (Rena/Maestri, 1987 et Thomaziello, 1999).

Lorsque l’on compare les résultats de productivité de café non irrigué, irrigué et  irrigué avec irrigation fertilisante, les gains sont respectivement de 66% et de 123% pour les zones avec irrigation et avec irrigation fertilisante (Autunes).  Selon Mantovani, (2003), au brésil l’irrigation des plants de café est recommandée dans la plupart des régions productrices. 

Les besoins en irrigation sont dus non seulement à une pénurie en eau mais également à des températures basses. Si la température est inférieure à 18° C, et la pénurie en eau égale à 150 mm, l’irrigation est nécessaire. Si la température est comprise entre 18°C et 24°C, la pénurie en eau est moins dommageable. Dans ce cas, l’irrigation est recommandée pour une pénurie de 100 mm.

En 2003, on a estimé que 8 à 10% des plantations de café du Brésil – un total de 200 000 ha - a déjà été irrigué. Cette irrigation est essentiellement présente dans les états de Epiritu Santo, (60 à 65%), Minas Gerais (20 à 25%) et Bahia (10 à 15%).

 

Tableau 1 Besoins en irrigation pour plantation de café.     

 

Zones Agro climatiques

WD = P – EP

Avec WD = déficit en eau

P = Précipitations 

EP = Evaporation du sol  + transpiration des plantes

WD/an en mm

Besoins en Irrigation

 

Températures

 

 

 

 

< 100 (1)

Pas d’irrigation

 

Au dessus de 18°C 

< 100 – 150 (2)

Irrigation occasionnelle

 

 

< 150 – 200 (3)

Irrigation de complément

 

 

>200 (4)

Irrigation obligatoire

 

 

< 150 (1)

Pas d’irrigation

 

18 à 24 ° C

< 150 – 200  (2)

Irrigation occasionnelle

 

 

< 200 – 400  (3)

Irrigation de complément

 

 

>400 (4)

Irrigation obligatoire

 

 

 

  1. Dommages dus au déficit en eau – aucun
  2. Dommages dus au déficit en eau – quelques années
  3. Dommages dus au déficit en eau – chaque année
  4. Dommages dus au déficit en eau -  chaque année

 

*Les dommages dépendent du stade phénologique de la plante au moment du déficit hydrique.

 

Choisir le meilleur système d’irrigation

 

Idéalement, les plantations de café sont irriguées avec des systèmes sous pression comme l’aspersion ou l’irrigation localisée.

Les caractéristiques des systèmes d’irrigation localisée sont : économies d’eau et d’énergie (voir tableau 2), économie de main d’œuvre, possibilité d’automatiser les installations, obligation d’avoir une eau de bonne qualité, possibilités de s’adapter aux conditions du sol, solutions pour tout type de topographie, (goutteurs autorégulants) et possibilité d’apporter des produits chimiques en solution (chimigation).  

 

Tableau 2

Rendement énergétique et besoins énergétiques pour différentes méthodes d’irrigation.

 

 

Méthodes d’irrigation

Efficience de l’irrigation (%)

Besoins énergétiques

 

Surface

40 - 75

0.03 - 0.3

 

Aspersion

60 - 85

0.2 - 0.6

 

Localisée

80 – 95

0.1 – 0.4

 

 

Source : Marouelli et Silva (1998)

 

 

Mettre en place un système d’irrigation.

 

Un système d’irrigation localisée est constitué par : la ressource en eau, le système de mise en pression, le système de filtration, le réseau principal de distribution, la station de tête, les vannes, les systèmes d’automatisation et les distributeurs (micro asperseurs ou goutteurs).

 

La ressource en eau : L’eau peut provenir de puits, de réservoirs ou de rivières. Le service de conception des installations de NaanDanJain choisi pour chaque situation particulière la solution la mieux adaptée en ayant présent à l’esprit le meilleur rapport coût/avantages.

 

L’installation de pompage : Les pompes centrifuges sont utilisées avec  des moteurs électriques (mono ou tri-phasé). Les moteurs thermiques sont utilisés dans les zones où il n’y a pas d’électricité.

 

Le système de filtration : La filtration a pour rôle d’éviter le colmatage des distributeurs. Différents moyens de filtration sont utilisés tels que les filtres à sable, à disques ou à tamis. Le filtre doit être choisi en fonction des caractéristiques chimiques et biologique de l’eau utilisée.

 

Réseau principal : Ce réseau conduit l’eau depuis la pompe vers les zones arrosées. Des canalisations en acier, PVC et polyéthylène sont utilisées.

 

Station de tête pour zone. Localisées à l’entrée des subdivision, ces installations sont constituées de différents composants tels que des vannes casse-vide, des ventouses, de simples vannes d’ouverture et de fermeture et des vannes de régulation. Ces vannes arrêtent ou mettent en eau le réseau, régulent la pression dans le poste, et évitent la formation de vide dans le réseau.

 

Distributeurs

Rampes de goutteurs. On doit prendre en considérations différentes caractéristiques de la rampe à savoir: l’épaisseur et le diamètre du tuyau, le débit, l’espacement et l’autorégulation. La combinaison optimale de ces éléments constitue le facteur essentiel pour une irrigation performante. L’espacement entre les goutteurs doit être déterminé en fonction de la granulométrie du sol. Un espacement de 60 à 80 cm est généralement utilisé mais une valeur plus faible peut être nécessaire si le sol est très sableux ou caillouteux.   

 

Micro asperseurs et minidiffuseurs. Ces distributeurs ont différentes valeurs de débit, de formes de surface arrosée et de diamètre avec des fonctions particulières comme l’autorégulation, ou l’anti-intrusion d’insectes. Les microasperseurs conviennent très bien dans les sols caillouteux et dans les cultures biologiques où ils permettent une utilisation efficace du compost et du fumier.

 

Automatismes. Cette fonction est réalisée par des programmateurs avec différents niveaux de sophistication. Les systèmes automatiques sont plus précis et économisent la main d’œuvre.

 

Injecteurs d’engrais. L’injecteur d’engrais est choisi pour un projet déterminé. Il faut prendre en compte le type d’installation sous pression, le débit, les besoins en éléments fertilisants, la présence de courant électrique et l’aspect économique incluant  les coûts d’achat et de fonctionnement : injecteurs venturi, doseurs proportionnels, pompes à entraînement  hydraulique, (Tefen , Amiad), doseurs, pompes centrifuges en acier inoxydable et machines automatiques d’irrigation fertilisante.

 

 

Synthèse : Compétence dans de domaine du café

 

 

La conception et la mise en œuvre de projet d’irrigation localisée sur 10 000 ha au Brésil montrent la compétence de NaandanJain dans ce domaine. Les dimensions des projets sont variables (entre 10 et 1000 ha) ainsi que les conditions topographiques et climatiques. Malgré cela, des solutions adaptées ont été proposées pour chaque projet. Les projets d’irrigation de NaanDanJain ont pour résultat un accroissement immédiat de la productivité.  Alors que sans irrigation la production de grains de café vert sec atteint 1500 kg/ha, elle atteint 6000 à 7000 kg/ha avec l’installation d’un système d’irrigation.

 

            

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