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Le goutte-à-goutte en 4 dimensions

Plaçons un gros pluviomètre sous un goutteur débitant 1 l/h.
Plus nombreux sont les capteurs placés sur 3 dimensions par rapport au goutteur, plus claire est l’image du bulbe.

Le goutte-à-goutte est une technique très performante. Les plantes s’alimentent à moindre énergie, c’est-à-dire à moindre tension d’eau dans le sol, dans une zone privilégiée, appelée un bulbe. Cette technique d’apport localisé, permet de baisser significativement le volume d’eau nécessaire par unité de production, exprimée par exemple en m3 d’eau par kg de production.

 

Moyennant une technicité élevée, dans une autre logique que celle de l'aspersion, et nécessitant un pilotage précis. On évoquera donc ici quelques règles, mesures et observations et non des calculs théoriques. Le flou des unités de mesure Plaçons un gros pluviomètre sous un goutteur débitant 1 l/h. L'ouverture du pluviomètre est un disque de 400 cm2, proche de la surface utile d’un petit bulbe d’une vingtaine de cm de diamètre, classique en maraîchage, par exemple. Au bout d’une heure d’irrigation, le pluviomètre a collecté 1 l et affiche 25 mm. Ceci montre qu’une simple irrigation d’un litre en goutte-à-goutte représente un défi important pour le sol. Au point de gouttage, qui est de la taille d’une pièce de monnaie, la précipitation à chaque irrigation est même 100 fois supérieure, soit 2 500 mm. C’est-à-dire que le sol doit absorber par irrigation à cet endroit précis, plusieurs années de préci­pitations naturelles. C'est le sol qui fait tout le travail. C'est dans le sol que tout se joue. En l’observant des dizaines de milliers de cas, on voit que le volume d'eau unitaire optimum permettant la bonne tenue d’un bulbe agrono­miquement performant, tout en respectant la structure du sol, varie en fonction des cultures, des sols et climats, entre 0,5 et 3 l par goutteur à chaque irrigation. Exception faite de doses apportées volontairement à certains stades végé­tatifs précis, sur des cultures à enracinement profond, comme la vigne ou l’asperge. Rappel sur le mm en irrigation Le mm est une unité de mesure linéaire, en l’occurrence d’épaisseur, exprimée en une dimen­sion, par opposition à une surface en 2 dimensions ou un volume en 3 dimensions. Par exemple, 1 mm d’eau sur 1 m2 représente 1 l. Si on parle de pluie, une épaisseur de 1 mm d’eau sur 10 000 m2 (1 ha) représente un volume de 10 000 l ou 10 m3/ha. Dans ce cas, on peut l’apprécier au pluviomètre, qui échantillonne la pluie, supposée homogène, par son cône de 1⁄25e de m2. Si on parle d’irrigation par aspersion, qui couvre en gros, l’intégralité de cet hectare, 1 mm représente toujours 10 m3/ha et peut toujours être capté au pluviomètre, même si les croisements d’asperseurs rendent l'opération plus compliquée qu'il n'y paraît. Si l’on passe en irrigation localisée, on irrigue par définition une partie de la surface et du volume. En micro-aspersion, la surface concernée varie entre 20 et 100 %, en fonction du nombre de micro ou mini asperseurs et de leur portée. On perd la référence de surface, si on ne la calcule pas. L’emploi du pluviomètre peut toujours se faire, sous condition stricte de surface de référence. Sa pertinence dépend du positionnement en distance à l'asperseur. En revanche, 2 000 goutteurs à l’ha en arboriculture par exemple, concernent en gros 15 % du volume du sol. Ça ne pose pas de problème agronomique pour obtenir la performance, mais on change complé­tement de logique. On perd l’usage et la signification du pluviomètre et de son mm, qui ont impérativement besoin d'une surface de référence pour signifier quelque chose. C'est assurément dans ce malentendu, propre à l’irrigation localisée, que se cache le diable en goutte-à-goutte. Malentendu associé à des calculs, des transposi­tions non vérifiées par leur résultat dans le sol, qui alimente contre-performance et sur-irrigation notoires, constatées sur le terrain, dans des proportions importantes. Le volume du bulbe en 3 dimensions La notion de volume sert à tout ce qui concerne l’eau, l’hydraulique, le sol et le bulbe. L’unité m3 ou m3/h pour tout ce qui concerne le pompage, le réseau hydraulique. L’unité litre ou le l/h pour ce qui concerne le goutteur et le bulbe. L’observation et le conseil en 4D Règles de base. Notre pratique d’une trentaine d’années de tensiométrie sur goutte-à-goutte, confirme qu’il faut instrumenter plusieurs bulbes. Trois au moins pour le pilotage et 4 pour l’auto­ma­tisme. Il ne s’agit pas tant de prendre 3 gout­teurs, vérifiés et conformes, sur 3 000 voire 5 000 gout­teurs, mais de bon sens. En effet, 1 point de mesure a toujours raison par définition, 2 mesures peuvent diverger, 3 mesures permettent de sortir une valeur médiane. La représentation en volume débute à partir de 2 profondeurs et 2 dis­tances aux goutteurs, en 3 répéti­tions mini­males. Plus nombreux sont les capteurs placés sur 3 dimensions par rapport au goutteur, plus claire est l’image du bulbe. On le voit avec la puissance de l’échographie du bulbe, qui s’appuie sur 16 capteurs, 3 bulbes, 4 profondeurs, 2 écartements, 8 médianes et une vidéo en temps réel. La 4 D La 4e dimension est le temps. On observe comment ce bulbe, fabriqué par le sol et suivi en 3 D, évolue dans le temps. La 4 D est donc naturellement adaptée à un conseil agronomique précis, pour gérer le volume du bulbe ainsi que les volumes d’irrigation. Comprenant la quatrième dimension : la notion indispensable de temps ou de fractionnement du temps. Par exemple : la semaine prochaine, sur cette parcelle ou groupe de parcelles, irriguer chaque jour, 3 fois 1,6 l (par goutteur). Pour compléter le dispositif, un volu-comptage de contrôle sur le réseau hydraulique tertiaire permet de surveiller, en temps réel, le fonctionnement du réseau d’irrigation. La bonne cohérence et la régularité des volumes mesurés avec le nominal du réseau. Détecter une baisse de volume (colmatage, fuite), une hausse (pression excessive), une nette augmentation (souci d'électrovanne ou de programmation) ou absence de volume (panne). Le conseil de programmation Le principe de base du pilotage en zone tempérée repose sur une décision hebdomadaire. On répond à la question : même programmation la semaine suivante ou bien changement de programmation ? Sans programmateur, l'irrigation au goutte-à-goutte est très fastidieuse, difficilement rigoureuse, générale­ment simpliste sur le fractionnement. Pour permettre d’adapter les doses au fonction­nement du sol, afin de tenir le bulbe, le fraction­nement s'impose. Il est assuré par un program­mateur doté au minimum de 4 départs par jour par voie, sous les climats océaniques, continentaux et méditerrannéens de l'hémisphère nord. Certains contextes enracinement / sol / climat nécessitent jusqu’à 6 départs / jour. L'aide à la décision, dans sa forme aboutie, cible donc la programmation, résumée au final en 1 dimension : le temps ou le planning. Sous condition de bon pilotage et de surveillance, on peut l’utiliser en toute sécurité. Dans le même exemple : la semaine prochaine, sur cette parcelle ou groupe de parcelles similaires, irriguer chaque jour : 3 x 1 heure.