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Le pilotage de l’irrigation : des outils variés pour des besoins différents

 

Tous les exploitants agricoles le savent, l’eau est indispensable à la vie d’une culture. Dans les régions où celle-ci vient à manquer, l’irrigation permet de pallier aux épisodes secs et assurer une sécurité vis-à-vis de la production.

 Cependant, comme le soulignait Quevedo, « l’excès est le poison de la raison » et une sur-irrigation pourra avoir des répercussions diverses sur l’exploitation :

  • Pertes agronomiques : diminution du rendement, baisse de la qualité du fruit, lessivage des sols ;
  • Pertes économiques : main d’œuvre, pertes liées au coût volumique de l’eau, transport du fluide, stockage etc.

Tout l’art et la difficulté de l’irrigation résident donc dans le pilotage de l’irrigation à la parcelle, autrement dit, la possibilité de répondre aux questions suivantes : Quand irriguer ? Combien irriguer ? Comment irriguer ?

Il existe de nombreuses façons d’aborder la thématique du pilotage. De nombreux outils, différents de par leur objectif et leur utilisation, sont à disposition des exploitants agricoles et sont à analyser au préalable pour sélectionner celui qui sera le mieux adapté à ses besoins. Ces derniers peuvent être approchés de la façon suivante :

 

Précision Culture : type de production Culture : aspect économique Chantier d'arrosage : matériel Chantier d'arrosage : main d'oeuvre Contraintes extérieures : contrat Contraintes extérieures : ressources en eau Contraintes extérierues : Pollution Outils
Très utile Intensif Cout élevé de l'eau Fixe et suffisant Bien qualifiée cahier des charges sévère Très limitée Zone sensible

Mesures objectives, tensiométrie

PEPISTA

Utile Extensif Eau peu chère Mobile Peu qualifiée Pas de contraines Non limitée Pas de risques 

bilan hydrique

Programme

"Recettes"

Comme l’indique le tableau ci-dessus, les outils de pilotage de l’irrigation peuvent prendre plusieurs formes que nous regrouperons ici en trois grandes parties : les « recettes », les outils liés au bilan hydrique, les outils liés aux mesures in situ.

Les « recettes »

Elles sont délivrées par des Chambres d’agriculture, des instituts techniques, des coopératives agricoles ou encore des constructeurs. Sans prendre en compte la réalité du terrain, elles permettent néanmoins de tracer un calendrier d’irrigation et d’éviter les erreurs les plus grossières. Exemple : «Après une pluie supérieure à 10mm, retardez votre tour d’eau de 1 jour chaque 5 mm supplémentaire ». Ces conseils se retrouvent généralement sur des bulletins d’information ou des fiches techniques. Il est dans ce cas nécessaire de se rapprocher de tout organisme de conseil agricole actif sur son territoire.

Les outils liés au bilan hydrique

Le bilan hydrique est une équation prenant en compte plusieurs grandeurs :

  • La pluviométrie
  • La teneur volumique en eau du sol
  • L’évapotranspiration
  • Les apports d’eau par l’irrigation

Ces données, lorsqu’elles sont fiables, historiques et liées à des analyses fréquentielles permettent un bon pilotage de l’irrigation sur un grand nombre de parcelles.

Le bilan hydrique peut être fait personnellement dans chaque exploitation en suivant l’équation suivante :

Etat hydrique sol jour n = Etat hydrique du sol jour n-1 + Précipitations + Irrigation – Evapotranspiration

La justesse requise pour ces grandeurs, souvent absente, fait du bilan hydrique un outil non-adapté à une irrigation de précision. Il est en revanche efficace dans les situations où l’irrigation demande une moins grande vigilance : eau peu chère, main d’œuvre peu qualifiée ou ressource en eau illimité. Cependant, les choses changent peu à peu et les bilans hydriques deviennent des outils de plus en plus perfectionnés.

Aujourd’hui, certaines structures proposent des logiciels de bilan hydrique permettant de suivre sur un portail web privé, l’évolution de l’état hydrique de son sol. Le paramètre à rentrer manuellement est principalement la dose d’irrigation. Les autres paramètres sont intégrés au logiciel et calculés selon des valeurs pré-programmées. Grâce à la mise en commun de données météorologiques et une connaissance pointue des sols rencontrés sur un territoire, ces logiciels de bilan hydrique sont des outils précieux et de plus en plus précis permettant le suivi mais aussi, et surtout, la précision de l’état hydrique du sol sur plusieurs jours. Ils sont aujourd’hui proposés entre autres par des organismes consulaires (Chambre d’agriculture du Loiret, NET-IRRIG), des instituts techniques (Arvalis, IRRE-LIS ou Terres Inovia, IRRISOJA) ou des semenciers (Limagrain, LG VISION).

Les outils liés à la mesure in situ

Ils sont, de par leur coût d’achat et de suivi technique, réservés à des situations où l’irrigation de précision est requise et presque obligatoire : coût de l’eau élevé, production intensive, ressource en eau limitée, main d’œuvre qualifiée. Les mesures s’effectuent dans le sol, afin d’évaluer sa teneur en eau ou sa force de tension, ou directement sur la culture, pour la présence d’un stress hydrique préjudiciable.

Sans ordre hiérarchique, les outils de mesure majoritairement utilisés sont :

Les sondes tensiométriques

Elles mesurent le potentiel hydrique du sol, i.e les forces de liaison entre le sol et l’eau. Celles-ci augmentent lorsque le sol s’assèchent car toute l’eau gravitaire et disponible a été consommée. Les sondes tensiométriques sont constituées d’un tube rempli d’eau et d’une bougie poreuse en contact avec le sol. L’eau du tube, en s’équilibrant avec la solution du sol provoque une dépression dans le tube, qui peut être mesurée avec un manomètre, une colonne de mercure ou un capteur de pression. L’ampleur de cette dépression est ensuite corrélée au potentiel hydrique du sol.

Ces sondes sont pratiques car elles ne nécessitent que peu de temps d’installation et sont peu chères à l’achat et à l’entretien. En revanche, elles ne sont pas précises passées un certain degré de potentiel hydrique (100 centibar) et il est nécessaire de remplir souvent le tube d’eau et de venir sur place noter les valeurs.

Les capteurs à matrice granulaire

Popularisées par Irrometer (sondes Watermark®), ces sondes mesurent la résistivité électrique au sein d’une matrice poreuse (sable et gypse pour saturer en sel) grâce à deux électrodes enterrées dans le sol et en équilibre avec la solution. La résistivité électrique est par la suite traduite en potentiel hydrique. Ces sondes peuvent être reliées en batteries connectées à un boîtier enregistreur. Ainsi, plusieurs points de mesures sont installés sur la parcelle pour une meilleure représentativité. Le coût d’utilisation est faible pour des sondes indépendantes, il devient plus important lorsqu’un boîtier enregistreur est intégré.

De plus, les données du boîtier enregistreur peuvent être télé-transmises par GPRS et recueillies sur une plateforme internet dédiée pour une consultation aisée et 24h/24 de l’état hydrique du sol. La télé-transmission peut servir également à l’automatisation de l’irrigation avec des électrovannes commandées par via le téléphone portable grâce aux valeurs de potentiel hydrique (ex : ouverture des vannes pendant 1H dès que le seuil de 50 centibar est franchi).

Ces sondes, très utilisées chez les professionnels, ont le défaut d’être peu précises dans les basses tensions (sols saturés) et de ne pas bien répondre aux variations brusques de potentiels hydriques. Elles restent cependant une référence dans le pilotage de l’irrigation.

Les sondes capacitives

Elles mesurent la teneur en eau du sol en s’affranchissant de la méthode directe (séchage des échantillons de terre à 105°C). Des capteurs situés à différentes profondeurs envoient des signaux électriques dont les vitesses sont évaluées et retranscrites en teneur en eau du sol, l’eau étant bon conducteur. La mesure de la permittivité diélectrique est dépendante de la salinité et la structure, pour lesquelles un étalonnage est nécessaire.

Les mesures enregistrées peuvent être télé-transmises et mises à disposition sur une interface web à disposition tout au long de la campagne d’irrigation ou de l’année. Certaines batteries de sondes capacitives, équipées de piles lithium ont une garantie de fonctionnement de plusieurs années sans rechargement, ce qui en fait un outil pratique et pérenne. On retrouve sur le marché des marques comme Sentek, Corhize, Hortau ou encore John Deere.

Les sondes PEPISTA®

Principalement utilisées en arboriculture et en viticulture, les sondes PEPISTA sont dites « dendrométriques » car elles mesurent la croissance journalière du diamètre de la branche et/ou du tronc et/ou du fruit au centième de mm. La croissance est décomposée en deux modalités : la différence de diamètre entre deux journées (croissance nette) et l’amplitude de contraction (perte de diamètre) pendant la journée. Cette croissance, altérée ou stoppée (amplitude de contraction supérieure à la croissance nette), peut-être directement reliée au stress hydrique. L’ensemble est composé d’un boîtier électronique enregistrant chaque heure les données transmises par les capteurs sur le végétal. Les mesures PEPISTA® sont toutefois à mettre en perspective avec des données de mesures de sol pour être plus complètes.

D’autres sondes existent mais sont peu présentes dans les exploitations agricoles aujourd’hui : sondes TDR (Time Domain Reflectometry), humidimètre à neutrons, bloc de gypse etc..et sont le plus souvent limitées au domaine de la recherche et de l’expérimentation.

 

Pour une bonne approche du pilotage de l’irrigation, il est important de cerner les atteintes et les besoins de son exploitation avant d’arrêter son choix sur tel ou tel outil. Le plus cher ou le plus récent n’est pas forcément le plus efficace et, surtout, n’est pas adapté au besoin de pilotage que vous souhaitez combler. Les différents outils mesurant chacun des grandeurs différentes, il est important de recouper au maximum les informations pour approcher une gestion optimale de l’irrigation sur l’exploitation. Encore une fois, l’optimum ne sera pas identique selon les cultures, les nécessités et les contextes agricoles.

 

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