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LES SONDES TENSIOMETRIQUES : disposition, mise en oeuvre et interprétation des mesures

Relevé de sonde
Conduite tensiométrique en arboriculture Irrigation au goutte à goutte
Conduite tensiométrique en arboriculture Irrigation par aspersion
Conduite tensiométrique en culture légumière Irrigation au goutte à goutte

 

L’été caniculaire que l’Europe vient de connaître a mis en évidence l’importance de l’irrigation. En effet, un manque d’irrigation entraîne malheureusement bien souvent des sanctions immédiates sur la production. Les récoltes catastrophiques de l’été 2003 sont là pour en témoigner ! A l’inverse, un excès d’eau, pourra avoir des effets négatifs sur la qualité de la production. C’est ainsi qu’aujourd’hui, une conduite plus précise des irrigations devient une nécessité. Certaines techniques permettent une gestion de l’arrosage résultant de mesures effectuées sur la parcelle.. Entre autres, les sondes tensiométriques. Ce sont des appareils simples et peu coûteux qui permettent de mettre en évidence les excès ou les manques d’eau dans le sol. Elles permettent aussi d’économiser l’eau tout en limitant les risques pour la culture.

Qu’est-ce qu’une sonde tensiométrique ?

Une sonde tensiométrique se compose d’un capteur qui mesure la disponibilité de l’eau dans le sol par une valeur que l’on nomme TENSION mesurée en centibar (cbar). Cette mesure est une indication de la force avec laquel­le l’eau est retenue par le sol.

Plus le sol se dessèche et plus la ten­sion est élevée. L’évolution des valeurs permet de démarrer un arrosa­ge et de vérifier son efficacité.

On utilise principalement, dans la pra­tique agricole, deux types de sondes tensiométriques, soit des capteurs de type Watermark® soit des tensiomètres à eau.

• Les sondes Watermark® ne craignent pas le gel et peuvent rester en place toute l’année. Bien adaptées pour les cultures pérennes, elles offrent une plage de valeurs de 0 à 200 cbar. Les mesures sont réalisées à l’aide d’un boîtier sur autant de capteurs que l’on désire. Le boîtier se branche sur les 2 fils électriques à l’aide de petites pin­ces. Les sondes Watermark® se com­posent d’un capteur avec 2 électrodes noyées dans un matériau granulaire et reliées à 2 fils électriques. Le capteur, surmonté d’un tube en PVC, est enfoncé dans le sol, à demeure, à la profondeur souhaitée; il est important de veiller au bon contact entre le sol et le capteur. Il s’établit au bout d’un certain temps un équilibre hydrique entre le sol et l’intérieur du capteur. Il existe maintenant des capteurs tout équipés, prêts à l’emploi. Il suffit d’enlever l’enveloppe qui garde l’humidité autour du capteur.

• Le deuxième type de sondes sont les tensiomètres à eau avec lecture à manomètre. C’est le seul appareil fiable pour les tensions inférieures à 10 cbar. Il est idéal pour met­tre en évidence les excès d’eau conduisant à l’asphyxie, il a une réponse très rapide. Par contre, sa limite de mesure est de l’ordre de 80 cbar. Il est particulièrement bien adapté aux cultures légumières. C’est un appareil autonome à lec­ture directe sur un manomètre; mais, celui-ci peut se déré­gler. Il est indispensable de l’étalonner tous les ans. Il se désamorce facilement et nécessite donc un suivi contrai­gnant.

 

Comment les disposer ?

La mesure étant très locale, le choix de l’emplacement est primordial. Il dépend de la nature du sol (choisir les sites les plus représentatifs du sol de la parcelle), de la topographie de la parcelle (éviter les bas fonds, les sommets de butte), de la culture (éviter les zones mal implantées), du mode d’irri­gation. Même réalisé avec soin, ce choix n’exclut pas tota­lement les hétérogénéités qui ne sont pas visibles.

C’est pourquoi on installera au moins 3 sondes dans des conditions a priori identiques. A quelle(s) profondeur(s) les sondes doivent-elles être implantées ?

La sonde doit être dans la zone où l’humidité varie en fonction de la consommation et des apports d’eau, c’est-à-dire dans la zone sous influence des racines et du systèmes d’arrosage. Cette profondeur dépendra donc du type de sol et de la culture à arroser. Des mesures à deux profondeurs différentes permet­tent de mieux suivre les mouvements de l’eau dans le sol. Il ne faut jamais perdre de vue que la tensiométrie doit être un outil de décision et pas une charge supplémentaire de travail.

 

Comment interpréter les mesures ?

Ce qu’il faut interpréter c’est l’évolution des tensions, plus que les valeurs. Il est donc indispensable d’enregistrer les mesures effectuées. Faire, au minimum, 2 relevés par semaine, de préférence en début de matinée et les enregis­trer. On reporte les valeurs sur un graphique manuellement ou par informatique. On visualise ainsi l’évolution des ten­sions. Pour une même profondeur : quand on a 2 sites de mesures, on prend la moyenne, si les valeurs sont comparables. Si les valeurs sont très différentes, c’est qu’il y a un problème. Quand on a 3 sites de mesu­res, on retient la valeur «médiane». Procé der de même pour toutes les pro­fondeurs. Les plantes peu­vent facilement utiliser l’eau du sol jusqu’à des ten­sions assez élevées, bien supérieures aux limites de mesures des appareils. Cependant, les contraintes techniques liées aux appa­reils utilisés, con dui sent à retenir quelques valeurs repères en sol «moyen» :

De 0 à 10 cbar : le sol est en état d’excès d’eau. Le milieu est asphyxiant, défavorable au développement des racines de la plupart des plantes cultivées.

De 10 à 30 cbar : le sol est humide et ressuyé, l’eau est très disponible. C’est idéal pour les racines.

De 30 à 120 cbar : le sol se dessèche progressivement. L’eau est de moins en moins disponible.

De 120 à 200 cbar : les réserves en eau, à la profondeur mesurée, sont à un niveau critique. De plus, une rupture du lien capillaire entre le capteur et le sol peut survenir et ren­dre difficile la réhumectation du capteur.

Attention : ces repères ne sont données qu’à titre indicatif, et sont à ajuster en fonction des types de sols (texture, structure) rencontrés.

Il existe, maintenant, des enregistreurs qui stockent des données à la fréquence souhaitée. Ils permettent d’avoir une interprétation plus fine des évolutions de tensions et deviennent très utiles en irrigation localisée (avec des irri­gations très fréquentes).

 

Comment les mettre en oeuvre ?

L’installation de sites de mesures dépendra du type de cul­ture et du type d’arrosage choisi. Dans tous les cas, il conviendra préalablement de vérifier si l’installation d’ar­rosage est en bon état de fonctionnement (vérification des goutteurs et de leur débit, et vérification d’une répartition correcte de l’eau en cas d’arrosage par aspersion).

• En arrosage goutte à goutte , l’eau est apportée de façon très localisée. Elle se diffuse dans le sol en formant un volu­me humidifié appelé «bulbe» si les goutteurs sont éloignés les uns des autres, comme dans le cas de l’arboriculture. En revanche en culture légumière, les goutteurs très rapprochés for­meront une «bande» d’humidité plus ou moins continue.

La forme du bulbe ou de la bande est très variable car elle dépend de la nature du sol. Leur volume doit être suffisant pour que la plante puisse s’y alimenter. Quand on arrose, on distingue trois zones : la zone centrale très humide, souvent saturée; la zone extérieure non influencée par le goutteur; celle-ci humide en début de campagne, se dessèche progressivement à mesure que les besoins en eau de la culture augmentent; l’irrigation ne la recharge pas ; enfin, une zone intermédiaire où les fluctuations de tension sont importantes. C’est dans cette zone que l’on doit instal­ler les capteurs.

En culture légumière, on positionne le plus souvent les son­des tensiométriques entre deux goutteurs à 25 cm à l’exté­rieur de la rampe et à 25 cm de profondeur.

En arboriculture, on installe les sondes à 30 cm de profon­deur, à 30 cm d’un goutteur, entre l’arbre et le goutteur.

Le but recherché sera de maintenir constant le volume du bulbe ou le volume de la bande. C’est ainsi que le pilotage tensiométrique consistera à agir sur la dose et la fréquence des arrosages pour maintenir à la périphérie du bulbe des tensions à peu près constantes.

Le démarrage de l’arrosage est un moment décisif. Les apports doivent avoir lieu avant que le sol ne se dessèche, c’est-à-dire tôt en saison. Une première dose d’eau sera apportée dès que les tensions commencent à s’élever rapi­demment, par exemple au-delà de 30-40 cbar en culture légumière, ou 60-70 cbar en arboriculture. Par la suite, la dose sera augmentée pro­gressivement. Puis, en cours de sai­son, l’ajustement des arrosages devra permettre de maintenir les valeurs de tension entre 30 et 40 cbar pour les légumes et 30-50 cbar pour les arbres.

Si les tensions s’élèvent, c’est que l’arrosage est insuffisant. Si les tensions baissent fortement c’est que l’irrigation est trop abondante.

En sol sableux, les apports peuvent être fractionnés plutôt que d’aug­menter exagérément la dose.

• En arrosage par aspersion, on arrose toute la surface du sol. Le sol est considéré comme un réservoir. Quand on arrose, l’ensemble du sol se remouille par tranche : un front d’hu­mectation progresse vers le bas. On laisse ensuite la culture consommer une partie des réserves. Une nouvelle dose d’irrigation pourra ensuite être stockée sans risque de pertes d’eau en profondeur.

Le principe de pilotage est de ne pas renouveler un apport tant que l’apport précédent n’a pas été au moins consommé. Une sonde dite de surface sera positionnée dans la zone de densité maximale de racines : 30-40 cm de profondeur en arboriculture, 15 cm en culture légumière à faible enracine­ment, 30 cm pour des cultures légumières à enracinement plus profond. Elle servira à conduire l’irrigation en début de saison. Une sonde plus profonde, permettra de contrôler les excès d’eau ou les per­tes par drainage. Elle pourra aussi être utilisée comme sonde de pilotage si la sonde de surface réagit trop vite. En fin de saison, elle permettra de vérifier s’il y a une bonne exploitation des réserves de profondeur. Les tensiomètres seront positionnés sur un rang voisin de la ligne d’asperseurs et à 5-6 m d’un asperseur.

En culture légumière, pour assurer une bonne implantation, il convient d’effectuer un arrosage dès le début de saison pour bien mouiller le sol mais il faut vérifier qu’il ne soit pas gorgé d’eau (trop faible tension). Par la suite, les racines vont se développer, il fau­dra alors surveiller l’évolution des tensions au niveau des racines.

Sur toute culture, la fréquence de renouvellement sera indiquée par l’évolution des valeurs tensiométriques. On veillera à bien laisser les tensions remonter avant de démarrer une nouvelle irrigation.

Ces petits appareils permettent donc de repérer facile­ment les excès ou les manques d’eau. Ils conforteront les agriculteurs dans leurs pratiques habituelles ou leur permettront d’évoluer si nécessaire. En outre, ils seront une référence objective d’une pratique raisonnée de l’irrigation dans le cadre d’un cahier des charges.