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1 - CONSOMMATION EN EAU ET CHANGEMENT CLIMATIQUE EN FRANCE MÉTROPOLITAINE

2 - L’EAU DANS LE SYSTÈME SOL-PLANTE

3 - OUTILS DE PILOTAGE DE L’IRRIGATION

4 - QUELS CHALLENGES POUR UNE IRRIGATION DE PRÉCISION ?

5 - CONCLUSION

6 - GLOSSAIRE

7 - SIGLES, NOTATIONS ET SYMBOLES

Article de référence | Réf : BIO2490 v1

Quels challenges pour une irrigation de précision ?
Les indicateurs de stress hydrique des végétaux et leur applicabilité en irrigation de précision

Auteur(s) : Hugo MUSSARD, Patrice CANNAVO

Date de publication : 10 nov. 2023

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RÉSUMÉ

La gestion de l'irrigation est un secteur clé pour la filière agricole. Météo France a réactualisé ses normales saisonnières et a observé une diminution des précipitations au printemps dans toute la métropole. Les méthodes de gestion d'irrigation ne sont plus assez efficientes par rapport aux contraintes climatiques, sociales et économiques et cela se ressent de plus en plus chaque été. Le marché actuel de la gestion de l'irrigation propose peu de solutions de pilotage par capteurs et ceux-ci ne rendent pas compte du stress hydrique en temps réel ressenti par les cultures. Cet article tente d'apporter des pistes de réflexion innovantes pour l’adaptation de l'irrigation à ces contraintes.

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ABSTRACT

Plant water stress indicators and their applicability in precision irrigation

Irrigation management is a key sector for the agricultural sector. Météo France updated its seasonal normals and for example observed a decrease in spring precipitation throughout France. Irrigation management methods are no longer efficient enough in relation to climatic, social and economic constraints, and this is felt more and more each summer. The current irrigation management market offers few sensor-driven management solutions and these do not account for the real-time water stress experienced by crops. This article attempts to provide innovative ways of thinking about how to adapt irrigation to these constraints.

Auteur(s)

  • Hugo MUSSARD : Ingénieur en horticulture - HortiConseil, Salagnon ; Institut Agro, EPHOR, Angers

  • Patrice CANNAVO : Professeur en Science du sol - Institut Agro, EPHOR, Angers

INTRODUCTION

La gestion de l'irrigation est un secteur clé pour la compétitivité et la résilience de la filière agricole française. Avec les crises climatiques que nous vivons, l'accès à l'eau est de plus en plus difficile. Météo-France a récemment réactualisé ses normales saisonnières (1991-2020) et a noté une diminution généralisée des précipitations au printemps dans toute la métropole, et une diminution sur le nord et l’est de la France à l’échelle de l’année. Les méthodes de gestion d'irrigation actuelles ne sont plus assez efficientes par rapport aux contraintes climatiques, sociales et économiques et cela se ressent de plus en plus chaque été. Cela a été particulièrement le cas en 2022, et l’année 2023 a démarré avec un épisode de sécheresse hivernale historique (32 jours sans pluie en février-mars) et un retard de remplissage de 2 mois des nappes phréatiques, selon le ministre de la Transition écologique. Ceci a amené certaines préfectures du sud de la France à prendre des mesures de restriction d’eau dès le démarrage du printemps. Malheureusement de telles situations se reproduiront dans le futur.

Pour être davantage compétitifs et témoigner de leurs bonnes pratiques et de leurs efforts pour préserver la ressource en eau, les producteurs candidatent à des labellisations telles que Plante Bleue, Haute Valeur Environnementale (HVE). De tels labels impliquent pour les candidats d’être notamment les plus efficients possibles dans la gestion de la ressource en eau. L’utilisation de capteurs, de stations météo ou tout autre outil de mesure fournissant des données permettant une irrigation plus précise et efficace sont une nécessité pour obtenir ces labels. Lors du Salon international de l’Agriculture 2023, le président de la République a appelé à « un plan de sobriété sur l'eau » sur le modèle de « la sobriété énergétique », en évoquant « la fin de l'abondance ». Ce plan prévoit une incitation à diminuer notre consommation en eau de 10 %. L’irrigation de précision est un levier majeur qu’il convient d’explorer.

La compréhension du bilan hydrique dans le continuum sol-plante-atmosphère est essentielle, car les besoins en eau des plantes sont régulés par (1) la réserve en eau du sol et l’accessibilité de l’eau par les racines, et (2) les conditions microclimatiques qui environnent la plante. En cas de situation de stress hydrique, la plante adopte différentes stratégies pour assurer sa survie et maintenir un état hydrique adapté à son environnement. L’évaluation du statut hydrique des plantes est aujourd’hui possible grâce à différents capteurs de suivi du sol, de la plante et du climat. Les progrès en métrologie permettent désormais de suivre 24 h/24 les composantes du bilan hydrique. Le pilotage de l'irrigation par sonde électronique est un des moyens les plus efficaces, mais à un coût très important (plusieurs centaines d’euros). Le marché actuel de la gestion de l'irrigation propose peu de solutions de gestion pilotée par capteurs et ceux-ci ne rendent pas compte du stress hydrique ressenti en temps réel par les cultures.

Quels sont les indicateurs agronomiques les plus pertinents ? Quels sont les leviers à tester pour gagner en économie d’usage de l’eau ? Conduire les cultures en conditions de stress hydrique maîtrisé peut-il avoir du sens ? Cet article tentera d’apporter des éléments de réponse à ces questions.

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KEYWORDS

sensors   |   water   |   transpiration   |   water reservoir   |   bioclimatology   |   efficiency

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bio2490


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4. Quels challenges pour une irrigation de précision ?

4.1 Vers une approche intégrée sol-plante-climat

Les stratégies de pilotage de l’irrigation se basent le plus souvent sur un seul type de stratégie basée soit sur le climat, sur la plante ou sur le sol (figure 14). Ce type de stratégie monocomposante a pour avantage d’avoir un coût compétitif, d’être simple à mettre en place et d’exister sous la forme de matériel prêt à être installé. Cependant il n’est pas représentatif de l’état hydrique global du continuum sol-plante-climat. Par exemple, une faible réserve hydrique du sol n’implique pas forcément une demande hydrique de la plante en cas de temps couvert. De même, un CWSI important dû à des conditions climatiques extrêmes n’implique pas forcément une nécessité de déclencher l’irrigation alors que la réserve utile est pleine.

Les stratégies pluricomposantes intégrant le sol, le climat et la plante permettent de témoigner de l’état hydrique de l’ensemble du système et visent à optimiser la dose, et à irriguer la culture au bon moment. Elles ont cependant comme contrainte de demander de solides compétences techniques et scientifiques dans la gestion et le pilotage de l’irrigation. De plus, ces solutions ne sont pas disponibles sur le marché du pilotage de l’irrigation : elles sont peu nombreuses à être prêtes à installer par les producteurs et demandent un fort investissement financier. À titre d’exemple, la stratégie proposée dans la figure 15 intègre la réserve utile du sol, le potentiel hydrique du sol, le CWSI et l’évapotranspiration potentielle (ETP) dans l’objectif de combler les lacunes de ces indicateurs considérés séparément et d’optimiser au mieux le pilotage de l’irrigation.

HAUT DE PAGE

4.2 Performances des stratégies d’irrigation pluricomposantes

Une règle de décision du pilotage de l’irrigation pluricomposantes en se basant sur l’humidité volumique du sol et sur le CWSI a été récemment développée par Jaamroen et al. ...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - Office français de la biodiversité (OFB), Service Données et Études statistiques (SDES MTES) -   Eau et milieux aquatiques – Les chiffres clés 2020.  -  OFB et SDES MTES, 127 p. (2020).

  • (2) - MÉTÉO-FRANCE -   De nouvelles normales pour qualifier le climat en France  -  (2022). https://meteofrance.com/actualites-et-dossiers/actualites/climat/de-nouvelles-normales-pour-qualifier-le-climat-en-france#:~:text=Toujours%20plus%20chaud, de%201%2C7%20%C2%B0C

  • (3) -   PROPLUVIA  -  http://propluvia.developpement-durable.gouv.fr/propluvia/faces/index.jsp

  • (4) - INRAE -   Ressources.  -  100 p. (2022).

  • (5) - BRUAND (A.), DUVAL (O.), COUSIN (I.) -   Estimation des propriétés de rétention en eau des sols à partir de la base de données SOLHYDRO : une première proposition combinant le type d’horizon, sa texture et sa densité apparente.  -  Étude et Gestion des Sols, 11, p. 323-334 (2004).

  • ...

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