L’eau est essentielle à la croissance et au développement des plantes. Le manque d’eau peut limiter la production agricole, réduire les rendements et nuire à la qualité des produits.
L’irrigation permet aux agriculteurs de contrôler l’approvisionnement en eau et d’augmenter leur production ; toutefois, si elle est inefficace, elle peut entraîner un gaspillage d’eau, la salinisation des sols et la pollution des sources d’eau.
Qu’est-ce que l’efficacité hydrique ?
L’efficacité hydrique en agriculture vise à optimiser l’utilisation de l’eau, en maximisant son exploitation par les cultures et en minimisant les pertes inutiles. Il s’agit de tirer le meilleur parti de chaque goutte d’eau dans la production agricole, grâce à des pratiques qui évitent le gaspillage et garantissent que les plantes reçoivent ce dont elles ont besoin.
L’optimisation de l’irrigation, l’amélioration de la rétention d’eau dans le sol et le choix de cultures adaptées aux conditions locales sont des pratiques qui améliorent à la fois l’efficacité hydrique et la durabilité.
Mesurer l’efficacité hydrique des cultures est essentiel pour optimiser l’utilisation de l’eau et garantir une production agricole durable. Pour cela, nous pouvons utiliser différents indicateurs :
Comment calcule-t-on le rendement d’application ?
L’efficacité d’application (Ea) est un indicateur clé qui mesure le pourcentage d’eau appliquée qui reste réellement disponible dans la zone racinaire des cultures. Elle permet de déterminer dans quelle mesure un système d’irrigation est efficace pour fournir de l’eau utile sans gaspillage.
On l’exprime ainsi :
Ea = Eau stockée dans la zone racinaire / Eau apportée × 100
Où :
- Eau stockée dans la zone racinaire : il s'agit du volume d'eau présent dans le sol, au sein du profil où les racines des plantes peuvent l'absorber.
- Eau appliquée : il s'agit de la quantité totale d'eau fournie au champ pendant l'irrigation.
Si l’eau s’infiltre au-delà de la portée des racines, elle est perdue par percolation en profondeur ; de même, les terrains présentant un ruissellement excessif ou une répartition peu uniforme entraînent une mauvaise efficacité de l’application.
Efficacité de l’irrigation goutte-à-goutte
À titre indicatif, dans ce type d’irrigation, l’indice se situe entre 80 et 95 %.
Nous pouvons améliorer les performances de l’application en suivant quelques recommandations :
- Programmer correctement l'irrigation en fonction des besoins de la culture et de la capacité de rétention d'eau du sol. Mettre en place des systèmes intelligents.
- Utiliser des systèmes d'irrigation efficaces, tels que l'irrigation goutte à goutte ou l'arrosage par aspersion avec des buses à faible évaporation.
- Entretenir le système en bon état, en vérifiant les canalisations, les diffuseurs et les buses afin d'éviter les fuites et les obstructions.
Comment calcule-t-on le rendement de stockage ?
L’efficacité de stockage (Ee) est un indicateur qui mesure le pourcentage d’eau épandue lors de l’irrigation qui est effectivement stockée dans la zone racinaire de la culture, par rapport à la quantité d’eau que le sol pouvait stocker sans générer de pertes par percolation en profondeur.
On l’exprime ainsi :
Ee = Eau stockée dans la zone racinaire / Eau nécessaire pour rétablir l’humidité du sol × 100
Où :
- Eau stockée dans la zone racinaire : quantité d'eau effectivement retenue dans le sol et disponible pour les racines.
- Quantité d'eau nécessaire pour rétablir l'humidité : différence entre la capacité au champ et le niveau d'humidité initial du sol avant l'irrigation.
Facteurs influant sur l’Ee
- Texture et structure du sol :
- Les sols sableux se drainent plus rapidement et peuvent perdre de l'eau par percolation.
- Les sols argileux peuvent retenir trop d'eau, ce qui réduit l'oxygénation des racines.
- Profondeur du profil racinaire : si la quantité d'eau apportée dépasse la profondeur des racines, elle est perdue par percolation.
- Fréquence et quantité d'arrosage : des arrosages excessifs ou trop espacés peuvent nuire à l'efficacité.
- Compactage du sol : il réduit la capacité d'infiltration et peut entraîner la formation de flaques d'eau.
Efficacité de la rétention d’eau dans l’irrigation goutte à goutte
À titre indicatif, dans ce système d’irrigation, l’indice d’efficacité de stockage se situe entre 80 et 95 %.
Nous pouvons améliorer ce chiffre en suivant quelques recommandations :
- Arroser en fonction de la capacité de rétention d'eau du sol.
- Éviter les arrosages excessifs susceptibles de provoquer une percolation en profondeur.
- Veiller à une bonne préparation du sol afin d'améliorer sa capacité d'infiltration.
- Adapter la fréquence et la durée de l'arrosage en fonction des besoins de la culture.
- Utiliser des technologies telles que les capteurs d'humidité pour surveiller les réserves d'eau dans le sol.
Comment calcule-t-on l’efficacité de la distribution ?
L’efficacité de distribution (Ed) dans l’irrigation goutte-à-goutte mesure l’uniformité avec laquelle l’eau est répartie par les émetteurs du système. Un système efficace doit fournir des quantités d’eau similaires sur toute la surface cultivée, en réduisant au minimum les différences entre les plantes.
On l’exprime ainsi :
Ed = Débit de l’émetteur ayant le débit le plus faible / Débit moyen de tous les émetteurs × 100
Où :
- Débit de l'émetteur présentant le plus faible débit : il s'agit du débit du goutteur qui fournit la plus faible quantité d'eau au sein du système évalué.
- Débit moyen de l'ensemble des émetteurs : il s'agit de la moyenne des mesures de débit effectuées sur différents émetteurs au sein de la zone irriguée.
Facteurs influençant l’irrigation par goutte-à-goutte
- Variation de pression : si la pression varie le long de la conduite, les émetteurs les plus éloignés peuvent recevoir moins d'eau. Ceci est important pour les goutteurs turbulents et les bandes d'arrosage.
- Obstruction des émetteurs : les sédiments, les algues ou les sels peuvent obstruer les goutteurs, ce qui réduit leur débit.
- Longueur excessive des conduites latérales d'irrigation : cela peut entraîner des différences de pression entre le début et la fin.
- Pente du terrain : les différences de niveau ont une incidence sur la pression exercée sur le goutteur.
Valeurs d’ED pour l’irrigation goutte à goutte
- Excellent : ≥ 90 %
- Acceptable : 80 à 90 %
- Insuffisant : < 80 %
Comment améliorer l’efficacité de la distribution dans l’irrigation goutte à goutte :
- Utiliser des goutteurs à compensation automatique.
- Effectuer un entretien régulier : lavage des conduites pour éviter les obstructions.
- Concevoir le système de manière adéquate.
- Surveiller la pression à l'aide de manomètres installés à différents endroits du système afin de détecter les chutes de pression.
- Utiliser des régulateurs de pression pour maintenir un débit constant sur toutes les conduites d'irrigation.
- Installation de compteurs pour contrôler les débits.
Choix des matériaux en fonction de l’efficacité hydrique
La quantification des indices susmentionnés nous amène à utiliser sur notre parcelle des matériaux tels que :
- Capteurs d'humidité du sol : tensiomètres, sondes FDR ou TDR pour mesurer la teneur en eau du sol.
- Stations météorologiques : pour surveiller l'évapotranspiration, la température et l'humidité relative.
- Programmeurs.
- Irrigation souterraine pour réduire l'évaporation.
- Débitmètres d'eau : pour contrôler le volume d'eau d'arrosage utilisé.
- Drones et télédétection : pour évaluer le stress hydrique des cultures à l'aide d'images multispectrales.
Antonio Hoyas
, ingénieur agronome
