l’EAU ET LA PLANTE
l’eau est un élément indispensable à la vie des plantes. Optimiser l’apport en eau avec un système d’irrigation adapté vise plusieurs objectifs : satisfaire les besoins des plantes, éviter les déséquilibres (trop ou trop peu) favorables au développement de maladies et parasites, et enfin éviter le gaspillage.
LA RELATION EAU/PLANTE/SOL
L’eau est impliquée aussi bien dans les structures que dans les processus de transports et de métabolisme des végétaux. Elle est le milieu dans lequel ont lieu la quasi-totalité des processus biologiques ; elle joue le rôle de transporteur, de solvant, d’agent de réactions chimiques ; elle donne aux plantes leur turgescence. La transpiration permet aussi de perdre une partie de l’énergie qu’elles reçoivent et d’éviter ainsi un réchauffement excessif.
Un couple Sol/Plante, en réponse à une demande climatiques (effets combinées de la température, vent, ensoleillement, humidité), va respectivement évaporer et transpirer l’eau qu’elle a à sa disposition. On quantifie ce phénomène : l’évapotranspiration de référence ETRef, exprimée en mm d’eau/jour. Elle est déterminée de manière théorique pour un couvert végétal de type gazon, recouvrant entièrement le sol.
Petit rappel : 1 mm d’eau = 1 L/m² = 10 m3/ha
Pour une culture donnée, l’ETRef est pondérée grâce à un coefficient cultural Kc, correspondant au stade de développement de la plante (surface foliaire principalement).
Ainsi, on obtient les besoins en eau pour chaque culture :
ETc : Kc x ETRef (en mm d’eau/jour)
Les valeurs d’ETRef (demande climatique) varient entre 0 et 8mm/jour en fonction de la saison et des conditions climatiques. Les valeurs de Kc varient entre 0 et >1 selon les cultures et les stades de développement.
Donc,une plante a besoin d’eau et de nutriments qu’elle va trouver dans le sol grâce à ses racines. Cet apport permet la formation de sève. … Si les sols sont trop secs ou trop humide, il y a un risque important pour la plante. L‘irrigation vient alors fournir au sol l’eau dont la culture a besoin.
L’IRRIGATION
Définition
L’irrigation est l’opération consistant à apporter artificiellement de l’eau à des végétaux cultivés pour en augmenter la production et permettre leur développement normal, en cas de déficit d’eau induit par un déficit pluviométrique, un drainage excessif ou une baisse de nappe, en particulier dans les zones arides.
Généralement il est d’usage d’employer le terme d’« arrosage » pour les petites surfaces (jardinage) réservant le terme d’« irrigation » pour les surfaces plus importantes (agriculture de plein champ, horticulture), mais il n’y a pas de norme en la matière.
Selon le glossaire international d’hydrologie, l’irrigation est un apport artificiel d’eau sur des terres à des fins agricoles.
SYSTÈME D’IRRIGATION DANS LES SERRES
L’irrigation nécessite une bonne connaissance des relations entre le sol, l’eau, la plante et le climat. Elle dépend :
- Du sol : sa caractéristique physique, texture, cailloux, capacité pour l’eau…, sa capacité à stocker l’eau (ressource : réserve utile) et ses éléments nutritifs.
- De l’eau : sa qualité et son abondance.
- De la plante:Ses besoins sont variables selon le type et le stade de maturité ou développement.
- Du climat: Il détermine l’importance des besoins et les périodes où ceux-ci sont les plus importants. La prise en compte de ces éléments est un préalable à la conduite de l’irrigation, dans l’optique de valoriser au maximum la dose apportée à la plante.
- Type de serre :les besoins en irrigation varient selon la surface et la hauteur de la serre.
QUELS SONT LES SYSTÈMES D’IRRIGATION COURAMMENT UTILISES DANS LES SERRES?
Cultiver sous serre intelligente représente un gros investissement qu’il faut rentabiliser. Avec l’irrigation, vous optimiserez vos rendements .On trouve comme système d’irrigation:
- Système d’irrigation goutte à goutte est utilisé pour fournir à la plante la quantité exacte d’eau et de nutriments dont elle a besoin. Dans le système de goutte à goutte, il existe deux alternatives :
Le goutteur intégré dans le tuyau et le goutteur perforé (ou le goutteur à bouton). L’option la plus courante dans l’irrigation des serres est le tuyau avec goutteur turbulent intégré (non auto-compensateur, car il n’y a pas d’altération du sol puisqu’il s’agit d’une culture concentrée en serre).
Le système d’irrigation goutte à goutte conduit l’eau et les nutriments sur le terrain dans des conduites appelées « lignes de système de goutte-à-goutte » contenant de plus petites unités appelées « goutteur ». Chaque goutteur émet des gouttes contenant de l’eau et des engrais, ce qui permet une application uniforme d’eau et de nutriments directement sur la zone racinaire de chaque plante, sur toute la parcelle.
Le principal avantage du système d’irrigation goutte à goutte est qu’il permet d’économiser l’eau et les nutriments (en les fournissant exactement pour la croissance optimale de la plante) et, en outre, il maintient un niveau constant d’humidité dans le sol sans provoquer de flaques ou de sécheresse.
Un autre système d’irrigation au goutte à goutte qui est également courant dans les serres est:
- Système d’irrigation souterrain:Ces tuyaux sont spécialement conçus pour travailler sous terre, ce qui permet de délivrer une proportion d’eau et de nutriments exactement à la racine de la plante, économisant ainsi encore plus ces deux quantités car elles ne s’évaporent pas si facilement et restent dans le sol. En outre, c’est un système d’irrigation qui permet une manipulation plus facile dans la culture et dans les tâches quotidiennes de la même, évite des ruptures dans le tuyau des rongeurs qui peuvent être tendues dans la serre et apporte une vision plus esthétique.
- Système d’irrigation sub-irrigation «Ebb & Flow»:devient de plus en plus importante pour les cultures en serre hydroponique. Grâce à un système de tuyaux de micro-irrigation, de goutteurs perforés, de micro-tubes et de pointes, l’eau atteint directement la racine de la plante. L’irrigation hydroponique est destinée aux cultures de haute précision en évitant l’engorgement. En outre, il offre une manipulation facile dans son utilisation permettant des combinaisons plus faciles dans les cultures, les débits, la précision …
Enfin, un autre système d’irrigation moins précis mais également courant dans l’irrigation des serres est:
- L’irrigation par micro-aspersion: Il s’agit d’un système d’irrigation moins précis car son alimentation en eau est aérienne et ne garantit pas l’alimentation exacte de la plante.Il consiste à utiliser des micro-diffuseurs installés sur les canalisations, donc très proches du sol. L’aspersion se limite à la surface occupée par les cultures, avec une portée de 1 à 2,5 m.
CONCEPTION D’UN SYSTÈME D’IRRIGATION GOUTTE A GOUTTE
- En premier lieu:
Vous devez choisir la culture que vous souhaitez planter, car, en fonction du type de culture, une quantité d’eau plus ou moins grande est requise par unité de temps. L’idéal est de mettre une culture en fonction du type de sol que vous avez, c’est-à-dire que si la culture nécessite un type de sol argileux et que notre sol est argileux, l’efficacité générée par l’irrigation sera maximale car le comportement de l’eau dans les différents types de sols n’est pas le même (sableux / argileux / gravier). Dans les sols argileux, l’eau se dilate plus horizontalement que dans les sols sableux, où l’eau a tendance à être plus profonde; il est donc également important de prendre en compte le cadre de plantation de la culture. Plus le sol est argileux, plus le cadre de plantation est grand; de l’autre côté, le plus sableux le plus petit.
- En second lieu:
Il est très important que vous preniez en compte l’emplacement de la prise d’eau de l’installation. Le projet d’irrigation au goutte-à-goutte de la serre sera basé sur ce premier point de départ et, par conséquent, la conception de la distribution des tuyaux commencera.
- En troisième lieu:
Une fois que nous aurons conçu l’installation ,nous devons décider de la position des différents programmeurs en fonction du nombre de cultures avec des besoins en eau différents, qui seront responsables d’ouvrir et fermez le robinet de sortie d’eau chaque fois que l’agriculteur le juge nécessaire. Une fois que la décision sera prise,les tuyaux seront installés.
Si le tuyau installé est lisse et ne contient pas de compte-gouttes intégré, il existe une quatrième étape:
- Quatrième:
Une fois que tous les tuyaux ont été assemblés conformément à leur conception antérieure sur la ferme, les goutteurs sont installés. Pour ce faire, avec un “perforateur”, le tuyau lisse est foré à la distance souhaitée de la culture à planter et le compte-gouttes perforé est incorporé.
L’IRRIGATION INTELLIGENTE/AUTOMATISATION DE L’IRRIGATION
Lorsque les conditions socio-économiques le permettent (disponibilité d’une main- d’œuvre qualifiée, réseaux électriques et de communication [téléphone, GSM ou radio] fiables, pièces de rechange disponibles, pas de dégradation des installations par les usagers, etc.), l’automatisation des ouvrages est une voie possible d’amélioration de la régulation d’un canal d’irrigation. Le but est d’atteindre les objectifs de gestion souhaités, en réduisant, voire éliminant les interventions humaines.
Le principe de l’automatisation de la gestion opérationnelle des systèmes hydrauliques à surface libre est de mettre en œuvre des matériels (ex. : souvent des vannes ou des seuils, parfois des pompes, accompagnés de leurs capteurs et moteurs le cas échéant) et des procédures associées (ex. : algorithmes programmés dans un superviseur ou dans un automate programmable, ou un dispositif purement mécanique : flotteurs et contrepoids).
Plusieurs niveaux d’automatisation existent :
- surveillance-acquisition automatique de l’état hydraulique du canal (débits, hauteurs d’eau) et des ouvrages (ouvertures des vannes, pannes, états des équipements) ;
- télécommande des systèmes d’ouverture et de fermeture des vannes, seuils, pompes ;automatisme de manœuvre (une vanne va s’ouvrir automatiquement pour atteindre une ouverture donnée et s’y maintenir) ;
- automatisme de réglage (une vanne va s’ouvrir automatiquement pour garantir un niveau ou un débit quelque part dans le canal, en général à proximité de cette vanne, mais aussi potentiellement à distance) ;
- élaboration automatique des consignes et/ou des ordres (en utilisant des informations sur les demandes des usagers, les données météorologiques, les ressources disponibles et la connaissance du fonctionnement hydraulique du canal et de ses ouvrages).
Les avantages de l’automatisation des systèmes d’irrigation sont nombreux :
- économie d’eau, avec une utilisation optimale de l’eau disponible, dans un contexte de compétitivité de plus en plus forte entre usagers ;
- qualité de service, vers une distribution à la demande au lieu d’une distribution au tour d’eau ;plus grande sécurité des ouvrages, avec la capacité de détecter des anomalies et de réagir rapidement (gestion de crise en cas d’orage, de rupture de berge, de pollution accidentelle) ;
- économie sur les coûts d’investissement (à qualité de service comparable, en comparant à d’autres approches comme par exemple, la création de réservoirs tampons ou le sur-dimensionnement des biefs) ;
- économie sur les coûts de fonctionnement (diminution de personnel qui est souvent difficile à remplacer lors des départs à la retraite du fait des nombreuses astreintes la nuit, le week-end et les jours fériés) ;
- facilité de gestion et d’acquisition d’information (suivi au quotidien, reporting, sauvegarde des données ).
Quel que soit le système d’irrigation que vous choisissez, un entretien préventif est toujours recommandé. Vous devez aussi veiller à toujours faire les réglages nécessaires pour suivre les changements de saison, de cultures et de cycles de croissance. Faites preuve de prévoyance et adoptez les meilleures pratiques pour assurer la croissance saine de vos cultures.
