L’irrigation en agriculture est un sujet aux multiples enjeux. En effet, le changement climatique et le réchauffement des températures rendent les besoins en eau des cultures de plus en plus importants. Cependant, en raison de la pression mise sur les ressources en eau, des restrictions d’utilisation des ressources voient le jour par la même occasion. Il devient donc plus que nécessaire d’être en capacité d’optimiser sa gestion de l'irrigation, grâce à un suivi très précis des besoins hydriques du sol. Cela permet d'assurer le bon développement des végétaux tout en limitant l’utilisation de l’eau et ses coûts.
Pour vous aider, de nombreuses entreprises ont développé leurs capteurs pour la gestion de l’irrigation. On en différencie aujourd'hui 3 types principaux : sondes capacitives, sondes tensiométriques ou station météo avec capteur d’irradiance (aussi appelé pyranomètre).
Les sondes de sol (sondes capacitives et tensiométriques) sont les instruments les plus communément utilisés. Elles permettent un suivi de la température et de l’humidité en direct du sol. Chacune utilise une méthode de mesure spécifique que l’on présente dans la suite de l’article.
Les stations météo hors sol sont composées de plusieurs capteurs indispensables, dont le pyranomètre. Ces capteurs permettent de mesurer l’irradiance solaire nécessaire au calcul de l’ETP et du bilan hydrique.
💡 Afin de vous aider, nous vous proposons un tour d’horizon de ces différentes familles de capteurs : principe de mesure, lecture des résultats, coût, installation…
Les sondes capacitives
Sonde capacitive principe
Les sondes capacitives sont des appareils qui mesurent l’humidité du sol à partir de la réaction de celui-ci quand on y émet un champ électrique. Elle permet donc de mesurer la quantité d’eau apportée par les pluies, qui pénètre réellement jusqu’aux racines, mais aussi l’évapotranspiration réelle.
Fonctionnement de la sonde
Il existe 2 types de sondes capacitives :
les fixes, qui mesurent en continu l’humidité du sol dans un lieu donné de la parcelle.
les mobiles, que l’on déplace à plusieurs endroits dans une ou plusieurs parcelles, où des tubes sont déjà implantés.
Les sondes capacitives possèdent des capteurs (électrodes) disposés les uns en dessous des autres, généralement tous les 10 cm. Pour chaque horizon de sol, un algorithme permet de convertir la mesure électronique en pourcentage d’humidité, en fonction de la composition du sol. Le paramétrage de ces sondes est donc très fin, pour pouvoir calculer précisément l’humidité du sol aux différentes profondeurs de la sonde.
Lecture des résultats
L’outil est le plus souvent relié à un système de télétransmission en direct, qui va éditer un graphique. Il permet de visualiser l’évolution de l’humidité du sol entre la capacité au champ (sol totalement saturé en eau) et le bas de la réserve facilement utilisable du sol (RFU), qui permet d’identifier lorsque la plante est en stress hydrique.
Conditions d’installation
L’installation nécessite une tarière (manuelle ou électrique). Il est nécessaire de veiller à ce que des poches d’air ne se forment pas dans le sol pour s’assurer de la fiabilité des mesures. Il faut également disposer des informations relatives à la composition du sol pour le paramétrage des calculs.
Si votre sol est très hétérogène, il est recommandé d’installer plusieurs sondes dans votre parcelle ou l'installer dans un endroit représentatif de cette hétérogénéité. La profondeur de celle-ci dépendra du type de culture et de son enracinement.
⚠️ Si elles sont installées non loin de la ligne de passage du tracteur, elles devront être retirées à chaque passage des machines agricoles avant d’être réinstallées. On observe une perte de la donnée lors de ces phases.
Les sondes tensiométriques
Méthode de mesure
Les sondes tensiométriques permettent de quantifier la force que devront exercer les racines de la plante pour extraire l’eau du sol (mesure exprimée en centibars). Ces appareils mesurent le potentiel hydrique matriciel (kPa).
Fonctionnement de la sonde
L’eau va circuler de part et d’autre d’une bougie poreuse et se transformer en contact électrique. Le capteur installé au bout de la sonde réagit aux différentes tensions de l’eau dans le sol. Ces variations électriques sont ensuite transmises à un boîtier lecteur qui traduit cet influx électrique en tension.
Lecture des résultats
La lecture des données pourra s’effectuer de façon manuelle (boîtier de lecture) ou de façon automatique avec télétransmission. L’enregistrement de ces données permet de réaliser des courbes d’évolution d’humidité. Le volume de sol mesuré reste cependant assez faible (quelques centimètres autour du capteur).
Plus la valeur tensiométrique est forte, plus les racines ont besoin de force pour extraire l’eau et plus le risque de stress hydrique est élevé. Ainsi, de nombreuses grilles existent pour prendre connaissance des valeurs à partir desquelles il est conseillé d’irriguer.
Conditions d’installation
L’installation est similaire à celle de la sonde capacitive. Il est nécessaire de positionner sur votre parcelle des sondes à divers endroits, en fonction de la profondeur d’enracinement des cultures. Les paramétrages doivent être très fins mais permettent d’avoir une mesure rapide.
Il est donc recommandé d’être accompagné dans l’installation et le suivi de ces sondes, pour éviter une imprécision dans la mesure.
⚠️ Il est important de noter que tout, comme pour la sonde capacitive, si elles devaient être installées sur la ligne de passage du tracteur, elles devront être retirées à chaque passage des machines agricoles avant d’être réinstallées.
Le pyranomètre, un composant clé de la station météo, pour la gestion de l'irrigation
De nouveaux outils innovants ont vu le jour depuis quelques années pour vous aider dans le pilotage de votre irrigation : les pyranomètres (ou capteurs d’irradiance). La différence principale ? Leur facilité d'installation et leur prix.
Méthode de mesure
Le pyranomètre convertit le rayonnement solaire (ou irradiance) qu’il reçoit en un signal électrique. Ce rayonnement solaire est à la base du calcul de l’ETP et du bilan hydrique : deux outils très utiles pour un arrosage optimal de vos cultures.
Fonctionnement du capteur
L’outil mesure de façon ultra-précise l’irradiance solaire. Il doit être combiné aux mesures de vent, température et humidité pour obtenir l’évapotranspiration réelle et établir le bilan hydrique.
Lecture des résultats
L’outil est le plus souvent relié à une application pour suivre la quantité d’eau perdue (en millimètre) par évapotranspiration et l’eau entrante par les pluies et l’irrigation (en millimètre également). En ajoutant les variables du type de sol et de votre type de culture, vous obtenez une graphique de l’évolution de l’ETP et du bilan hydrique.
Conditions d’installation
Cette solution ne nécessite qu’une seule installation au cœur de vos parcelles. Afin de bien mesurer le rayonnement solaire, il est nécessaire de faire attention à ce qu’aucune ombre ne vienne interférer. C’est pourquoi il est nécessaire de l’orienter plein sud et de niveau (bulle de niveau et boussole intégrés sur le pyranomètre). La qualité du positionnement initial de l'ensemble des autres stations météo est lui aussi essentiel.
En conclusion
Quelle que soit la solution choisie, l’installation aura une importance primordiale pour assurer un relevé de précision. Le choix du type de capteur dépend du degré de précision et de fiabilité que vous recherchez par rapport à vos enjeux : difficulté d’installation, nombre de cultures que vous devez suivre, budget, méthode de lecture / transmission des données ou encore méthode de mesure à laquelle vous accordez le plus de confiance.
La clé, c’est de bien maîtriser l'interprétation des données fournies par le capteur que vous choisirez pour adapter la bonne quantité d’eau à apporter au bon moment, ne pas gaspiller et éviter des dépenses inutiles.
Cet article a été rédigé et illustré par notre partenaire. La rédaction d’aladin.farm n'a pas participé à sa production ni aux choix des visuels.
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