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Irrigation de précision : qu’attendre de la modulation intraparcellaire ?

01 octobre 2019
L’irrigation est un facteur de viabilité pour bon nombre d’exploitations agricoles. Toutefois l’eau devient une ressource rare et chère. Irriguer plus les zones qui en ont besoin et moins les autres permet, en théorie, de l’économiser tout en maximisant sa valorisation.

L’ensemble des études de prévision climatique s’accordent à dire que les besoins en eau des plantes vont continuer à croître dans un proche avenir. Le dérèglement climatique affectera également la répartition des eaux pluviales : les projections prévoient des hivers plus humides et des étés plus secs en France. Cet effet se cumulera aux besoins en eau d’irrigation induits par l’augmentation du besoin alimentaire lié à l’accroissement de la population mondiale. Améliorer l’efficience de l’eau est donc plus que jamais indispensable.

Une des pistes pour mieux utiliser la ressource en eau, identifiée dans la liste des gisements potentiels d’économie d’eau de l’étude Agence de l’Eau Adour-Garonne (2017), est l’irrigation de précision (encadré).

L’irrigation de précision, une notion assez vaste

Le terme est utilisé pour qualifier toute pratique cherchant à améliorer l’efficience de l’utilisation de l’eau d’irrigation, c’est-à-dire la quantité (et la qualité) de biomasse agricole produite pour chaque mètre cube d’eau d’irrigation apporté. L’irrigation de précision vise à optimiser les rendements en tenant compte de la variabilité du milieu de production, que ce soit en inter ou en intraparcellaire. Elle s’appuie notamment sur l’utilisation des nouvelles technologies. Le pilotage de l’irrigation peut être intégré à cette notion, notamment via l’utilisation de modèles informatiques couplés à des stations météo ou de sondes de mesure de l’état hydrique des sols.

Deux types de modulation de l’irrigation

Les pratiques d’irrigation ont beaucoup évolué ces dernières années : raisonnement des pratiques, arrivée des technologies d’information et de communication (TIC), modernisation des matériels d’irrigation… Autant d’évolutions qui économisent l’eau et répondent ainsi à la hausse parallèle des coûts d’irrigation (coût de l’accès à l’eau et coûts de l’énergie) ainsi qu’à la réduction de la disponibilité de la ressource sur certains territoires.

L’irrigation de précision vise l’optimisation de l’utilisation de l’eau et de l’énergie à l’échelle intraparcellaire. La modulation intraparcellaire de l’irrigation est un exemple d’irrigation de précision, mais ne résume pas à elle seule le concept.

Depuis quelques années, des outils offrant une telle modulation se sont développés, surtout aux États-Unis. Deux types de modulation intraparcellaire peuvent être envisagés (figure 1). La modulation de la vitesse d’avancement (speed control) permet d’irriguer différemment des secteurs sous pivot ; cette modulation, qui existe depuis plusieurs années sur pivot, peut être également utilisée sur les rampes frontales et envisagée sur les enrouleurs afin d’irriguer des sous-parcelles rectangulaires. La modulation du débit des buses, via l’ouverture d’électrovannes, permet d’irriguer différemment des zones (zone control) ; elle existe sur pivot et commence à apparaître sur rampe frontale. Cette dernière technique est également connue sous le nom de Variable Rate Irrigation (VRI) et vient seulement d’arriver en France.

Mettre en oeuvre une irrigation de précision impose de cartographier au préalable les caractéristiques du sol (profondeur, réserve utile) ainsi que la biomasse de la culture afin d’estimer ses besoins en eau selon sa localisation dans la parcelle. La carte de préconisation ainsi construite pilotera le système de modulation afin d’adapter les apports aux besoins réels de la culture.

Une démocratisation sous trois Conditions

Plusieurs conditions sont nécessaires pour que la modulation intraparcellaire de l’irrigation se démocratise – et en premier lieu, sa rentabilité. Bien que les tarifs électriques aient augmenté en France d’environ 10 % par an de 2004 à 2013, l’investissement dans cette technologie reste prohibitif. Mais à moyen terme, les experts énergéticiens pensent que la dérégulation des marchés de l’électricité via la loi NOME (Nouvelle Organisation du Marché de l’Énergie), mise en oeuvre fin 2015, ne va pas entraîner une réduction des coûts de l’énergie mais qu’au contraire, ce coût continuera d’augmenter.

Une autre condition est que le volume disponible pour l’irrigation soit limité, ce qui est en passe d’être le cas. Ainsi, la « Directive cadre européenne sur l’eau » de 2000 avait notamment pour objectif l’équilibre entre les prélèvements et la ressource en eau disponible ; mais ces dernières années, un recours fréquent à la gestion de crise (au sens du décret du 24 septembre 1992), avec des restrictions d’usage en cours de campagne, a été observé alors qu’une telle gestion ne devait s’appliquer que lors d’épisodes climatiques exceptionnels. La « Loi sur l’eau et les milieux aquatiques » du 30 décembre 2006 vise à instaurer, pour les prélèvements agricoles, une gestion collective de la ressource en eau et pour cela veut « délimiter des périmètres à l’intérieur desquels les autorisations de prélèvement d’eau pour l’irrigation sont délivrées à un organisme unique pour le compte de l’ensemble des irrigants » (article 21). L’Organisme unique de gestion collective (OU), nommé par le préfet, est chargé de déposer la demande d’Autorisation Unique Pluriannuelle de tous les prélèvements d’eau et d’arrêter chaque année un plan de répartition entre les préleveurs irrigants du volume d’eau dont le prélèvement est autorisé, ainsi que les règles pour adapter cette répartition en cas de limitation ou de suspension provisoires des usages de l’eau (décret du 24 septembre 2007). La mise en place de ces volumes prélevables se traduit, en moyenne, par une réduction du volume disponible par exploitation agricole.

L’adoption de la modulation intraparcellaire passe aussi par des incitations économiques appropriées, en conformité avec les réglementations. En France, des aides européennes sont mises en place pour inciter à l’achat de matériels « hydro-économes ». Une étude a été réalisée par l’IRSTEA, après que le ministère de l’Agriculture ait demandé l’évaluation des économies d’eau à la parcelle réalisables par la modernisation des systèmes d’irrigation (septembre 2017). Par ailleurs, l’économie d’eau permise par l’irrigation de précision, ainsi qu’une gestion plus fine des besoins en pression, donnera l’opportunité de recourir aux certificats d’économie d’énergie proposés aux agriculteurs pour des matériels plus économes. En effet, une des hypothèses de l’intérêt de la modulation intraparcellaire repose sur son gain énergétique (baisse de la pression et optimisation des apports) lié à l’utilisation d’un variateur de vitesse sur la pompe parallèlement au système de modulation.

"La modulation intraparcellaire est techniquement au point mais ses bénéfices économiques sont encore à évaluer."

Encore peu d’études sur ses performances technico-économiques

Il est nécessaire de collecter plus d’informations sur la méthode : comment se gère la modulation intraparcellaire, quels retours sur investissement peuvent être espérés, quel est le gain économique dans tel ou tel contexte… Peu de données sont disponibles sur cette quatrième condition. Quelques outils de modulation sont proposés sur le marché, mais sans étude de gain associée.

Un travail de comparaison entre une parcelle irriguée avec VRI et une parcelle irriguée uniformément a été mené aux États-Unis en 2017. Cette étude est l’une des rares qui ait testé expérimentalement la méthode VRI en quantifiant son impact. La modulation s’est appuyée sur des données de conductivité électrique du sol. Cette étude montre que la gestion VRI sur cette parcelle a permis une utilisation de l’eau plus efficace qu’avec une irrigation uniforme : +27,1 % de productivité de l’eau en maïs. L’irrigation de précision est une des pistes d’amélioration de l’irrigation mais ce n’est pas la seule. Les nouvelles technologies ouvrent de plus en plus de possibilités, que ce soit pour le matériel d’irrigation ou encore pour le pilotage.

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