Utiliser des outils innovants pour piloter son irrigation

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1 Utiliser des outils innovants pour piloter son irrigation Jean-Pierre BONNIFET Bernard LACROIX

2 Pilotage de l irrigation Pourquoi piloter? Le pilotage répond aux questions de la campagne d irrigation selon le contexte (sol, climat, ressource, capacité d apport) : Quand démarrer? A quel rythme irriguer en l absence de pluie? Comment adapter le rythme selon la période du cycle? Quand reprendre après une pluie? Comment ajuster l irrigation pour garantir la qualité des blés (en interaction avec l azote)? Quand arrêter?

3 Quels enjeux? Des économies d eau de 20 à 60 mm sur maïs sans baisse de rendement Exemple du Magneraud

4 Une meilleure adaptation de l irrigation à l année climatique Irrigation du maïs (variété tardive) ARVALIS Le Magneraud Quels enjeux?

5 Des enjeux divers selon les espèces Espèce Economie d eau Rendement Qualité Arbitrage entre parcelles Maïs Neutre + Blé tendre Blé dur Orge printemps Pois

6 Le bilan hydrique c est L estimation de l évolution du stock d eau du sol, résultant des apports (pluies, irrigation) et des pertes en eau (évapotranspiration, ) calculée à l échelle d un volume de sol, sur une période déterminée.

7 Le bilan hydrique Objectifs : déterminer à un instant donné l état de la réserve en eau du sol calculer son évolution. Stock j-1 Apports d eau (pluie, irrigation) Remontées capillaires Ruissellement Evapo Transpiration Drainage Pas de sondes, pas de mesures de l état hydrique du sol! Stock j

8 Données de base : Type de sol (RU Réserve Utile, RFU Réserve Facilement Utilisable) Culture : espèce, variété, date de semis Stades (dates estimées, prévisionnelles / mesurées) Données météo : pluie, ETP (saisie, abonnement) Compléments/bilan : Localisation Durée du tour d eau Station météo Des données d entrée nécessaires Données à fournir ou proposées par le logiciel de calcul

9 Exemple

10 Une vision d ensemble de l évolution de la réserve en eau du sol Pluies drainage Evolution de la Evolution de la RU et de la RFU RFU selon selon l enracinement l enracinement Stade Estimé /observé Calendrier Période d irrigation Consommation de la réserve Irrigation Période de sensibilité maximale

11 Bilan hydrique blé dur en groie superficielle au 19/05/2014 Saint Martin de Fraigneau (85)

12 Bilan hydrique blé tendre en groie moyenne au 19/05/2014 Le Magneraud

13 Période Hiver à levée Levée à couverture complète Couverture complète à sénescence Complémentarité, avantages et limites du bilan hydrique calculé Initialisation nécessaire du calcul Irré-LIS (aide technicien) Pertinence dépend de : croissance du couvert et surface du sol (texture, couleur, structure) Période de calcul le plus pertinent si précision des données d entrée (pluie, irrigation, ETP) et couvert développé des mesures au champ : tensions (sondes tensio) ou humidité (sondes capacitives) Mesure intègre effets : précédent, hiver et évaporation au printemps. Attention à profondeur de mesure si déficit profond Mesure intègre effet évaporation du sol et transpiration des plantes : période où la mesure est la plus pertinente Intérêt des mesures en cas d enracinement limité. En forte restriction, sondes tensio mal adaptées. Vigilance sur la représentativité du site du fait des irrigations 13

14 Complémentarité, avantages et limites Période Précision et représentativité En cas d orage ou de pluie importante du bilan hydrique calculé Dépend de précision des données d entrée : ETP, pluie, irrigation, estimation de RFU et RU Estimer la pluie efficace des mesures au champ : tensions (sondes tensio) ou humidité (sondes capacitives) Représentativité du site de mesure : Sol Position dans le tour d eau et /matériel d irrigation Mesure locale de l irrigation indispensable (pluviomètre) La mesure intègre la pluie efficace localement 14

15 De l outil au pilotage Mesure de l état hydrique du sol : humidité ou tension Un outil de mesure terrain délivre une information : Mode d emploi Recommandations de mise en œuvre sur le terrain Locale Avec un certain pas de temps Enregistrable Télé transférable Stockable, consultable qui nécessite une interprétation

16 tension en cbar, pluie et irrigation en mm Par rapport à des seuils repères Epi 1 cm 2 nœuds D.F.E. Epiaison Floraison Arrêt irrigation PLUIE mm seuil 30 cm seuil 60 cm Stades De l outil au pilotage Combinée avec d autres indicateurs : pluie, irrigation, stades, dans des règles de décision : démarrage, reprise d un nouveau tour d eau, rythme, retour après pluie, arrêt

17 = méthode de pilotage de l irrigation adaptée à une stratégie de De l outil au pilotage conduite

18 Capteurs Sonde Watermark Sondes capacitives Sentek fixes EasyAG EnviroScan 5 capteurs 50 cm diamètre 2,5 cm Longueur variable diamètre 5 cm Outils et mesures de l état hydrique du sol mobile Diviner 2000 Mesure manuelle Sonde capacitive AquaCheck fixe 6 capteurs 60 cm

19 Boitier manuel Watermark Monitor Watermark Monitor GPRS Comsag de TCSD Outils et mesures de l état hydrique du sol Enregistrement, télétransmission, accès aux données Alimentation électrique piles piles batterie batterie et panneau solaire Enregistrement consultation au champ enregistrement consultation au champ enregistrement consultation au champ enregistrement Récupération des données notations manuelles connexion micro-ordinateur télétransmission télétransmission Boitier Solo de Sentek piles enregistrement connexion micro-ordinateur Boitier plus de Sentek batterie et panneau solaire enregistrement télétransmission All in One de Sentek batterie lithium enregistrement télétransmission Station GPRS Ranch Systems (Aquacheck) batterie et panneau solaire enregistrement Consultation des données carnet saisie EXCEL fichier CSV réception boite mail accès Web tél. mobile serveur Webcomsag tél. mobile 3 G serveur et logiciel Irrimax serveur et logiciel Irrimax serveur et logiciel Irrimax logiciel web AquaCheckOnline télétransmission

20 La méthode IRRINOV : basée sur la mesure de l état hydrique du sol par sondes tensiométriques Watermark La station IRRINOV Placée sur une position de début de tour d eau 6 sondes Watermark 3 à 30 cm, 3 à 60 cm (4 à 30 cm en sol caillouteux) 1 pluviomètre pour contrôler la représentativité de la station Enregistrement et télétransmission MONITOR GPRS Challenge Agriculture Accès / mail Service Web COMSAG TCSD Accès sur serveur Web Comsag

21 La méthode IRRINOV un guide pour chaque région Pour une irrigation peu ou non restrictive

22 Tension en cbar, pluie et irrigation en mm Exemple de suivi tensiométrique Observatoire irrigation groie superficielle 2014 Blé Dur (85) - Miradoux - Semis 30/10/13 Irrigation contrôle pluviomètre = 67 mm Epi 1 cm 2 n. 3n. D.F.E. épi. flo. arrêt Irrigation PLUIE mm Tension 30 cm Tension 60 cm Seuil 30 cm Seuil 60 cm Stades

23 Sondes capacitives Mesure Signal par pas de 10 cm de profondeur Équations d étalonnage Teneur en eau du sol par horizon Stock d eau total mm pour 10 cm Stock d eau sur la profondeur de mesure en mm

24 Sondes capacitives Pilotage de l irrigation - Mesure en début de campagne pour déterminer la Capacité au Champ - RFU méthode 1 = 30 % du stock total : à refaire à chaque campagne même sur parcelle connue - RFU méthode 2 = détermination par horizon quand la vitesse de dessèchement diminue : possible seulement si irrigation restrictive, détermination longue et délicate et impossibilité de faire appel à une valeur connue de RFU en l absence d étalonnage Apprentissage pluriannuel mais difficultés en culture annuelle

25 Sondes capacitives Capteurs de bonne qualité - faible volume de sol mesuré - sensibilité au contact tube sol pose avec tarière adaptée Visualisation des doses d irrigation : correcte en sol bien structuré, écart significatif en limon placer un pluviomètre près des sondes Visualisation du drainage Domaine de mesure compatible avec la conduite en situation restrictive

26 Sonde capacitive Sentek représentation et interprétation avec le logiciel Irrimax Evolution de la teneur en eau volumique tous les 10 cm sur 1 m de profondeur début de dessèchement Le Magneraud maïs 2013 Visualisation de l évolution de la participation des horizons à l alimentation en eau

27 Sonde capacitive Sentek représentation et interprétation avec le logiciel Irrimax Evolution du stock d eau du sol sur 1 m de profondeur

28 Avantages et limites de deux types de mesure de l état hydrique du sol, modalités de mise en œuvre Avantages Mesure de l humidité % volumique ou mm Sondes capacitives Capteurs de bonne qualité Expression en mm Mesures en continu, enregistrement et télétransmission possibles pour les sondes fixes Mesure de tension cbar Sondes tensiométriques Coût capteurs faible Seuils référencés dans IRRINOV utilisation de manière autonome Mesures en continu, enregistrement et télétransmission possibles

29 Limites Avantages et limites de deux types de mesure de l état hydrique du sol, modalités de mise en œuvre Mesure de l humidité % volumique ou mm Coût capteurs élevé Sondes capacitives Certains capteurs sont fragiles Volume de sol mesuré faible Très sensible au contact tube-sol Étalonnage nécessaire pour avoir une estimation précise du stock d eau du sol Besoin d accompagnement par un technicien Mesure de tension cbar Sondes tensiométriques Coef correcteur par lot de sonde Volume de sol mesuré faible Plage de mesure limitée (0-150 cbar) : peu adapté aux conduites en irrigation restrictive à tension élevée (difficulté de réhumectation)

30 Avantages et limites de deux types de mesure de l état hydrique du sol, modalités de mise en œuvre Modalités de mise en œuvre et d accès aux services variés : Achat du matériel Coût d accès opérateur téléphonique Achat de logiciel Accès aux données sur serveur Services prestation (pose, dépose, accompagnement technicien, conseil, )