utiliser des outils innovants pour piloter son irrigation
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Colloque au champ Irrigation 2014 - Le Magneraud
Organisé par :
Avec le soutien financier de : En collaboration avec :
Utiliser des outils innovants pour piloter son irrigation
Jean-Pierre BONNIFET Bernard LACROIX
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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 ?
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Quels enjeux ? • Des économies d’eau de 20 à 60 mm sur maïs sans baisse de rendement
Exemple du
Magneraud
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Quels enjeux ? • Une meilleure
adaptation de l’irrigation à l’année climatique
Irrigation du maïs (variété tardive) ARVALIS – Le Magneraud
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Des enjeux divers selon les espèces
Espèce Economie d’eau Rendement Qualité Arbitrage entre parcelles
Maïs +++ ++ Neutre + Blé tendre + ++ + ++ Blé dur + ++ ++ ++ Orge printemps + ++ +++ ++ Pois + +++ + ++ ARVALIS
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• 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.
Le bilan hydrique c’est
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Le bilan hydrique Objectifs : déterminer à un instant donné l’état de la réserve en eau du sol calculer son évolution.
Stockj-1 Stockj
Apports d’eau (pluie, irrigation)
Ruissellement Remontées capillaires
Drainage
Evapo Transpiration
Pas de sondes, pas de mesures de l’état hydrique du sol ! ARVALIS
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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…
Données à fournir ou proposées par le logiciel de calcul
Des données d’entrée nécessaires
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Exemple
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Une vision d’ensemble de l’évolution de la réserve en eau du sol
Evolution de la RFU selon
l’enracinement
Evolution de la RU et de la RFU
selon l’enracinement
Stade Estimé
/observé Période
d’irrigation
Période de sensibilité maximale
Consommation de la réserve Pluies
drainage Irrigation
Calendrier
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Bilan hydrique blé dur en groie superficielle au 19/05/2014 – Saint Martin de Fraigneau (85)
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Bilan hydrique blé tendre en groie moyenne au 19/05/2014 – Le Magneraud
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Complémentarité, avantages et limites
Période du bilan hydrique calculé des mesures au champ : tensions (sondes tensio)
ou humidité (sondes capacitives)
Hiver à levée
Initialisation nécessaire du calcul Irré-LIS® (aide technicien)
Mesure intègre effets : précédent, hiver et évaporation au printemps. Attention à profondeur de mesure si déficit profond
Levée à couverture complète
Pertinence dépend de : croissance du couvert et surface du sol (texture, couleur, structure)
Mesure intègre effet évaporation du sol et transpiration des plantes : période où la mesure est la plus pertinente
Couverture complète à sénescence
Période de calcul le plus pertinent si précision des données d’entrée (pluie, irrigation, ETP) et couvert développé
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
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Complémentarité, avantages et limites
Période du bilan hydrique calculé des mesures au champ : tensions (sondes tensio)
ou humidité (sondes capacitives)
Précision et représentativité
Dépend de précision des données d’entrée : ETP, pluie, irrigation, estimation de RFU et RU
Représentativité du site de mesure : • Sol • Position dans le tour d’eau et /matériel
d’irrigation Mesure locale de l’irrigation indispensable (pluviomètre)
En cas d’orage ou de pluie importante
Estimer la pluie efficace La mesure intègre la pluie efficace … localement ARVALIS
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De l’outil au pilotage Mesure de l’état hydrique du sol : humidité ou tension
Un outil de mesure terrain délivre une information :
• Locale
• Avec un certain pas de temps
• Enregistrable
• Télé transférable
• Stockable, consultable
qui nécessite une interprétation
• Mode d’emploi
• Recommandations de mise en œuvre sur le terrain
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De l’outil au pilotage
Epi 1 cm 2 nœuds D.F.E. Epiaison Floraison Arrêt
0
25
50
75
100
125
150
175
200
tens
ion
en c
bar,
plui
e et
irrig
atio
n en
mm
irrigation PLUIE mm seuil 30 cm seuil 60 cm Stades
Par rapport à des seuils repères
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
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De l’outil au pilotage
= méthode de pilotage de l’irrigation
adaptée à une stratégie de
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Outils et mesures de l’état hydrique du sol
• Capteurs Sonde Watermark
Sondes capacitives Sentek
EasyAG
5 capteurs 50 cm diamètre 2,5 cm
EnviroScan
Longueur variable diamètre 5 cm
Diviner 2000 Mesure
manuelle
Sonde capacitive AquaCheck fixes mobile
fixe 6 capteurs
60 cm ARVALIS
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Outils et mesures de l’état hydrique du sol Enregistrement, télétransmission, accès aux données
Alimentation électrique Enregistrement Récupération
des données Consultation des données
Boitier manuel Watermark piles notations manuelles carnet
saisie EXCEL
Monitor Watermark piles consultation au champ enregistrement connexion micro-ordinateur fichier CSV
Monitor GPRS batterie consultation au champ enregistrement télétransmission
réception boite mail accès Web tél. mobile
Comsag de TCSD batterie et panneau solaire
consultation au champ enregistrement télétransmission serveur Webcomsag
tél. mobile 3 G
Boitier Solo de Sentek piles enregistrement connexion micro-ordinateur serveur et logiciel Irrimax
Boitier plus de Sentek batterie et panneau solaire enregistrement télétransmission serveur et
logiciel Irrimax
All in One de Sentek batterie lithium enregistrement télétransmission serveur et logiciel Irrimax
Station GPRS Ranch Systems (Aquacheck)
batterie et panneau solaire enregistrement télétransmission logiciel web
AquaCheckOnline
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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
COMSAG TCSD
Accès / mail Service Web
Accès sur serveur Web Comsag
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La méthode IRRINOV® un guide pour chaque région
Pour une irrigation
peu ou non
restrictive
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Exemple de suivi tensiométrique Observatoire irrigation groie superficielle 2014
Epi 1 cm 2 n. 3n. D.F.E. épi. flo. arrêt
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Tens
ion
en c
bar,
plui
e et
irrig
atio
n en
mm
Blé Dur (85) - Miradoux - Semis 30/10/13 Irrigation contrôle pluviomètre = 67 mm
Irrigation PLUIE mm Tension 30 cm Tension 60 cm Seuil 30 cm Seuil 60 cm Stades
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Sondes capacitives
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
Mesure
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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 ARVALIS
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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 ARVALIS - I
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Sonde capacitive Sentek représentation et interprétation avec le logiciel Irrimax
début de dessèchement
Visualisation de l’évolution
de la participation des horizons
à l’alimentation
en eau
Le Magneraud maïs 2013
Evolution de la teneur en eau volumique tous les 10 cm sur 1 m de profondeur
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Sonde capacitive Sentek représentation et interprétation avec le logiciel Irrimax
Evolution du stock d’eau du sol sur 1 m de profondeur
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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
Mesure de tension cbar
Sondes capacitives Sondes tensiométriques
Avantages
Capteurs de bonne qualité Coût capteurs faible
Expression en mm Seuils référencés dans IRRINOV® utilisation de manière autonome
Mesures en continu, enregistrement et télétransmission possibles pour les sondes fixes
Mesures en continu, enregistrement et télétransmission possibles ARVALIS
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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
Mesure de tension cbar
Sondes capacitives Sondes tensiométriques
Limites
Coût capteurs élevé
Certains capteurs sont fragiles Coef correcteur par lot de sonde
Volume de sol mesuré faible Volume de sol mesuré faible
Très sensible au contact tube-sol
Étalonnage nécessaire pour avoir une estimation précise du stock d’eau du sol
Plage de mesure limitée (0-150 cbar) : peu adapté aux conduites en irrigation restrictive à tension élevée (difficulté de réhumectation)
Besoin d’accompagnement par un technicien
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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, …)
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