Colloque au champ Irrigation 2014 - Le Magneraud

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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

conduite ARVALIS - I

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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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