Pour une estimation fiable de l’évapotranspiration maximale, on utilise les coefficients culturaux, qui sont obtenus à partir des résultats de nombreuses expérimentations agronomiques. L’évapotranspiration est mesurée expérimentalement puis comparer à l’ETref pour tirer le Kc. L’eau contenue dans le sol est retenue par des forces de tension superficielle. Ces forces sont donc caractérisées par une variable appelée communément tension, exprimée en unité de pression cbar. L’organe de mesure est inclus dans la capsule constituée d’un matériau poreux, dont la tension hydrique sous certaines conditions, devient égale à celle du sol environnant. Les capsules sont placées à la profondeur voulue en différents points de la parcelle. Les sondes électriques sont constituées, d’une part des sondes proprement dites placées dans le sol et d’autre part, d’un boîtier permettant, après branchement sur une sonde - D’analyser ce signal et de le traduire en termes de 3 un tensiomètre et son cadran manomètrePhoto4 Les sondes avec un thermomètre introduit dans le sol et le boîtier pour lire les de lecture Mise en place Apres avoir monté les sondes on doit les introduire dans l’eau pendant deux à trois heures. En suite, on doit préparer un avant-trou à l’aide d’une barre métallique de même diamètre que le tensiomètre, sur laquelle on fait un repère de profondeur désirée. Le tensiomètre est alors placé de force jusqu’à la profondeur voulue. La profondeur des sondes La profondeur des sondes est généralement choisie par l’irrigant, mais selon la culture et son stade physiologique. Chaque fois, on fait des profils du sol à côté des racines pour déterminer la profondeur racinaire la plus active. C’est donc cette profondeur là qui doit être ciblée par l’irrigant pour les sondes de surfaces. La sonde de profondeur est installée dans la profondeur racinaire la moins active pour contrôler les pertes par infiltration. Dans le cas des agrumes les premiers sont enfouies à une profondeur de 30 cm les deuxièmes à 60cm. – Les avantages Contrairement aux tensiomètres classiques L’absence du circuit hydrique permet une préparation très simplifiée, une maintenance en état de fonctionnement grandement facilitée, une bonne résistance au gel et un stockage sans problème. La gamme de mesure est plus étendue vers les fortes tensions, jusqu’à 200 cbars. – Les inconvénients Ce sont des appareils très coûteux, six paires de sondes et un boîtier coûtent 7000 dh ; Leur utilisation nécessite un réglage sur le boîtier en fonction de la température. Il faut donc mesurer cette température, ce qui nécessite un thermomètre du sol ; Leur utilisation nécessite une main d’œuvre qualifiée ; Amortissables sur quatre ans. Le plus grand inconvénient est le risque d’endommager l’appareil pendant la mise en place forcée. 1- Pilotage de l’irrigation localisée des agrumes par la méthode du dendromètre. La détermination du volume d’eau à apporter aux cultures et du moment opportun pour déclencher l’irrigation sont souvent décidés à partir de contrôles indirects de l’état hydrique du sol, si non, par simple appréciation visuelle. Or, le végétal est le meilleur indicateur de son propre état et de ses interactions avec le milieu. Dans ce contexte, plusieurs méthodes directes, notamment la teneur en eau des feuilles et le potentiel hydrique foliaire, ainsi que des méthodes indirectes, telles que la résistance stomatique et la température foliaire, ont été proposées. Elles exigent des mesures destructives, difficiles à mettre en œuvre, demandent de longues manipulations et leur automatisation n’est pas facile. L’une des méthodes indirectes consiste à suivre les micro-variations du diamètre des organes végétaux et en particulier de la tige Elias-Nassif, 1998. En effet, PEPISTA est un dendromètre développé par INRA France en 1984. Il mesure le diamètre de la plante et indirectement l’état de turgescence de ses cellules afin d’ajuster l’irrigation au plus près des besoins des plantes. IL est doté pour cela d’un capteur micro-morpho-métrique qui peut être placé sur différentes parties du végétal tige, branche ou fruit. Ce capteur mesure le grossissement et la contraction de l’organe en question au centième de millimètre. La méthode PEPISTA fait appel à un dispositif automatique et autonome. Il a pour vocation d’ajuster l’irrigation au plus près des besoins des plantes, grâce à la mesure très précise des variations du diamètre de la ramification. L’interprétation des mesures a comme objectif de repérer le moment d’irrigation de la culture en question, en s’appuyant sur l’analyse simultanée de l’intensité des pertes provisoires de diamètre au cours de la journée et du bilan d’évolution croissance ou décroissance au pas de 24 heures. – Principe de PEPISTA Le système PEPISTA est basé sur un principe de biologie très simple. Pour assurer son activité de photosynthèse, une plante absorbe l’eau par les racines et la transpire par les feuilles. Dès qu’elle transpire plus qu’elle n’absorbe, la plante mobilise ses propres réserves en eau. Lorsque la demande diminue la plante reconstitue ses réserves. Ceci se traduit par une variation du volume des cellules et une variation du diamètre des tiges. En effet, Le système PEPISTA est basé sur l’interprétation simultanée des variations de deux mesures biologiques sur une période de 48 heures Katerji, et al. 1994 L’amplitude de contraction AC qui est la différence entre la mesure maximale de début de matinée et la mesure minimale de début d’après midi du même jour. L’AC est une image de l’intensité maximum du déséquilibre normal entre la transpiration des feuilles et l’absorption de l’eau par les racines pendant la période d’une journée, lorsque la demande climatique augmente rayonnement solaire, température.... Par conséquent, l’AC nous permet de savoir si ce stress est lié à un problème d’alimentation en eau ; si cette amplitude augmente, cela signifie que la plante utilise ses réserves d’eau et donc que l’eau n’est pas disponible facilement dans le sol Baranger, 2002 ; La croissance CRJ ou évolution nette c’est la variation de diamètre, mesurée à 6 heures du matin, au cours des 24 heures qui précèdent. L’interprétation de CRJ est très importante car elle donne des indications précieuses sur l’intensité du stress hydrique. Les valeurs positives de CRJ signifient le gain de croissance. A l’opposé, un approvisionnement en eau insuffisant ralentit cette croissance puis la bloque CRJ=0, si le stress hydrique persiste, la plante se déshydrate de plus en plus, et les valeurs de CRJ deviennent négatives. Figure 2 Tendances d’évolution du diamètre d'un tronc. – Matériel de mesure Les instruments utilisés par la méthode PEPISTA sont de plusieurs types § Un boîtier électronique avec un logiciel spécifique, qui est à la fois cœur et cerveau du système. § Capteurs pour mesurer la variation micrométrique de diamètre. § Logiciel sur ordinateur pour visualiser les courbes de croissance. La méthode PEPISTA peut être couplée à d'autres types de capteurs tensiomètre..., et intègre ainsi plusieurs sources d'informations, pour devenir la base d'un ensemble d'outils d'aide à la décision. Le schéma général du système de mesure PEPISTA est illustré par la figure 2. Celle-ci comprend a- un capteur de déplacementb- une visserie pour la fixation du capteur c- un cylindre guide pour le capteur d- une tige INVAR e- une visserie pour la fixation de la tige INVAR f- un ressort de stabilisation g- une tige sensible h- un anneau plastique i- des stabilisateurs j- un stabilisateur supplémentaire en forme de V. Figure 3 Schéma d’un porte-capteur du système PEPISTAUne aiguille de fer doux fixée à l’organe observé se déplace à l’intérieur de l’axe creux de la bobine lors de toute modification du diamètre de la branche Agostini et Fontana, 1992. Le signal électrique correspondant est stocké dans un module d’acquisition de données. La résolution de la mesure permet d’enregistrer toute variation de l’ordre de dix microns Huguet, 1985. Selon la culture, le fournisseur du dendromètre garde l’exclusivité de fixer un seuil d’amplitude de contraction SAC qui traduit l’intensité du stress hydrique dans un contexte donné. Pour la culture des agrumes pratiquée dans la zone étudiée, la valeur pré-définie du SAC est égale à 60, c’est-à-dire qu’une contraction inférieure à 60 micromètres traduit un confort hydrique de l’arbre. En fonction des valeurs de CRJ et AC enregistrées, la méthode du dendromètre donne les messages suivants, présentés au tableau 13 Messages donnés par le dendromètre en fonction de CRJ et de AC. Message du dendromètre Croissance CRJ Contraction AC Forte humidité > 0 ≤ SAC Absence de stress hydrique >0 >0 Début de stress ≤ 0 > SAC Rameau à Croissance Faible > 0 pendant 1 à 2 jours, > ou < au SAC Rameau à Croissance Nulle ≤ 0 < SAC – Les avantages L’avantage de cette méthode est qu’elle s’appuie sur des mesures automatisables non destructives. – Les inconvénients Les inconvénients sont que cette méthode ne donne aucune idée sur l’état hydrique du sol, son application nécessite une détermination préalable de la valeur seuil correspondant à l’apparition de la contrainte hydrique. Or celle-ci varie fortement selon l’espèce, la dimension de l’organe mesuré et présente une variabilité importante entre plantes au sein d’une même population. Vient s’ajouter a cela, la faible technicité des ouvriers et le prix élevé des dendromètres. Quelque soit la méthode adoptée, le pilotage de l’irrigation ne peut se faire de maniére adéquate, que si le réseau d’irrigation est bien entretenu, autrement dit, a quoi sert le calcule de la dose et la fréquence d’irrigation, si on est pas sûr que cette dose sera vraiment donnée à la plante ? I. Opérations de contrôle du réseau d'irrigation 1. Contrôle de la propreté des filtres Avant le démarrage de la motopompe, on nettoiera la purge de l'hydrocyclone et on ouvrira le filtre à lamelles pour contrôler sa propreté. Après démarrage de la motopompe, on pourra lire sur les manomètres la pression indiquée à l'entrée et la sortie du filtre à lamelles figure 11voir fichier pdf si la différence entre ces deux pressions est supérieure à 0,3 bars, il faut procéder au nettoyage. Ce même type de contrôle de la pression à l'entrée et la sortie peut être pratiqué pour d'autres types de filtres filtres à sable et à tamis. Pour l'entretien de l'hydrocyclone, on nettoie la purge ou on ouvre la vanne de décharge. Le contrôle des filtres est fréquent lorsque les eaux d'irrigation sont chargées. 2. Contrôle pression dans le réseau o Contrôler tous les 15 jours le manomètre placé à l'entrée de la station de tête. Pour l'exemple de l'exploitation tomate, la pression doit être de 3,1 bars. Si cette pression n'est pas atteinte, ceci indique qu'un problème existe au niveau de la motopompe qui doit être réparée. o A l'aide des manomètres, contrôler la différence de pression entre l'entrée et la sortie du filtre, si celle-ci est supérieure à 0,3 bars il faut procéder au nettoyage du filtre. o Contrôler la pression à l'entrée et à la sortie de l'injecteur pendant la période de la garantie du matériel, pour voir si l'injecteur s'adapte bien au système et au mode de son installation. o Contrôler la pression à la sortie de la station de tête minimum de 2,2 bars. Si cette pression n'est pas atteinte, c'est qu'il faut revoir les trois premiers contrôles. o Contrôler la pression à l'entrée du secteur doit être de 1,2 bars. Si cette pression est faible et si la pression à la sortie de la station de tête est normale contrôler les fuites le long de la conduite principale ou au niveau des accessoires vanne,…. 3. Contrôle du débit de l'installation Le débit de l'installation sous une pression donnée pourra être mesuré régulièrement à l'aide d'un compteur monté en station de tête. Le volume d'eau délivré au secteur d'irrigation par heure pourra nous permettre de s'apercevoir de la baisse des débits due au colmatage progressif des distributeurs. Ce débit de l'installation pourra être estimé en mesurant le débit d'un échantillon de goutteurs qui fonctionnent bien et le multiplier par le nombre de goutteur par secteur. Cette mesure pourra se faire une à deux fois par an. 4. Contrôle du bouchage des goutteurs et de l'homogénéité de leur débit Ce type de mesure pourra se faire obligatoirement en début de campagne pour les goutteurs déjà utilisés. Il peut être réalisé plus souvent en cas où les distributeurs sont anciens et où le réseau est mal entretenu, et chaque fois qu'on constate une hétérogénéité dans les irrigations. Pour contrôler le débit des goutteurs ainsi que le coefficient d'uniformité de leurs débits, on place un récipient sous le goutteur et à l'aide d'un chronomètre on pourra mesurer le volume d'eau délivré par le goutteur par unité de temps. Ces mesures porteront sur 4 distributeurs par rampe sur au moins 4 rampes. Les rampes choisies sont la 1ère et la dernière rampe ainsi que les rampes situées au 1/3 et au 2/3 de la longueur du porte-rampe. Sur une même rampe on choisira le 1er et le dernier distributeur et les distributeurs localisés au 1/3 et 2/3 de la longueur de rampe. On classe les débits mesurés par ordre croissant. On calcule la moyenne qmin des 4 mesures de débit les plus faibles et la moyenne q de l'ensemble des débits mesurés. Le coefficient d'uniformité CU est égal à CU = qmin/q x 100 Si CU est supérieur à 90, il n'y a pas lieu d'intervenir sur le réseau. Si CU est comprise entre 90 et 70, on doit nettoyer le réseau. Si CU est inférieur à 70, on doit rechercher les causes du colmatage et traiter. Le nettoyage des distributeurs se fera par purge et aussi par de l'eau de javel et de l'acide. 5. Contrôle de l'état des conduites et des accessoires En cas de perte de pression à l'entrée du secteur et si la pression à la sortie de la station de tête est normale, il faut vérifier s’il n'y a pas de fuite dans la conduite principale ou dans les pièces de raccordement et accessoires. On doit alors réparer et remplacer les parties défectueuses. 6. Opérations d'entretiens et de nettoyage L'entretien régulier des éléments du réseau s'effectue, en début, au cours et à la fin de la culture, en vue d'éviter le problème de colmatage des distributeurs. Ce colmatage est lié à la qualité et l'origine de l'eau. L'analyse de l'eau permet de déterminer les risques potentiels de ce colmatage. Il existe trois type de colmatage le colmatage biologique causé par les algues, les bactéries, les champignons; le colmatage physique dû à la présence de dépôt de particule fine, de sable, de limon ou d'argile ainsi que des corps étrangers plastiques,… ; et le colmatage chimique dû au problème de précipitation calcaire, ou cimentation de limon ou d'argile. En général, les eaux de surface oueds, barrage, … renferment des algues, des bactéries, et des composés organiques responsables du colmatage biologique; et des particules très fines responsables du colmatage physique. Les eaux souterraines peuvent être chargées en sable responsable du colmatage physique ou en ions bicarbonates responsables du colmatage chimique. Pour le colmatage physique on doit prévoir un système de filtration composé d'un hydrocyclone et de filtres à tamis ou à lamelles et intervenir par des opérations de nettoyage de filtre et de réseau purge. Pour le colmatage chimique, on doit traiter chimiquement à l'acide pour neutraliser les ions bicarbonates. Pour le colmatage biologique on doit prévoir un système de filtration composé de filtres à sable et de filtres à tamis ou à lamelles. Dans le cas d'utilisation de bassin, il faut le maintenir propre en procédant régulièrement à son nettoyage en réalisant des curages. 7. Traitement chimique de l'eau d'irrigation Le traitement chimique prévoie une injection de l'eau de javel et de l'acide dans l'eau d'irrigation. Pour lutter contre le colmatage biologique, on injecte de l'eau de javel 1 à 5 ppm c'est à dire 1 à 5 g/m3 d'eau. Pour le colmatage chimique, dû au problème de précipitation calcaire, ou cimentation de limon ou d'argile, on doit injecter de l'acide. Au cours de la culture, on injecte l'acide nitrique à raison de 300 ml/m3 d'eau pour traiter les eaux riches en ions bicarbonates. En fin de culture, juste avant la fin des irrigations, on traite à l'acide à 2%o en vue de nettoyer le réseau et surtout les distributeurs. 8. Nettoyage des filtres Lorsque on ouvre le filtre à lamelles et que celui-ci est sale figure 12voir fichier pdf, on sépare les disques ou lamelles entre elles et on envoie un jet d'eau clair en vue d'évacuer les impuretés. Lorsque la pression baisse à la sortie d'un filtre et la différence avec la pression à l'entrée dépasse 0,3 bars, le filtre se colmate, il est nécessaire de le nettoyer. Le nettoyage se fait différemment suivant le type de filtres. Le nettoyage d'un filtre à sable se fait par contre lavage, en faisant passer de l'eau filtrée en sens inverse de la filtration, par un jeu de vannes. Les impuretés sont évacuées à l'extérieur par le courant d'eau. Le lavage du sable du filtre se fera une fois par an et on doit le changer une fois par deux ans. Le nettoyage du filtre à tamis se fait par brossage et rinçage des tamis. La brosse doit être souple et non métallique. Le montage de certains filtres à lamelles permet de faire un flashage pour évacuer les impuretés en ouvrant un robinet situé à la partie basse du filtre. Ce système de flashage pourra être appliqué également pour évacuer le sable déposé dans la purge de l'hydrocyclone. Le nettoyage des filtres à sable, à tamis ou à lamelles peut être automatique. L'automatisation est commandée soit par la différence de pression entre l'entrée et la sortie du filtre, soit par une horloge nettoyage à période fixe. Le nettoyage automatique est conseillé notamment lorsque la qualité de l'eau nécessite plusieurs nettoyages par jour. 9. Vidange et purge du réseau La vidange ou purge du réseau doit se faire à son installation, en début et en fin de culture et chaque fois qu'on intervient ou qu'on répare le réseau. A la première mise en eau et en fin de saison, la purge du réseau se fait dans le but d'évacuer les sédiments qui se sont déposés. En cours de campagne, la purge concerne le nettoyage des rampes et antennes en vue d'assurer un bon fonctionnement des distributeurs. On doit purger les bouts de rampes 1 à 2 fois tous les deux mois. Pour purger le réseau d'un secteur d'irrigation localisée, on ouvre les bouchons des porte-rampes ainsi que les extrémités des rampes et ensuite la vanne. on augmente momentanément la pression de l'eau dans le système lui-même ou à l'aide d'un compresseur surpresseur. Le mélange air-eau est efficace pour déboucher les goutteurs. On laisse couler l'eau jusqu'à ce que celle-ci soit claire. Ce nettoyage du réseau se fait vue d'éviter le bouchage des distributeurs. En cas de fuites dues à des perforations ou casses de conduites ou détérioration des vannes ou autres pièces ou raccords on doit les réparer ou remplacer les parties défectueuses pour éviter les pertes d'eau et de pression et juste après purger le réseau. A la fin de la campagne, après une première purge des antennes à l'eau claire; on injecte l'acide à forte dose descendre jusqu'au pH 2,0 et on s'assure que le dernier goutteur du secteur a bien reçu la solution acide. On laisse l'acide agir pendant 24 heures, on purge et on rince avec une eau ramenée à pH 5,2. Conclusion Après avoir calculé le besoin en eau de la plante, il faut qu’elle soit menée à la plante où elle est plantée et avec un débit convenable, ceci nécessite certaines considérations les ressources hydriques, le climat, la culture, le sol propriétés physiques, sa vitesse d’infiltration…, le choix des distributeurs d’eau, les secteurs d’arrosage, la longueur et diamètre des canalisations, les pertes de charges dans l’exploitation, et l’équipement de la station de pompage. Ainsi, pour mieux gérer l’irrigation d’une culture, il est important d’installer au sein de l’exploitation un ensemble d’outils de pilotage d’irrigation de précision qui permettent de contrôler le système sol-plante-atmosphère. Ces outils doivent être étalonnés avant l’installation et bien entretenu dans le temps. Une étude réalisée l’année dernière par un étudiant du Complexe Horticole d’Agadir, encadré par Monsieur EL Fadl a permis de vérifier que le pilotage d’irrigation doit effectivement s’effectuer en utilisant le tensiomètre ou la sonde d’humidité volumétrique à 30 cm pour déclencher l’irrigation et à 60 cm pour ajuster la dose d’irrigation qui ne doit pas dépasser la dose maximale nette DNM. A l'aide de capteurs enregistrant les variations du diamètre du rameau ou du fruit. Le traitement des données recueillies permet de déterminer à quel moment l’arbre subit une contrainte pouvant affecter la production et de déclencher alors un apport d'eau. l’installation de la station météo au sein de l’exploitation permet la surveillance du climat et par conséquent une estimation du pouvoir évaporant de l’air. En effet le système sol-plante-atmosphère est un système biophysique de nature assez complexe, dans lequel l’arbre joue un rôle lié essentiellement aux conditions environnementales. Le climat détermine le niveau de la demande atmosphérique et le sol conditionne la disponibilité des réserves en eau pour la plante. Une gestion rationnelle devrait donc se baser sur plus d’un seul outil de supervision. si les moyens matériels le permettent, le praticien devait faire appel à un moyen de contrôle de l’eau dans le sol et un autre moyen de suivi du statut hydrique de l’arbre. La complémentarité de ces deux outils ne peut être que bénéfique.