Une plateforme pour optimiser l’irrigation de la prise d’eau jusqu’à la plante

Mesure de l’humidité du sol par tensiométrie  © Irstea
Mesure de l’humidité du sol par tensiométrie © Irstea

Avec un contexte de changement climatique et de raréfaction de la ressource en eau qui se concrétise année après année, l’optimisation de l’irrigation est un enjeu majeur pour l’agriculture. Combinant expérimentations et simulations numériques, la plateforme PReSTI étudie les dispositifs et pratiques innovants d’irrigation. Son point fort : allier l’approche du laboratoire (conditions contrôlées) avec les expérimentations in situ (conditions réelles).

Au sein de l’UMR G-Eau, PReSTI (Plateforme de Recherche et expérimentation en Sciences et Technologies d’Irrigation) vise à optimiser les technologies et pratiques d’irrigation tout au long du cheminement de l’eau, depuis la prise d’eau jusqu’à son arrivée à la plante. Elle étudie également le comportement des systèmes d’irrigation pour appliquer des eaux usées ou apporter des fertilisants (fertigation) et développe des systèmes de pilotage d’irrigation.

Evaluer les performances technologiques et agro-environnementales des systèmes d’irrigation

Mesure hydrique plantes
Evaluation du statut hydrique de la plante © Irstea

L’un des objectifs des travaux menés à PReSTI est d’exploiter au mieux l’eau utilisée en irrigation en vue de l’économiser. La plateforme étudie à la fois les technologies d’irrigation pour améliorer leurs performances, mais également les pratiques d’irrigation, en particulier les systèmes de pilotage qui permettent de savoir quand il faut irriguer et combien d’eau apporter. « On veut que l’irrigation soit la plus efficace possible, c’est-à-dire qu’il y ait le moins de pertes possible. Ces pertes peuvent provenir du système d’irrigation lui-même, on perd plus d’eau en aspersion qu’en irrigation localisée par exemple. Mais ces pertes peuvent aussi être dues à la façon dont on utilise le matériel. Si on laisse couler 24h/24 un goutte-à-goutte, qui est une technologie très efficiente, on va avoir beaucoup plus de pertes qu’une aspersion pilotée de façon optimisée » explique Claire Serra-Wittling, ingénieure de recherche  spécialisée dans les technologies de l’irrigation.

La plateforme évalue également la performance agro-environnementale de l’irrigation qui concerne l’eau à partir du moment où elle quitte le matériel d’irrigation et son impact sur l’environnement. « C’est une question abordée sur le volet quantitatif : quelle quantité d’eau est effectivement utilisée par la plante, quelle quantité est perdue ? Et sur le volet qualitatif, quel est l’impact de l’irrigation sur la qualité de l’eau (rivière, eaux souterraines…) et quelles pollutions elle peut entrainer ? Par exemple, même en utilisant de l’eau claire, l’eau d’irrigation peut entrainer de l’azote provenant des fertilisants utilisés pour les cultures. Et nous étudions bien sûr l’impact de la réutilisation des eaux usées. »

Des équipements de pointe pour étudier l’irrigation tout au long du cheminement de l’eau

L’un des points forts de la plateforme est qu’elle étudie la performance de l’irrigation sur tout le cheminement de l’eau, depuis la source jusqu’à son absorption par la plante. La plateforme allie approche laboratoire et approche de terrain qui sont absolument complémentaires. Les conditions contrôlées du laboratoire permettent d’étudier les aspects technologiques des matériels d’irrigation pour analyser leurs performances et développer des dispositifs innovants, et les études sur le terrain permettent d’optimiser les performances techniques et les pratiques d’irrigation ainsi que les logiciels de pilotage à partir de conditions agricoles réelles.

La plateforme possède des équipements de pointe pour caractériser les fluides, leur écoulement dans les systèmes d’irrigation, leur dispersion à partir d’un jet, le transport de particules… PReSTI possède notamment le plus grand banc automatisé et mobile d’aspersion en Europe (80 m de long) qui permet d’évaluer l’uniformité de la distribution de l’eau sous un asperseur à grande portée. Ainsi que plusieurs bancs d’essais pour le goutte-à-goutte permettant d’évaluer la distribution, la sensibilité au colmatage…

Sur le terrain, la plateforme possède plusieurs parcelles de pratiques culturales différentes (maraichères, grande culture…) équipées avec divers systèmes d’irrigation. La plateforme est l’une des rares à étudier le système d’irrigation goutte-à-goutte enterré en grandes cultures. Elle possède également plusieurs parcelles en agrivoltaïsme pour comprendre le cycle de l’eau et améliorer les pratiques d’irrigation sous ces systèmes.

Goutte à goutte enterré
Clarinette de distribution des 12 parcelles de goutte-à-goutte enterré © Irstea
Goutte à goutte enterré
Goutte-à-goutte enterré © Irstea

Une plateforme en appui aux industriels et politiques publiques

Ces installations ne servent pas qu’à la recherche : elles permettent aussi de réaliser des tests en conditions réelles de matériels développés par des industriels, dans le cadre d’actions de R&D ou de travaux de recherche.

Enfin grâce à l’expertise développée avec PReSTI, Irstea a mené une étude d’évaluation des économies d’eau à la parcelle réalisables par la modernisation des systèmes d’irrigation, pour le Ministère de l’Agriculture et l’Alimentation. Elle permet d’identifier les marges de progrès permises par le renouvellement ou le changement de technologie d’irrigation, ou l’amélioration des pratiques et de la conduite de l’irrigation.

 

Fiche d’identité de la plateforme PReSTI
  • Organismes Partenaires :
    • Privés :
      • Irrigation (NaanDanJain, Komet, Eurodrip, Rivulis, Rolland, SIME, Irrifrance, Netafim …)
      • Environnement (Ecofilae, Sun’R, SDEC, Ysatec, SAUR, Veolia, Ecosec…)/li>
      • Aménagement territorial (BRL, CACG, SCP)
      • Agriculteurs, coopératives (Terrena, Arterris)
    • Scientifiques : Inra, Université d’Aix-Marseille, SupAgro, Université Paris VI, Université de Sao Paolo (Brésil), Enseignement supérieur en Agronomie des pays du Maghreb
    • Institutionnels : Chambres d’Agriculture, Arvalis, CTIFL
       
  • Equipements principaux :
    • Banc mobile d’évaluation de l’aspersion
    • Banc d’évaluation d’uniformité de la distribution du goutte-à-goutte
    • Banc d’essai de colmatage de goutteur
    • Capteurs pour la mesure de la granulométrie de la distribution d’un système d’aspersion en conditions de laboratoire et in situ
    • Système OCT (Optical Coherence Tomography)
    • Equipement laser pour PIV (Particle Image Velocymetry) et PTV (Particle Tracking Velocimetry)
    • Système Agrivoltaïque, développé avec SUN’R
       
  • Logiciels développés : Optirrig, logiciel d’aide à l’irrigation en fonction des cultures dans un contexte d’économie de la ressource en eau.
     
  • Projets en cours :
    • READ’ Apt : Réutilisation des eaux usées en culture maraichère en pays d’Apt
    • Plateforme Expérimentale de Murviel-lès-Montpellier : enjeux de la réutilisation des eaux usées en agriculture
    • SmartFertiReuse (SFR) : Réutilisation des eaux usées en grande culture (partenariat Véolia)
    • EnLarge : Réutilisation des eaux usées en irrigation urbaine
    • Rolland-Sprinkler : Développement d’un système d’aspersion pour appliquer des produits de protection physique des cultures
    • Développement de capteurs optiques pour détecter l’encrassement des systèmes d’irrigation
    • RSEau : Mobilisation des compensations financières pour une agriculture éco-efficiente
  • Accessibilité : Prestations sur devis pour les tests de R&D sur des matériels divers, partenariats industriels dans le cadre de convention de recherche portant sur des thématiques d’intérêt partagé

Contacts : bruno.molle@irstea.fr ; claire.serra-wittling@irstea.fr

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