Lorsque nous nous lançons dans un nouveau projet d’irrigation, la première étape consiste à définir les bases de calcul afin que les résultats soient fiables et précis. Le paramètre de évapotranspiration (ET) est peut-être le plus important de tous. Sous-estimer cette valeur peut entraîner des situations de stress hydrique chez la culture et, par conséquent, une perte de rendement. À l’inverse, une surestimation de l’ET peut entraîner des coûts élevés en matériel et en installation.
Il est donc nécessaire de déterminer correctement la valeur de l’évapotranspiration, car c’est sur celle-ci que reposent tous les autres calculs lors de la phase de conception. Or, Qu’est-ce que l’évapotranspiration ?
La La FAO définit l’ET comme «la combinaison de deux processus distincts par lesquels l’eau est perdue d’une part par évaporation à la surface du sol et d’autre part par la transpiration des cultures».
Il s’agit de deux processus indépendants, mais étroitement liés l’un à l’autre. Nous allons nous pencher sur chacun d’eux séparément :
ÉVAPORATION
Tu as sûrement déjà remarqué la vapeur qui se forme lorsque tu fais chauffer de l’eau dans une casserole pour cuisiner. Cette vapeur est justement le résultat de l’évaporation de l’eau, mais que se passe-t-il exactement à ce moment-là ?
Commençons par le début. L’eau peut se présenter sous trois états différents : solide, liquide et gazeux. Cela correspond respectivement à la glace, à l’eau et à la vapeur. Le niveau d’énergie détermine l’état dans lequel se trouvent les particules d’eau. Ainsi, l’état solide correspond au niveau d’énergie le plus bas, tandis que la vapeur correspond au niveau le plus élevé.
Ainsi, lorsque l’on verse de l’eau dans une casserole pour cuire du riz et qu’on la fait chauffer, l’état énergétique de l’eau augmente progressivement jusqu’à atteindre la limite à laquelle elle change d’état, passant de l’état liquide à l’état gazeux : la vapeur d’eau. C’est ce que l’on appelle le processus de évaporation. La vapeur s’échappe de la casserole et se disperse dans l’atmosphère.
L’eau peut s’évaporer de n’importe quelle surface, comme les mers, les océans et les rivières, voire le toit d’une maison. Pour revenir à l’exemple précédent de la cuisine, si l’on remplace la casserole par une terre agricole et le feu qui la chauffe par le rayonnement solaire, on observe alors une évaporation se produisant du sol vers l’atmosphère. Ce processus se produit naturellement partout.
En fonction de l’énergie du rayonnement solaire (ainsi que d’autres facteurs climatiques), l’eau sous forme de vapeur s’échappe de la surface du sol à un rythme différent. Cela nous indique que le processus d’évaporation dépend des conditions climatiques locales, qui peuvent varier d’un jour à l’autre.
Le taux d’évapotranspiration varie d’un jour à l’autre et dépend directement du rayonnement solaire et d’autres conditions climatiques.
D’autre part, le type de sol influe sur le taux d’évaporation à sa surface, car selon la texture du sol, les particules retiennent l’eau entre leurs pores avec plus ou moins de « force ». De même, si l’on installe une couverture quelconque sur le sol, qu’elle soit naturelle ou artificielle, l’action directe du soleil sur la surface du sol s’en trouve réduite, ce qui diminue également l’évaporation.
La texture, l’humidité et la couverture du sol influencent également le niveau d’évaporation.
Sur la photo ci-dessus, on peut voir l’installation d’une série de panneaux photovoltaïques sur une structure flottante, dans un réservoir d’irrigation. Au lieu de faire évaporer l’eau, l’énergie solaire qui frappe la surface est utilisée pour produire de l’électricité. Cela permet de réduire les pertes d’eau par évaporation et, en outre, d’obtenir de l’énergie à partir d’une source renouvelable et durable.
TRANSPIRATION
Imaginons une plante en bonne santé qui pousse dans notre jardin. Ses racines s’enfoncent à une profondeur importante dans le sol et y puisent des nutriments et de l’eau. Cette solution d’eau et de nutriments remonte depuis les racines à travers toute la structure végétale de la plante jusqu’aux feuilles. C’est principalement au niveau des feuilles que cette eau, ainsi que les nutriments dissous, sont utilisés pour produire l’énergie nécessaire à la poursuite de la croissance et au développement des organes végétatifs. L’eau qui n’est pas consommée au cours de ce processus est libérée par une sorte d’ouverture située sur la face inférieure des feuilles (les stomates). Ce volume d’eau, qui est passé de la feuille à l’atmosphère, correspond au processus de transpiration.
En général, plus la plante est développée, plus elle a besoin d’eau et de nutriments, ce qui entraîne une transpiration plus importante. Toutefois, si l’humidité disponible dans le sol est insuffisante pour la plante, les stomates resteront inactifs et le processus de transpiration sera interrompu.
Le taux de transpiration varie d’un jour à l’autre, car il dépend directement des conditions météorologiques locales ainsi que du stade de croissance et de l’état de santé de la plante.
ÉVAPOTRANSPIRATION
Ainsi, si l’on additionne la quantité d’eau qui s’évapore directement du sol et celle que la plante transpire, on obtient le taux d’évapotranspiration.
Ces deux paramètres, l’évaporation et la transpiration, sont étroitement liés lorsqu’il s’agit de l’irrigation. Le système d’irrigation utilisé déterminera la proportion de chacun de ces paramètres, car un système d’irrigation par aspersion n’a rien à voir avec un système d’irrigation localisée.
Saviez-vous que seulement 1 à 5 % de l’eau absorbée par les plantes est utilisée pour leur propre métabolisme, tandis que les 95 à 99 % restants sont rejetés dans l’atmosphère (par transpiration) ?
IRRIGATION GOUTTE-À-GOUTTE
En règle générale, l’irrigation est effectuée pendant la période où les précipitations sont les plus rares et où les besoins en eau des plantes sont les plus élevés, ce qui coïncide avec le moment où la teneur en humidité de la couche supérieure du profil du sol est négligeable au regard de l’évaporation.
Dans les systèmes d’irrigation localisée par goutte-à-goutte, contrairement à l’irrigation par inondation, en sillons ou par aspersion, seule une partie de la surface occupée par la culture est humidifiée, ce qui permet de concentrer l’apport d’eau dans la zone où la densité racinaire de la plante est la plus élevée. Cela facilite l’absorption de l’eau par les racines et réduit l’évaporation de l’eau dans la zone non cultivée, l’irrigation se concentrant ainsi sur la zone d’application.
Si nous parvenons à réduire le taux d’évaporation tout en mettant en œuvre une pratique d’irrigation précise, nous pourrons en tirer de grands avantages en optimisant les ressources disponibles.
SYSTÈMES D’IRRIGATION PAR GOUTTE-À-GOUTTE SOUTERRAINS (RGS)
L’un des avantages offerts par le Irrigation par goutte-à-goutte souterraine (RGS) consiste à irriguer de manière à ce que l’humidité n’atteigne pas la surface du sol, ce qui permet d’éviter les pertes d’eau par évaporation. Pour garantir le bon fonctionnement de ce système d’irrigation, celui-ci doit être conçu, installé et exploité par du personnel spécialisé dans ce domaine.
En cas de pénurie d’eau et/ou si la qualité de celle-ci n’est pas optimale pour l’irrigation, les systèmes RGS peuvent constituer une bonne solution. Les tuyaux d’émission sont enterrés à une certaine profondeur — en fonction de la culture, du système de plantation et du type de sol — et, une fois l’apport d’eau effectué, celle-ci est acheminée directement là où se trouvent les racines actives de la plante. De cette manière, on évite l’apparition d’humidité à la surface du sol. L’efficacité de l’irrigation – non seulement en termes d’eau, mais aussi de nutriments – obtenue avec le système RGS est la plus élevée qui soit, ce qui permet également de réduire les coûts d’exploitation.
