Matériel pour l’irrigation

Article présenté ici dans le cadre du programme Olea 2020

Le choix du matériel

• Les motivations menant à la mise en place de l’irrigation sur un verger d’oliviers sont avant tout d’ordre économique. Aussi, faut-il réfléchir à la rentabilité d’un tel investissement :

– les ressources disponibles en eau sont-elles suffisantes pour accroître la production de manière significative ?

– les gains attendus sont-ils compatibles avec les frais à engager, notamment pour l’approvisionnement de la parcelle en eau ?

• Le matériel d’irrigation à installer sur un verger d’oliviers doit être adapté aux conditions locales: disponibilités en eau (débit instantané, période de mise en eau, durée d’irrigation), surface à irriguer, relief sur la parcelle, sol rencontré, qualité de l’eau…

Goutte-à-goutte ou micro-aspersion ?

	Goutte-à-goutte	Micro-aspersion
Coût d’installation pour une plantation d’un hectare en 6 m x 6 m	1 600 m de polyéthylène de diamètre 16 = 1 100 € 600 goutteurs de 4 L/h = 150 € TOTAL = 1 250 € Total ne tenant compte ni de la conduite d’amenée, ni de la station de filtration, ni du porte-rampe	1 600 m de polyéthylène de diamètre 20 = 1 600 € 300 micro-jets de 40 L/h avec tubing = 450 € TOTAL = 2 050 € Total ne tenant compte ni de la conduite d’amenée, ni de la station de filtration, ni du porte-rampe
Gain de production en huile	Variable d’une variété à l’autre et en fonction des quantités d’eau apportées + 12 % au terme d’un essai mené au cours des années 1998 à 2005 sur un verger d’Aglandau planté en 1997 (2 goutteurs de 4 L/h par arbre et doses de confort) Partenariat : AFIDOL – Chambre d’Agriculture des Alpes de Haute-Provence – ARDEPI	Variable d’une variété à l’autre et en fonction des quantités d’eau apportées + 34 % au terme du même essai (doses de confort)
Besoins annuels en eau	Relativement limités : 600 m3/ha au minimum *	Bien plus élevés qu’en goutte-à-goutte : 1 800 m3/ha au maximum *
Besoins quotidiens en eau	jusqu’à 14 m3/ha/jour NB: pour une meilleure efficacité, l’irrigation par goutte-à-goutte est déclenchée quotidiennement (voir le principe de l’irrigation par goutte-à-goutte)	Plus élevés qu’en goutte-à-goutte: jusqu’à 25 m3/ha/jour NB : en micro-aspersion, le déclenchement de l’irrigation intervient à épuisement de la réserve facilement utilisable (RFU). Par conséquent, la dose d’irrigation est calquée sur la RFU et non sur des besoins quotidiens (voir le principe de l’irrigation par micro-aspersion)
Débit instantané en entrée de réseau	Relativement limité : jusqu’à 6,4 m3/h/ha pour 4 goutteurs de 4 L/h par arbre, à raison de 400 oliviers par hectare	Très élevé : jusqu’à 20 m3/h/ha pour 1 micro-jet de 50 L/h par arbre, à raison de 400 oliviers par hectare NB : la création de plusieurs postes d’irrigation sur la parcelle permet de réduire le débit instantané
Pression au diffuseur	A partir de 0,5 bar	A partir de 1,5 bar
Longévité des distributeurs	Bonne Attention au colmatage chez les goutteurs autorégulants à faible débit Téléchargez le rapport de la Chambre d’Agriculture du Vaucluse en cliquant ici	Moyenne à bonne Dépend beaucoup de la qualité des piquets de soutien (métallique de préférence) Téléchargez le rapport de la Chambre d’Agriculture du Vaucluse en cliquant ici
Finesse de fltration de l’eau	100 μm*, tout particulièrement en présence de goutteurs autorégulants	200 μm*
Automatisation de l’irrigation	Indispensable pour assurer des irrigations quotidiennes	Souhaitable, voire indispensable lorsque le verger est divisé en plusieurs postes d’irrigation
Interventions particulières	Entretien classique du réseau d’irrigation Désherbage restreint du fait de la forte localisation des apports d’eau	Entretien classique du réseau d’irrigation Désherbage souhaitable du fait de la forte portée des micro-jets Couchage des micro-jets avant la récolte pour éviter la prise dans les filets

(* Données issues de la fiche L’Eau Fertile – L’irrigation de l’olivier)

Distributeurs autorégulants ou turbulents ?

• Le goutte-à-goutte et le micro-jet sont des distributeurs d’eau conçus pour fournir un certain débit à une certaine pression. Contrairement aux distributeurs turbulents, les distributeurs autorégulants sont munis d’une membrane ou d’un circuit de régulation, qui leur permet de fournir un débit identique sur une large plage de pression généralement comprise entre :

– 0,5 bar et 4 bars en goutte-à-goutte.

– 1,5 bar et 4 bars en micro-aspersion

• Deux facteurs importants influent sur les variations de pression dans un réseau d’irrigation :

– les différences de hauteur dues à la topographie : lorqu’on applique une différence d’altitude de 9,80 mètres à de l’eau en charge dans une canalisation sans écoulement, l’eau située à 9,80 mètres en contrebas présente une pression supérieure de 1 bar et vis versa (lien vers le théorème de Bernoulli en cliquant ici). Ainsi, lorsqu’une pompe entraîne de l’eau à 5 bars vers un point situé 20 mètres plus haut, l’eau ne présente plus qu’une pression de 3 bars une fois arrivée au point haut (si on fait abstraction des pertes de charge).

– les pertes de charges liées au frottement de l’eau contre les parois de la canalisation. Les pertes de charge sont d’autant plus élevées que le débit d’eau est important, que le diamètre de la canalisation est réduit et que la longueur de la canalisation est élevée.

• Or on estime qu’un réseau d’irrigation est parfaitement dimensionné lorsque les variations de
  

  

  débit entre le distributeur le plus favorisé en pression et le moins avantagé sont inférieures à 10 %. Ainsi, lorsqu’on prévoit d’installer du goutteur de 4 L/h sur un verger, la différence de débit constatée sur l’ensemble du réseau doit être inférieure à 0,4 L/h.

• Les distributeurs autorégulants présentent donc deux avantages : celui de disposer d’une fourniture d’eau homogène et celui de simplifier le dimensionnement du réseau d’irrigation. Toutefois, les distributeurs autorégulants sont sensibles au colmatage, tout particulièrement les goutteurs à faible débit (2,5 L/h et moins). Pour connaître les performances de divers matériels, téléchargez le rapport de la Chambre d’Agriculture du Vaucluse en cliquant ici. Les cas de colmatage sont essentiellement rencontrés en présence d’eau calcaire ou chargée en limons, algues ou matière organique. D’autres causes peuvent être attribuées au colmatage des distributeurs comme l’insuffisance d’entretien du réseau ou une filtration inadaptée à la qualité des eaux. Autre inconvénient : le prix, souvent bien supérieur aux distributeurs turbulents.
• En l’absence de membrane ou de circuit de régulation, les distributeurs turbulents sont généralement bien moins sensibles au colmatage. Ce type de distributeur conviendra d’avantage aux parcelles à faible relief et pour un réseau conçu pour minimiser les pertes de charge, à faible longueur de rampe de préférence.
• En faisant le choix d’un distributeur turbulent, on accepte des variations de débit sur la parcelle. L’olivier ne nécessite pas une conduite d’irrigation aussi précise qu’en maraîchage. Aussi, les écarts de débit sont-ils acceptables à condition qu’ils restent inférieurs à 25 – 30 %. Plus les variations de pression rencontrées sur le réseau sont importantes, plus l’hétérogénéité de débit aux distributeurs est forte sur la parcelle. Comme le montre le graphique ci-dessous représentant la courbe débit – pression d’un goutteur bien spécifique, le débit au goutteur augmente de 0,8 L/h, soit de 40 %, pour une pression passant de 1 bar (10 mCE) à 2 bars (20 mCE).

 

 

Tableau récapitulatif

 

	Distributeur autorégulant	Distributeur turbulent
Faible dénivelé sur la parcelle	☺	☺
Fort dénivelé sur la parcelle	☺	☹
Faible longueur de rampe	☺	☺
Forte longueur de rampe	☺	☹
Eau d’irrigation peu ou pas chargée en limons ou en calcaire	☺	☺
Eau d’irrigation calcaire ou chargée en limons, algues ou matière organique	☹	☺
Choix d’un goutteur de faible débit	☹	☺

Quel débit au distributeur ?

• Plusieurs facteurs sont à prendre en compte avant de choisir le débit du distributeur :

– la diffusion de l’eau dans le sol,

– la perméabilité du sol,

– le débit instantané disponible en entrée de réseau et le nombre envisagé de postes d’irrigation,

– la durée du tour d’eau.

• La diffusion latérale de l’eau dans le sol est bien meilleure en sols argileux qu’en sols sableux. Par conséquent, la constitution d’un bulbe humide est bien plus aisée dans les sols argileux. En
  

  

  sols sableux, la capacité de réserve en eau est limitée (voir l’article sur l’eau dans le sol); de plus, l’eau a tendance à percoler d’où des risques non négligeables de pertes en profondeur. Pour y remédier, il est possible de déclencher les irrigations plus fréquemment à des doses réduites. L’autre solution consiste à accroître le volume de sol humide grâce à un matériel adapté aux sols sableux :

– en goutte-à-goutte : privilégier les goutteurs de faibles débits (moins de 3 L/h). En contrepartie, on augmente le nombre de goutteurs par arbre afin de satisfaire les besoins en eau de l’olivier. Attention toutefois aux risques de colmatage des goutteurs !

– en micro-aspersion : préférer des modèles à longue portée de jet.

• En sols argileux, il n’est pas rare que l’eau stagne, voire ruisselle, en surface sous le distributeur, ce qui conduit à des pertes d’eau par évaporation et/ou à une mauvaise tenue du bulbe humide. Pour remédier à ces problèmes de perméabilité, certains matériels apportent une solution satisfaisante:

– en goutte-à-goutte : choisir un modèle de faible débit (moins de 3 L/h). Il n’est pas nécessaire d’accroître le nombre de goutteurs si la durée du tour d’eau le permet. Attention encore aux risques de colmatage des goutteurs !

-en micro-aspersion : diminuer la pluviométrie en privilégiant des micro-jets à faibles débits et/ou à longues portées de jet.

• Le débit instantané en entrée de réseau peut influer sur le choix du débit par olivier. Un exemple concret permettra d’illustrer l’importance de ce facteur : en vue d’un projet d’irrgation en goutte-à-goutte sur un verger d’oliviers de 6 hectares (220 arbres / ha), un forage a été réalisé. Ce dernier fournit un débit minimal de 10 m³/heure. Par rapport à la configuration du verger, l’oliveraie peut être divisée en 2 postes d’irrigation, chacun faisant 3 hectares. Le producteur envisage d’installer 4 goutteurs de 4 L/h par arbre. En réalité, ce choix n’est pas judicieux du fait de l’insuffisance de débit :

– Débit par arbre = débit instantané / nombre d’arbres sur le poste d’irrigation

– Débit par arbre = 10 000 / (220 x 3) = 15,15 L/h. Le débit par arbre devra être inférieur à 15,15 L/h.

• La durée du tour d’eau est également à prendre en compte. Pour l’illustrer, reprenons l’exemple ci-dessus : sachant que le forage doit également alimenter l’exploitation maraîchère, la durée d’irrigation sur le verger d’oliviers est réduite à 10 heures, soit 5 heures par poste d’irrigation. Le producteur doit enfin songer au débit par arbre qui permettra de répondre aux besoins maximaux (14 m³/ha/jour) :

– Débit par arbre = dose par hectare / (nombre d’arbres par hectare x durée d’irrigation par poste)

– Débit par arbre = 14 000 / (220 x 5) = 12,73 L/h. Le choix du producteur devra se porter sur une installation fournissant un débit par arbre compris entre 12,73 L/h et 15,15 L/h.

Goutteurs intégrés ou en dérivation ?

• Les goutteurs en dérivation (ou goutteurs rapportés) sont à implanter en surface des rampes en polyéthylène à l’intervalle souhaité. Aussi, les goutteurs en dérivation sont-ils davantage
  

  

  adaptés aux jeunes plantations du fait de la possibilité d’ajouter des goutteurs sur la rampe tout au long de la croissance du verger. Dans ce cas, il est impératif de dimensionner le réseau d’irrigation en fonction du débit obtenu une fois la plantation adulte. Ce type de goutteur présente l’inconvénient d’être parfois arraché au cours du déplacement des filets de récolte.