Piloter l’irrigation avec des sondes d’humidité du sol, profondeurs et seuils
Sondes tensiométriques ou capacitives, profondeurs selon l'enracinement, emplacement en début de tour d'eau, déclenchement, reprise après pluie et dernier tour d'eau, d'après les références d'ARVALIS et des chambres d'agriculture.
Sommaire
En bref
- Une sonde tensiométrique mesure en centibars la force que la racine doit fournir pour extraire l’eau, une sonde capacitive mesure l’humidité volumique du sol en %.
- Les sondes se posent à au moins deux profondeurs dans la zone racinaire : les sondes de surface guident la fréquence des apports, les sondes profondes guident la dose.
- Le site de mesure se choisit dans une zone représentative du sol et de l’irrigation, en début de tour d’eau.
- Les seuils de déclenchement dépendent du sol, de la culture et du stade : ceux publiés par ARVALIS ou les chambres d’agriculture se valident sur votre parcelle.
Tensiométrique ou capacitive, deux mesures différentes
La fiche « Ec’eau & énergie » de la chambre d’agriculture du Tarn présente les deux familles de sondes utilisées pour piloter l’irrigation. Elles aident à trois décisions : démarrer l’irrigation, reprendre après une pluie et lancer le dernier tour d’eau.
La sonde tensiométrique ne mesure pas la quantité d’eau du sol, mais sa disponibilité pour la plante. Elle donne la force que la racine doit déployer pour extraire l’eau, exprimée en centibars. Sur les sondes Watermark, la valeur va de 0 cbar pour un sol saturé à 200 cbar pour un sol totalement desséché, selon la même fiche.
La sonde capacitive mesure la permittivité diélectrique du sol et en déduit une humidité volumique. Avec des capteurs étagés tous les 10 cm, elle donne un pourcentage d’humidité par horizon, convertible en millimètres d’eau. La chambre du Tarn donne l’exemple suivant : 30 % d’humidité sur l’horizon 0 à 10 cm correspond à 30 mm d’eau dans cet horizon.
Chaque méthode a ses limites. Les deux mesurent un volume de sol faible, de quelques centimètres autour du capteur. La sonde capacitive demande un étalonnage pour donner une humidité précise.
À quelle profondeur placer les sondes
Une seule profondeur ne suffit pas. Le bulletin de santé du végétal maraîchage Midi-Pyrénées de juillet 2019 résume la règle : les sondes superficielles servent à régler la fréquence d’irrigation, les sondes profondes servent à vérifier la dose apportée.
Les profondeurs suivent l’enracinement de la culture. Les références publiées donnent des repères :
- en grandes cultures, la chambre du Tarn indique en général 6 tensiomètres par parcelle, à 30 et 60 cm ;
- en maraîchage, le bulletin de 2019 décrit 3 sondes à 15 ou 25 cm pour l’oignon et la salade, et 3 sondes à 25 ou 45 cm pour le poireau ;
- pour les sondes capacitives en tube, le même bulletin cite des sondes de 30 ou 60 cm, avec un capteur tous les 10 cm.
Avec plusieurs tensiomètres à la même profondeur, on retient la médiane des valeurs. Le bulletin donne l’exemple de trois sondes à 15 cm qui lisent 10, 18 et 12 cbar : la valeur retenue est 12.
Le transmetteur Dragino SE0X accepte de 1 à 4 sondes sur un seul boîtier, chacune sur un câble de 3,5 m. Deux sondes suffisent pour un profil à deux profondeurs, quatre permettent de doubler chaque profondeur ou de suivre deux points proches. Le Dragino SE01 porte une seule sonde, pour un point de mesure. Ces sondes mesurent l’humidité volumique par méthode FDR, avec ±3 % de précision jusqu’à 53 % d’humidité, ainsi que la conductivité et la température du sol. Leur étalonnage d’usine vise les sols minéraux.
Choisir un emplacement représentatif
L’installation est l’étape la plus délicate, selon le bulletin de 2019. Les sondes se placent sur la zone la plus représentative de la parcelle vis-à-vis de l’irrigation, à proximité du système racinaire. En aspersion, elles ne doivent pas se trouver au croisement de deux asperseurs, où la parcelle reçoit plus d’eau.
La chambre du Tarn ajoute plusieurs consignes :
- un site de mesure par parcelle ou par type de sol ;
- le site placé en début de tour d’eau du bloc d’irrigation ;
- la sonde à 20 cm du rang pour le maïs et le sorgho, dans le rang pour les céréales et les pois.
Le site en début de tour d’eau est la parcelle qui attendra le plus longtemps son prochain passage. ARVALIS retient le même principe pour la méthode Irrinov : les conseils donnés à partir de ce site doivent garantir une bonne irrigation sur toutes les positions du tour d’eau.
Pour la pose des sondes Dragino, la fiche fabricant demande un trou de plus de 20 cm de diamètre. La sonde s’enfonce à l’horizontale dans la paroi à la profondeur visée, à l’écart des cailloux, puis le trou se rebouche en respectant la densité d’origine du sol. Posez les sondes tôt dans la saison : la chambre du Tarn conseille cette précaution pour repérer la capacité au champ et la RFU, la part de la réserve que la plante extrait sans difficulté, avant les premiers apports.
Déclencher le tour d’eau à partir des mesures
Pour les tensiomètres en maïs, la référence est la méthode Irrinov d’ARVALIS. Elle repose sur trois règles : une règle de démarrage selon le stade et l’état de la réserve utile, une règle de retour qui tient compte des pluies, une règle d’arrêt selon le stade, le type de sol et les prévisions météo. Les seuils de déclenchement varient selon le type de sol et le stade de la culture.
Le bulletin maraîchage de 2019 donne des éléments d’interprétation des tensions, sous réserve de les adapter au terrain :
- de 0 à 10 cbar, le sol est en excès d’eau et le milieu est asphyxiant pour les racines ;
- de 10 à 40 cbar, le sol est humide et ressuyé, l’eau est très disponible ;
- de 40 à 120 cbar, le sol se dessèche et l’eau est de moins en moins disponible ; au-delà de 70 à 80 cbar, la culture subit un stress hydrique.
Le bulletin précise que ces valeurs ne sont pas à prendre au pied de la lettre. Elles valent pour les cultures et les sols suivis dans ce document, pas pour toutes les parcelles.
Avec une sonde capacitive, le raisonnement se fait en réserve. L’objectif décrit par le bulletin est de rester entre le bas de la RFU et la capacité au champ. Selon la culture, on déclenche plutôt près du bas de cette zone ou plutôt près du haut. Les bornes de votre sol se repèrent sur les courbes de la première saison, avec votre conseiller irrigation.
Sur la plateforme de suivi, le seuil choisi peut devenir une alerte, envoyée quand la sonde de surface franchit la valeur réglée. Pour commander l’irrigation à distance, le contrôleur LT-22222-L dispose de deux relais de 5 A sous 250 V AC. Ils pilotent la bobine du contacteur de la pompe ou une électrovanne de secteur, avec un câblage par un électricien. Sa commande temporisée ferme le relais pour une durée donnée puis revient à l’état initial, même si la liaison radio se coupe pendant l’arrosage.
Reprise après pluie et dernier tour d’eau
Après une pluie, la question est de savoir jusqu’où l’eau est descendue. Si seule la sonde de surface réagit, la pluie a mouillé le haut du profil sans recharger l’horizon profond. Si les deux profondeurs remontent, le tour d’eau suivant peut être décalé. Un pluviomètre sur place aide à relier le cumul tombé à la réaction des sondes. La station WSC2-Compact accepte un pluviomètre à résolution de 0,1 mm, vendu séparément, et deux capteurs de sol RS485.
Pour l’arrêt de l’irrigation du maïs, ARVALIS a calé un repère au stade du grain. L’arrêt se fait en général à 50 % d’humidité du grain, soit 32 % de matière sèche plante entière, et à 45 % en sol léger. À ce stade, l’état de l’eau dans le sol et les prévisions météo décident du lancement ou non d’un dernier tour d’eau. Pour d’autres cultures, la règle d’arrêt se voit avec votre conseiller ou l’institut technique de la filière.
Lire les courbes d’humidité du sol
La chambre du Tarn décrit deux lectures des données d’une sonde capacitive. La première suit le stock d’eau horizon par horizon. Elle montre où la culture consomme et à quelle vitesse chaque horizon se réhumecte après un tour d’eau ou une pluie.
La seconde calcule une moyenne pondérée des horizons selon la profondeur d’enracinement. Elle donne l’évolution globale du stock d’eau du sol, à comparer aux bornes de la parcelle : capacité au champ, point de flétrissement permanent, réserve utile et RFU.
Trois lectures se font sur ces courbes. Une remontée en surface sans réaction en profondeur signale un apport trop court pour atteindre les racines profondes. Une remontée rapide de l’horizon profond après chaque apport peut signaler une dose qui dépasse la zone racinaire. Une baisse régulière des deux horizons montre la consommation de la culture entre deux tours d’eau.
La transmission se fait de deux façons. Les SE01 et SE0X existent en LoRaWAN, avec une passerelle à la ferme sans abonnement opérateur obligatoire, et en NB-IoT ou LTE-M, avec une carte SIM objets connectés à prendre auprès d’un opérateur. Le LT-22222-L n’existe qu’en LoRaWAN.
Retrouvez les capteurs de niveau, de débit et de pression sur la page irrigation et forages, et les usages sous abri sur la page maraîchage et serres.
Questions fréquentes
Les seuils Irrinov en centibars s’appliquent-ils à une sonde capacitive ?
Non. Les seuils Irrinov sont exprimés en tension, en centibars, pour des tensiomètres. Une sonde capacitive donne une humidité volumique en %, qui se lit par rapport à la capacité au champ et à la RFU de votre sol.
Combien de sondes faut-il par parcelle ?
Au moins deux profondeurs par site de mesure, et un site par parcelle ou par type de sol. La chambre du Tarn cite 6 tensiomètres par parcelle en grandes cultures, 3 à chaque profondeur, pour calculer une médiane.
Quand installer les sondes ?
Le plus tôt possible dans la saison, avant les premiers apports. Les courbes du début de campagne servent à repérer la capacité au champ et les bornes de la réserve de votre sol.
Envoyez-nous la culture, le type de sol, le mode d’irrigation, le nombre de parcelles à suivre et leur distance aux bâtiments. Nous choisissons les sondes et les profondeurs, vérifions la couverture radio jusqu’aux parcelles et vous répondons sous 24 h ouvrées.
Sources
- Les outils d’aide au pilotage de l’irrigation : les sondes tensiométriques et capacitives, chambre d’agriculture du Tarn
- Des outils pour aider au pilotage de l’irrigation, bulletin de santé du végétal maraîchage Midi-Pyrénées, hors-série juillet 2019, DRAAF Occitanie et chambres d’agriculture
- Bien piloter l’irrigation du maïs, ARVALIS Institut du végétal, L’Agriculture Drômoise, juin 2024
