Optimisez les rendements de vos cultures grâce à l’irrigation par aspersion

L’irrigation par aspersion est une technique d’irrigation largement utilisée en agriculture. En France, cette méthode était employée sur 87 % des surfaces irrigables en 2020. Elle permet une distribution homogène et contrôlée de l’eau grâce à des systèmes d’arrosage spécifiques.

Cette technique est particulièrement prisée des agriculteurs en raison de son ratio coût / efficience et de son adaptation à de nombreuses situations. Ce guide vous offre un aperçu complet de cette technique : ses bases, ses avantages, les cultures ciblées, les stratégies ainsi que le matériel nécessaire.

Qu'est-ce que l'irrigation par aspersion ?

L’irrigation, qu’elle soit par aspersion ou micro-aspersion, est une méthode consistant à projeter de l’eau sous forme de fines gouttelettes pour simuler la pluie naturelle. Ce processus est rendu possible grâce à un système d’arrosage composé de plusieurs éléments :

💧 Une source d’eau
⚙️ Une pompe
⚡ Une source d’alimentation énergétique
♻️ Un système de filtration
🗺️ Un réseau de canalisations à la surface ou enterré
💦 Des arroseurs

À condition d’être correctement entretenu et bien réglé, un système d’irrigation par aspersion offre une répartition uniforme de l’eau, ce qui garantit que les plantes reçoivent la quantité nécessaire pour leur croissance.

Irrigation par aspersion : pour quelles cultures et objectifs ?

Cette stratégie d’irrigation s’adapte aussi bien aux grandes cultures qu’aux espaces plus restreints, grâce à sa flexibilité et aux divers types de systèmes fixes et mobiles disponibles :

• culture en plein champ et maraîchage : irrigation, germination, fertigation…
• verger et vigne : irrigation, fertigation, protection contre le gel, refroidissement, nettoyage…
• culture sous abris / serres : irrigation, germination, fertigation, refroidissement, enracinement…
• espace vert, jardin et pépinière : irrigation, fertigation…

Comment réussir sa stratégie d'irrigation ?

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Pourquoi opter pour l'irrigation par aspersion ?

Tout d’abord, cette méthode offre une distribution homogène de l’eau sur l’ensemble de la culture, quelle que soit sa superficie. Cela permet d’assurer une croissance optimale et régulière des plantes.

Un autre avantage réside dans la possibilité d’automatisation. Les agriculteurs peuvent programmer les systèmes d’aspersion et obtenir un suivi via leur smartphone pour irriguer à des moments précis, comme tôt le matin ou tard le soir, afin de réduire l’évaporation et optimiser l’usage de l’eau.

De plus, cette technique s’adapte facilement aux différents types de sols et climats, ce qui en fait une solution universelle pour de nombreuses exploitations agricoles. Elle peut aussi servir à appliquer des fertilisants ou des produits phytosanitaires. Cela rend ces traitements plus efficaces et plus ciblés, tout en économisant sur la main-d’œuvre.

Avantages et inconvénients de l'irrigation par aspersion

Comparaison avec d'autres méthodes d'irrigation

L'irrigation par aspersion est une méthode largement utilisée en France( ). En 2020, 87 % des surfaces irrigables, c’est-à-dire celles qui comprennent un système d’irrigation, étaient concernées. Toutefois, deux autres méthodes sont couramment utilisées : la micro-irrigation (goutte-à-goutte) et l’irrigation gravitaire.

La micro-irrigation est principalement utilisée en arboriculture et en maraîchage. Cette méthode a connu une croissance rapide en France, avec une augmentation de plus de 120 %, passant de 109 500 hectares en 2010 à 241 000 hectares en 2020. Elle repose sur un système de distribution d’eau à basse pression directement au niveau des racines, via des goutteurs ou des tuyaux perforés.

On trouve également l’irrigation gravitaire, méthode traditionnelle, qui représente 4 % des surfaces irrigables hors zones de montagne et jusqu’à 12 % dans ces dernières. Ce système, adapté aux terrains en pente, repose sur l’écoulement naturel de l’eau via des petits canaux pour irriguer les champs. Entre 2010 et 2020, sa superficie a progressé de 42 %, passant de 90 500 à 129 000 hectares.

Micro-irrigation

Arboriculture 🌳/ Maraîchage 🍅

 

Avantages

Utilisation extrêmement efficiente de l’eau. Application ciblée qui réduit les maladies et maximise la croissance des plantes.

Inconvénients

Coût initial élevé (équipements sophistiqués), entretien exigeant. Surveillance régulière des filtres et goutteurs qui peuvent s’obstruer facilement.

Irrigation gravitaire

Toutes cultures 🌱

Avantages
Simple à mettre en œuvre, nécessite peu d’équipements et d’énergie, économiquement accessible. Adaptée à la culture du riz et la production fourragère.
Inconvénients
Peu efficace en termes de conservation de l’eau. Importantes pertes par évaporation et ruissellement. Peut provoquer des problèmes de drainage et d’inondation si mal maîtrisée.

Les différents systèmes d’irrigation par aspersion

Les systèmes d’irrigation par aspersion peuvent être regroupés en deux familles :

• les systèmes à asperseurs fixes (arrosage depuis un point fixe)
• les systèmes à asperseurs mobiles (arrosage depuis un matériel en mouvement)

Systèmes à asperseurs fixes

Systèmes à asperseurs mobiles

Comparaison entre l’arrosage classique et la micro-aspersion

La micro-aspersion est une méthode d’irrigation à basse pression qui génère une pluie extrêmement fine, semblable à une brume légère. Cette technique est particulièrement adaptée aux plantes fragiles et aux cultures nécessitant une hydratation précise, comme l’horticulture, la viticulture ou les vergers (Moyenne d’efficience : 70 à 95 %).

Contrairement à l’arrosage classique, elle utilise des micros-arroseurs, conçus pour distribuer de petites quantités d’eau de manière douce et ciblée. On peut au choix cibler la couverture intégrale de la culture, ou bien irriguer uniquement la zone racinaire, selon le besoin. Le micro-arrosage est aussi intéressant pour la protection des bourgeons contre le gel. Le risque de ruissellement et de formation de croûte est quant à lui quasi inexistant.

La micro-aspersion est particulièrement adaptée pour des cultures sensibles, économes en eau ou sur des surfaces restreintes. En revanche, pour des cultures extensives ou des terrains nécessitant une couverture homogène, l’arrosage classique reste la meilleure option. Dans les deux cas, l’automatisation peut améliorer leur efficacité et réduire la main-d’œuvre nécessaire.

Quel matériel pour l’irrigation par aspersion ?

Forage

Avant même de choisir le matériel d’irrigation, la réalisation d’un forage pour puiser la ressource dans une nappe phréatique sera probablement la première étape, si vous ne passez pas par un fournisseur ou ne disposez pas d’une source en surface :

• Localisation du forage : La nappe phréatique doit être située à une profondeur adaptée aux besoins. Plus la nappe est profonde, plus le forage doit descendre, ce qui augmente les coûts.
• Matériel nécessaire : La création d’un forage exige des équipements spécialisés et des permis locaux. Le coût varie selon la profondeur et le type de sol (entre 50 et 160 €/m).
• Dimensionnement : Un forage destiné à alimenter un système par aspersion doit être suffisamment large pour garantir un débit important. Pour un système d’enrouleur par exemple, un débit de 50 m³/h est souvent nécessaire.

Pompes d'irrigation

Cœur du système, la pompe doit assurer un débit constant et une pression suffisante pour alimenter le réseau, des conduites principales jusqu’aux asperseurs. Votre choix dépend de plusieurs paramètres : la profondeur du forage, le débit nécessaire, la pression requise, ainsi que la source d’énergie disponible (électrique, thermique).

Voici également un tableau comparatif des sources d’énergie pour les moteurs de pompes:

Conduites et raccords : quel matériau ?

Les conduites acheminent l’eau depuis la source jusqu’aux asperseurs, buses et brumisateurs. Elles doivent répondre à des exigences de pression, de durabilité et de compatibilité avec les équipements. Les deux principaux matériaux utilisés sont le PVC et le polyéthylène (PE), mais on trouve également l’aluminium, le PVC non plastifié, la fibre de verre, l’acier et le fibrociment.

Voici un tableau comparatif des principaux types de conduites.

Toute conception de circuit d’irrigation comprend aussi des raccords pour connecter les conduites tout en assurant une étanchéité fiable. Ils peuvent être en aluminium ou en polypropylène, internes ou externes, avec loquets ou avec bagues cannelées.

Les raccords à bouton et loquet (simple ou double) sont simple d’utilisation. Lorsque la pompe est arrêtée, l’eau s’échappe naturellement des conduites en raison de la conception des joints d’étanchéité. Cela facilite grandement le démontage et le déplacement des conduites, ce qui rend ces raccords idéaux pour les systèmes mobiles ou nécessitant des ajustements fréquents.

Les raccords à rotule sphérique, quant à eux, sont conçus pour maintenir une étanchéité parfaite, même lorsque les conduites suivent un trajet légèrement incurvé. Contrairement au modèle précédent, ces raccords maintiennent les conduites pressurisées après l’arrêt de la pompe. Cette caractéristique peut rendre le déplacement des sections plus difficile, mais les modèles récents intègrent un mécanisme permettant de briser l’étanchéité et de laisser l’eau s’échapper, ce qui simplifie leur manipulation. Ces raccords sont adaptés aux systèmes fixes ou semi-permanents où la durabilité et la performance à long terme sont prioritaires.

Asperseurs, buses et brumisateurs

Les asperseurs assurent une répartition uniforme de l’eau sur les plantes. Leur efficacité dépend largement des matériaux utilisés et des caractéristiques techniques de chaque modèle. Les matériaux couramment utilisés sont :

• le laiton : coûteux mais durable et résistant, adapté aux asperseurs à fort débit ou haute pression, buses réparables.
• le plastique : léger et économique (30 % moins cher que le laiton), résiste mieux à l’abrasion (idéal pour l’eau contenant du sable), mais remplacement obligatoire en cas d’usure.

Le choix du modèle dépendra des critères qui s’appliquent à l’exploitation :

• surface à couvrir
• débits et pressions disponibles
• types de culture à arroser
• hauteur d’arrosage
• qualité de l’eau

Voici un tableau comparatif des principaux modèles pour l’agriculture :

Vannes, électrovannes et accessoires

Les vannes, qu’elles soient manuelles ou commandées, contrôlent avec précision le débit, la pression et la direction de l'eau. Leur conception technique va de la simple ouverture/fermeture à des régulations sophistiquées selon les besoins.

Parmi les différents types de vannes manuelles, on trouve :

• les vannes d'opercule : régulation de base en ouvrant ou fermant le passage de l'eau à l’aide d’une disquette ou d’une cale attachée à une broche. Simples et fiables, ne conviennent pas pour un contrôle fin du débit.
  
  
• les vannes à bille : compactes et robustes, utilisent un élément sphérique pour ouvrir ou fermer le flux d’eau avec un angle de rotation de 90°. Lorsque entièrement ouvertes, elles offrent un débit maximal avec une perte de charge minimale. Capacité limitée à réguler précisément le débit.
  
  
• les vannes à soupape : idéales pour une régulation fine grâce à leur réponse quasi-linéaire aux ajustements. Néanmoins, elles présentent des pertes de charge plus importantes, car l’eau doit effectuer des virages multiples à l’intérieur de la vanne.
  
  
• les vannes à coude et en "Y" : conçues pour minimiser les pertes de charge tout en offrant un écoulement fluide. Les vannes à coude nécessitent moins de détours pour l’eau, tandis que celles en "Y" facilitent encore davantage le passage avec des angles adoucis.
  
  
• les vannes à membrane : adaptées aux systèmes nécessitant une séparation entre l’eau et les composants mécaniques, pour éviter la corrosion ou le contact avec des particules solides. Limitent les pertes de charge et offrent une bonne fiabilité pour des pressions modérées à élevées.
  
  
• les vannes à ailettes : simples et compactes, conviennent pour des ajustements rapides. Leur conception pivotante limite les pertes par friction lorsque complètement ouvertes.

On trouve également les vannes de commande, qui utilisent un vérin ou un diaphragme pour ouvrir ou fermer le passage de l’eau. Ce contrôle est souvent activé par une source externe, telle qu’un courant électrique (électrovanne) ou une variation de pression hydraulique (vanne hydraulique). Les différents types de vannes de commande sont :

• les vannes électromagnétiques (électrovannes) : activées par un solénoïde qui utilise une force électromagnétique pour ouvrir ou fermer la vanne. Deux configurations possibles : Normalement ouverte / NO (la vanne reste ouverte en l'absence de courant) et Normalement fermée / NC (la vanne reste fermée sans courant)
  
  
• les vannes hydrauliques : utilisent la pression de l’eau pour activer le mécanisme d’ouverture/fermeture. Idéales dans les zones où l'électricité est difficile d’accès. Leur fonctionnement repose sur une variation de pression au-dessus ou au-dessous d’un piston ou d’un diaphragme.
  
  
• les vannes électrohydrauliques : intègrent les deux technologies. Flexibilité supplémentaire en utilisant une commande électrique pour activer une pression hydraulique qui agit sur la vanne.

Enfin, on trouve tout une gamme d’accessoires associés aux vannes :

• clapets anti-retour : empêchent le reflux d’eau pour protéger les réseaux contre des contaminations potentielles
  
  
• soupapes : protègent les systèmes contre les coups de bélier en évacuant rapidement l’excès de pression
  
  
• soupapes de purge d'air : éliminent l'air emprisonné dans les conduites pour éviter les risques de dommages structurels dus aux pressions
  
  
• régulateurs de pression : maintiennent une pression constante en aval pour protéger des systèmes avec des émetteurs sensibles comme les asperseurs

Filtres

En fonction des sources d’eau (souterraines, surface ou recyclée), différentes impuretés peuvent contaminer le réseau d’irrigation, comme :

• les particules inorganiques
• les débris organiques
• les micro-organismes

Ces impuretés, si elles ne sont pas filtrées, peuvent entraîner une diminution des performances du système, voire son arrêt complet. Une filtration adaptée est donc essentielle et se décline en plusieurs technologies, adaptées à différents besoins agricoles.

Accessoires complémentaires pour l’irrigation

Il existe bien sûr de très nombreux autres équipements constituant le circuit complet d’arrosage, dont voici une liste non exhaustive :

Comment bien installer un système d’irrigation par aspersion ?

L’installation de votre réseau d’irrigation requiert une approche méthodique pour garantir une efficacité optimale tout en minimisant les impacts sur l’environnement. Voici dans un premier temps le résumé des grandes étapes pour réussir votre installation :

Observation du type de sol

La conception d'un système d'irrigation par aspersion va dépendre évidemment du type de culture. Mais la décision doit aussi se prendre en rapport avec les propriétés physiques et chimiques du sol. Les facteurs clés incluent :

• la texture du sol : Les sols argileux (sols lourds), bien qu'ils aient une grande capacité de rétention d'eau, possèdent un faible taux d'infiltration (5 à 10 mm/h). Les sols sableux (sols légers, en revanche, permettent une infiltration rapide (>20 mm/h) mais retiennent moins l'eau disponible pour les plantes. Le limon sableux représente un compromis optimal pour l'irrigation par aspersion grâce à son équilibre entre infiltration et rétention d'eau​.
  
  
• la structure du sol : Une structure granulaire favorise une bonne infiltration et une meilleure distribution de l'eau. Les sols compactés ou crustés nécessitent une préparation spécifique pour éviter le ruissellement et les pertes d'eau.
  
  
• la topographie : Les systèmes par aspersion sont adaptés aux terrains légèrement en pente (≤ 5 %) pour éviter les problèmes d'érosion et de ruissellement. Les sols très accidentés nécessitent des ajustements spécifiques dans le choix des équipements.
  
  
• la capacité au champ : L'eau disponible, c'est-à-dire la différence entre la capacité au champ et le point de flétrissement, détermine la fréquence des cycles d'irrigation. Par exemple, à une profondeur d’un mètre, un sol limoneux peut stocker environ 1 250 m³ d'eau/ha, tandis qu'un sol sableux se limite à 450 m³/ha​.

Prérequis environnementaux pour arroser

L’arrosage par aspersion sera également fortement dépendant des conditions climatiques. Le vent est certainement le facteur critique dans la distribution uniforme de l'eau. En cas de vents réguliers dépassant 3,5 m/s (12,6 km/h), il est recommandé de réduire l'espacement entre les asperseurs (jusqu’à 30 % de la portée) ou d’opter pour des dispositifs anti-vent​.

Il faut aussi prendre en compte les risques d’évaporation directement à partir du jet. Les pertes varient le plus souvent entre 10 et 20 %, et sont plus élevées dans le cas de la micro-aspersion que pour l’arrosage classique.

Entretien et maintenance du circuit d’arrosage

Nous l’avons vu plus haut, un système bien entretenu a une durée de vie importante, et son efficacité se voit renforcée. Pour l’entretien et la maintenance, 4 phases sont à prévoir dans l’année :

Mesurer l’efficience du système et faire des économies

Avec toujours plus de difficulté d’accès à la ressource et la montée des tensions sur les prélèvements agricoles, l’optimisation de l’utilisation de l’eau est une priorité. Il existe heureusement plusieurs leviers pour tenter de réduire le gaspillage et améliorer l’efficience de votre système :

Aides financières européennes : Les irrigants ont la possibilité de solliciter les aides du fonds FEADER pour financer l’amélioration de leur système d’arrosage

Capteurs et sondes : mesurer le stress hydrique et les apports en eau

Pour une irrigation efficace, vous aurez besoin de capteurs et de sondes afin de mesurer avec précision des paramètres essentiels (humidité du sol, besoins hydriques, pertes par évaporation), tout en visant l’efficacité des apports en eau et la réduction du gaspillage. Voici un rapide rappel des équipements existants et de leurs applications.

Pourquoi s'équiper d'une sonde d'irrigation ?

Piloter précisément son irrigation devient un enjeu majeur. Les sondes d'irrigation constituent une aide intéressante. Découvrez 5 bonnes raisons de les adopter au travers ce guide pratique.

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Optimisez votre irrigation avec la sonde capacitive Météus

La sonde capacitive Météus, développée par Isagri, est une technologie avancée conçue pour aider les agriculteurs à gérer l’humidité du sol de manière précise. Cette solution connectée offre un suivi en temps réel des conditions hydriques dans les parcelles pour une gestion efficace des ressources en eau.

Elle est équipée de capteurs placés à intervalles réguliers, tous les 10 cm, pour mesurer l’humidité du sol à différentes profondeurs (jusqu’à 120 cm). Cette configuration permet de suivre avec précision l’évolution de l’eau disponible pour les racines, même sur des sols complexes.

Les données collectées sont transmises en temps réel à une plateforme connectée ou via une application mobile. Vous pouvez ainsi consulter des graphiques détaillés, mettant en évidence des seuils critiques comme la capacité au champ, la réserve utile (RU) et les niveaux de stress hydrique.

Grâce à la précision des relevés, vous adaptez facilement les apports en eau en fonction des besoins réels des plantes. Cette technologie peut entraîner une économie d’eau pouvant atteindre 400 m³ par hectare, tout en garantissant un développement optimal des plantes. En plus, cette sonde est adaptée à toutes les exploitations agricoles et s’intègre facilement dans les systèmes d’irrigation par aspersion.

Comment optimiser votre irrigation ?

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