Comment estimer le besoin en eau pour irriguer son champ ?

Comment estimer le besoin en eau pour irriguer son champ ?

L’eau est une denrée rare. De plus, elle nécessite une énergie considérable pour la prélever du sous-sol et la conduire jusqu’à sa destination. Nous allons voir dans cet article comment estimer le besoin en eau pour pour une culture donnée.

Estimer le besoin en eau dépend de :

  • L’ensoleillement
  • L’humidité
  • La température
  • La vitesse du vent

Comment fonctionne l’irrigation des plantes :

Les pluies fournissent une partie de l’eau requise pour satisfaire les besoins d’évapotranspiration des cultures. Le sol agit comme une éponge. Il stocke une partie de l’eau de pluie et la restitue aux cultures en période de déficit. Sous des climats humides, ce fonctionnement suffit pour assurer une croissance satisfaisante dans des systèmes de culture sans irrigation. Dans des zones arides ou en cas de saison sèche prolongée, il est indispensable d’irriguer pour compenser le déficit d’évapotranspiration (transpiration des cultures et évaporation à partir du sol) dû à l’insuffisance ou à l’irrégularité des précipitations.

 

La consommation d’eau pour l’irrigation est définie comme étant le volume d’eau nécessaire pour compenser le déficit entre d’une part l’évaporation potentielle et d’autre part les pluies efficaces pendant la période de croissance des cultures et le changement dans la teneur en eau du sol. Elle varie considérablement en fonction des conditions climatiques, des saisons, des cultures et des types de sol. Pour un mois donné, le bilan hydrique des cultures peut s’exprimer comme suit:

ICU = ETc – P – ∆S

Avec

ICU = consommation d’eau pour l’irrigation nécessaire pour satisfaire la demande des cultures (mm)

ETc = évapotranspiration potentielle de la culture (mm)

P = pluie efficace (mm)

∆S = changement dans l’humidité du sol (mm)

 

Etape 1 : conditions climatiques

Les conditions climatiques sont déterminantes pour le calcul du besoin en eau. Le tableau ci-dessous montre la variation du besoin en eau en fonction des conditions climatiques :

Climatic Factor Besoin en eau
High Low
Temperature hot cool
Humidity low (dry) high (humid)
Windspeed windy little wind
Sunshine sunny cloudy

L’évapotranspiration d’une culture irriguée (ETc en mm) est calculée en multipliant l’évapotranspiration de référence (ETo) par un coefficient spécifique à la culture et au stade de croissance (ETc = Kc x ETo).

Ce coefficient kc a été établi pour quatre stades: la phase initiale (juste après les semis), la phase de développement, la phase de mi-croissance et la phase tardive (mûrissement avant la récolte). En général, ces coefficients sont faibles pendant la phase initiale, augmentent pendant la phase de développement, sont élevés à la mi-croissance et retombent au stade tardif. Il est supposé que les phases initiale, de développement et tardive durent chacune 1 mois pour chaque culture, tandis que la durée de la phase de mi-croissance varie selon le type de culture.

 

Etape 2 : Calcul de ETo (évapotranspiration de référence)

Pour estimer le besoin en eau, il faut calculer ETo. L’Évapotranspiration de référence ETo est le taux d’évapotranspiration d’une grande zone, couverte d’herbe verte, de 8 à 15 cm de hauteur, qui pousse activement, ombrage complètement le sol et qui ne manque pas d’eau.

 

Il existe plusieurs méthodes pour calculer ETo. Celle retenue dans cet article est la méthode Blanney Criddle.

ETo = p  × (0.46 × T_mean + 8 )

avec

T = mean daily temperature

p = mean daily percentage of anual daytime hours for different latitudes

 

Le tableau ci-dessous donne les valeurs p.  Le pourcentage moyen des heures de soleil en fonction de la latitude.

 

Etape 3 : Calcul de kc (facteur de culture)

Le facteur de culture dépend du type de culture et du stade de croissance de la culture.

Le tableau ci-dessous donne les valeurs moyennes du coefficient kc (crop factor).

 

Les données ci-dessus sont des moyennes. Elles doivent être modifiées en fonction de l’humidité ou la vitesse du vent.

Par exemple, kc doit être réduit de 0,05 si l’humidité est élevée (supérieure à 80%) ou la vitesse de vent est faible (inferieure à 2m/s).

 

Etape 4 : étapes de croissance de la culture

Les différents stades de croissance de la culture sont schématisés ci-dessous :

 

 

Durée approximative en nombre de jours des différents stades de croissance en fonction de la culture :

 

Total Initial stage Crop Development stage Mid season stage Late season stage
Orge / Avoine / Blé 120 15 25 50 30
150 15 30 65 40
Haricot / vert 75 15 25 25 10
90 20 30 30 10
Haricot / sec 95 15 25 35 20
110 20 30 40 20
Chou 120 20 25 60 15
140 25 30 65 20
Carrotte 100 20 30 30 20
150 25 35 70 20
Coton / Lin 180 30 50 55 45
195 30 50 65 50
Concombre 105 20 30 40 15
130 25 35 50 20
Aubergine 130 30 40 40 20
140 30 40 45 25
Grain / petit 150 20 30 60 40
165 25 35 65 40
Lentille 150 20 30 60 40
170 25 35 70 40
Lettue 75 20 30 15 10
140 35 50 45 10
Maïs doux 80 20 25 25 10
110 20 30 50 10
Maïs, grain 125 20 35 40 30
180 30 50 60 40
Melon 120 25 35 40 20
160 30 45 65 20
Millet 105 15 25 40 25
140 20 30 55 35
Ognon/green 70 25 30 10 5
95 25 40 20 10
Ognon sec 150 15 25 70 40
210 20 35 110 45
cacahuete 130 25 35 45 25
140 30 40 45 25
Pois 90 15 25 35 15
100 20 30 35 15
Poivre 120 25 35 40 20
210 30 40 110 30
Pomme de terre 105 25 30 30 20
145 30 35 50 30
Radis 35 5 10 15 5
40 10 10 15 5
Sorgho 120 20 30 40 30
130 20 35 45 30
Soja 135 20 30 60 25
150 20 30 70 30
epinard 60 20 20 15 5
100 20 30 40 10
courgette 95 20 30 30 15
120 25 35 35 25
Betterave à sucre 160 25 35 60 40
230 45 65 80 40
Tournesol 125 20 35 45 25
130 25 35 45 25
Tomate 135 30 40 40 25
180 35 45 70 30

 

Etape 5 : Calcul de l’évapotranspiration de notre culture ETc

 

Comme vu plus haut, ETc est calculée suivant la formule suivante :

 

 

Etape 6 : calcul des pluies efficaces

La pluie efficace désigne le totale des pluies moins le ruissellement moins l’évaporation moins l’infiltration  dans les couches inférieures du sol. Elle est calculée selon la méthode suivante :

Pe = 0.8 × P – 25      if P>75 mm/month

Pe = 0.6 × P – 10      if P<75 mm/month

P= rainfall or precipitation (mm/month)

Pe= effective rainfall or effective precipitation (mm/month)

 

Etape 7: calcul du besoin en irrigation

Le besoin en irrigation est l’évapotranspiration de la culture moins la pluie efficace.

 

 

Exemple :

Estimer le besoin en eau pour une culture d’olive dans la ville de Taza.

 

http://www.fao.org/3/s2022e/s2022e07.htm#3.1%20influence%20of%20climate%20on%20crop%20water%20needs%20(eto)

 

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