Systèmes d'irrigation par goutte-à-goutte et par aspersion
Les auteurs à l'origine du contenu de cette page sont :
Boivin, C., Taillon, P.-A., Deschênes, P., Méthé, A. et Brisset, M. (2022).
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Avantages et inconvénients
On distingue deux stratégies principales pour l'application d’eau en maraîchage diversifié : le goutte-à-goutte et l’aspersion. Chacun de ces systèmes possède ses avantages et ses inconvénients et la plupart des fermes utilisent les deux. Plusieurs facteurs, comme la culture, le système de production, la disponibilité de l’eau, la taille des parcelles et le type de sol, entrent dans l’équation lors du choix de la stratégie d’application d’eau. Le tableau 1 résume les avantages et les désavantages de chacune des stratégies.
Tableau 1. Comparaison des stratégies d’application d’eau
| Goutte-à-goutte | Aspersion |
|---|---|
| Avantages | |
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| Inconvénients | |
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| Applications | |
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Système goutte-à-goutte
Pour obtenir un système d'irrigation goutte-à-goutte (Figure 1) efficace et constant, il faut considérer la longueur des rangs et le dénivelé . La longueur maximale des rangs dépend de la pression d’eau disponible, du dénivelé, du diamètre du goutte-à-goutte et du type de goutteur (pleinement compensateur, partiellement compensateur ou non compensateur). Une charte est disponible ici pour déterminer la longueur maximale des rangs selon les différents paramètres.
Il faut acheminer l’eau à la pression requise (pression d’opération) aux tuyaux goutteurs, et pour ce faire, le système doit être conçu adéquatement. Par ailleurs, il est préférable d’installer une valve sur chaque sous-section du système pour plus de flexibilité.
Pour éviter que l’eau ne soit trop chaude, ce qui détériore le matériel, il faut protéger les tuyaux d’alimentation du soleil. On peut soit les enterrer, soit les recouvrir d’une toile tissée. On peut aussi utiliser du tuyau blanc pour les sections à risque de surchauffe ou encore laisser l’herbe pousser par-dessus.
Il faut ajuster la durée et la fréquence d'irrigation en fonction du sol. En effet, dans les sols plus grossiers, l'eau ne se répand pas beaucoup latéralement mais descend plutôt dans le sol sous le tuyau goutte-à-goutte. Après une durée d'irrigation trop longue, l'excès d'eau percole en profondeur et est perdu pour les plantes. L'utilisation d'un tensiomètre en bas de la zone racinaire, à 30-60 cm de profondeur selon la culture, permet de savoir quand l’eau arrive sous la zone racinaire et par le fait même quand arrêter l'irrigation.
Le type de sol est un des facteurs à considérer pour déterminer l’espacement entre les goutteurs et le nombre de lignes de goutte-à-goutte qu’on choisit d’installer sur chacune des planches de culture. Pour en savoir plus, on peut consulter le document Tensiomètres et suivi de l’humidité du sol - Régie de la micro-irrigation (Bergeron, 2007).
Il existe plusieurs types et qualités de boyaux goutte-à-goutte. Selon le modèle, la pression d’opération, le débit par goutteur, l’espacement entre les goutteurs, le diamètre du boyau et l’épaisseur du plastique seront différents (Figure 2). Ces facteurs déterminent le coût d’achat, le taux d’application d’eau ainsi que la durée de vie des boyaux. Cette dernière est de quelques mois pour du tuyau d’une épaisseur de 4 mil et jusqu’à 7 saisons ou plus pour du tuyau d’une épaisseur de 15 mil.
Comme pour les tuyaux en polyéthylène ("carlon"), des connecteurs spécifiques aux tuyaux goutte-à-goutte ainsi que des outils spécifiques sont nécessaires pour assurer les connexions (Figure 3).
Il existe divers systèmes pour dérouler, enrouler et entreposer les tuyaux goutte-à-goutte, si on les réutilise (Figure 4).
Pour fermer le bout d'une ligne, il est possible d'installer un bouchon ou bien de faire un noeud ou un pli avec ou sans manchon (Figure 5).
Il peut être utile de mesurer le débit des goutteurs afin de calibrer la durée d'irrigation (Figure 6). Si l'on réutilise les tuyaux goutte-à-goutte plus d'une saison, le débit peut diminuer par rapport aux données du fabricant en raison du colmatage.
Les goutteurs de type spaghetti permettent d’appliquer l’eau directement à la base des plantes. Ils sont utilisés pour les cultures en pot (Figure 7) ou en jardinière (en pépinière par exemple).
Structure d'un système goutte-à-goutte
Un système d’irrigation goutte-à-goutte comprend généralement les composantes suivantes dans cet ordre :
- une pompe;
- un système de filtration;
- un ou plusieurs manomètres;
- un ou plusieurs régulateurs de pression;
- des tuyaux d’alimentation principale, généralement flexibles, pour pouvoir circuler par-dessus;
- des tuyaux d’alimentation secondaire;
- des tuyaux avec goutteurs.
Une unité d’injection pour la fertigation peut être ajoutée, car des engrais utilisables en agriculture biologique pour la fertigation sont disponibles.
Système par aspersion
L’aspersion est une technique par laquelle l'eau est apportée aux plantes sous forme de pluie artificielle. Le principe de l’irrigation par aspersion est simple : l’eau sous pression sort d’une buse et est ensuite projetée et dirigée par un déflecteur.
Un système d’irrigation par aspersion est plus cher à l’achat qu'un système goutte-à-goutte, mais il est souvent plus durable. Par contre, une plus grande quantité d’eau est nécessaire pour apporter une quantité d’eau spécifique à la culture car l’application est moins uniforme. Il y a en effet plus de pertes, notamment à cause du vent et de l’évaporation. Par contre, ce système est facilement déplaçable, ce qui permet de réduire l’entrave aux sarclages et autres opérations d’entretien. L’aspersion d’eau peut aussi être utilisée comme technique de protection contre le gel, particulièrement dans les cultures fruitières. De plus, c’est un système plus performant pour les cultures semées et récemment transplantées car ce système mouille l’entièreté du sol ou du substrat, à l’inverse des systèmes d’irrigation par goutte-à-goutte.
L’espacement des asperseurs dépend du diamètre d'aspersion. L’objectif étant d’avoir une couverture le plus uniforme possible, on s’assure que les cercles d’aspersion se chevauchent. La distance entre les asperseurs sur une même ligne et entre les lignes devrait en général être égal à la moitié du diamètre d’aspersion.
Il est possible de commencer avec un nombre minimal de tuyaux d’alimentation que l’on déplace et d’en acheter d’autres au fil des années. Toutefois, si on choisit l’aspersion comme moyen de protection contre le gel, il faut s’assurer d’avoir suffisamment d’équipement (avec des buses appropriées) pour irriguer en une seule fois la parcelle à risque.
Il existe différents équipements pour l’application d’eau par aspersion. Le choix se fait selon les surfaces à irriguer, le système en place (champ ou serre), la pression d’eau disponible et les besoins en eau. Selon le dénivelé et la longueur des tuyaux, on peut utiliser un régulateur de pression pour chaque asperseur afin que l’application d’eau soit plus uniforme. Le tableau 2 et les figures 8 à 13 présentent les principaux équipements d’aspersion et leurs spécificités.
Tableau 2. Caractéristiques techniques des équipements d’aspersion
| Nom | Pression d’opération | Débit | Diamètre d’arrosage | |
|---|---|---|---|---|
| psi | gpm | m | pi | |
| Microgicleur Dan modulaire | 15 - 40 | 0,1 - 0,45 | 2-9 | 6-30 |
| Microgicleurs Netafim Spinnet/ vibroNet (suspendu - pour cultures sous abri) | 30-40 | 0,22-0,88 | 3-9 | 10-30 |
| Gicleur Naan 502-H | 25-50 | 1-1,4 | 14-17 | 47-56 |
| Gicleur Xcel Wobbler | 15-30 | 1,3-1,84 | 10-17 | 32-56 |
| Gicleur Rain Bird ½” 14VH | 20-60 | 0,56-2,68 | 18-23 | 58-76 |
| Gicleur ¾” SOMLO 40C | 25-80 | 5-15,7 | 29-36 | 94-118 |
| Gicleur moyenne portée Sime K1 | 20-60 | 13-47 | 30-46 | 100-150 |
| Canon arroseur Nelson série 100 | 40-110 | 50-300 | 58-116 | 190-380 |
| Canon enrouleur |
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| Rampe |
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Il est possible de calibrer la durée d'irrigation en mesurant le taux d'application à l'aide de pluviomètres (Figure 14).
Structure d'un système par aspersion
Un système par aspersion comprend généralement les composantes suivantes dans cet ordre :
- Une pompe qui peut assurer une pression et un débit suffisants, généralement supérieurs à ceux d’un système d’irrigation goutte à goutte. Il s’agit souvent d’une pompe actionnée par la prise de force d’un tracteur pour les plus grandes superficies ou encore d’une petite pompe à essence ou d’une pompe électrique;
- Un système de filtration. La filtration de l’eau est un élément moins critique avec l’irrigation par aspersion que pour le goutte-à-goutte;
- Des tuyaux ou boyaux de transport, généralement de 5 à 15 cm (2 à 6 po) de diamètre;
- Des boyaux flexibles (optionnels), pour permettre d’alimenter l’une ou l’autre des conduites latérales;
- Des conduites latérales sur lesquelles des asperseurs ou gicleurs sont espacés selon le diamètre d’aspersion;
- Des buses conçues pour un objectif spécifique (p. ex. : portée du jet, débit, protection contre le gel).
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