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PROGRAMME DE LA JOURNEE
Introduction
09:30
Introduction - présentation du déroulement de la journée
B. LACROIX (ARVALIS - Institut du végétal)
09:40
Le contexte de la gestion quantitative de l'eau et des économies d'eau
M. TUFFERY (DRAAF Midi-Pyrénées – DRAAF de Bassin Adour-Garonne)
10:00
Comment quantifier les économies d'eau en irrigation ?
C. LONGUEVAL (Chambre Régionale d’Agriculture Midi-Pyrénées)
10:20
Discussion
Différents postes d'économies d'eau au sein des exploitations irrigantes
10:35
Panorama des différents postes d'économies potentielles d'eau dans les exploitations irrigantes et leviers
C. LONGUEVAL (Chambre Régionale d’Agriculture Midi-Pyrénées)
10:50
Matériel d'irrigation et économies d'eau
S. GENDRE (ARVALIS - Institut du végétal) et B. MOLLE (IRSTEA – UMR G-eau)
11:10
Conduite et pilotage de l'irrigation et économies d'eau
B. LACROIX (ARVALIS - Institut du végétal) et C. LONGUEVAL (Chambre Régionale d’Agriculture Midi-Pyrénées)
11:35
Discussion
11:55
Systèmes de culture, itinéraires techniques et économies d'eau
M. WILLAUME (INP ENSAT)
12:15
Que peut-on attendre de l'amélioration génétique des plantes ?
F. TARDIEU (INRA LEPSE)
12:35
Discussion
Approche globale aux échelles exploitation agricole, collectif d'irrigants et territoire
14:30
Diagnostic gestion de l'eau dans l'exploitation agricole
S. GENDRE (ARVALIS - Institut du végétal) et J. GEORGES (Chambre Agriculture de la Haute-Garonne)
14:55
Démarches collectives et territoriales : exemple du PGCE Arrats (matériel d'irrigation, compteurs, tarification,
échanges entre irrigants et gestionnaire), approche par télédétection
JJ. WEBER (CACG) et M. BATTUDE (CESBIO)
15:25
Enjeux économiques
S. MARSAC et B. PAGES (ARVALIS - Institut du végétal)
15:55
Discussion
Conclusion
16:15
Exposé de synthèse sur les éléments de la journée
JE. BERGEZ (INRA – UMR AGIR)
16:35
Table ronde : regards croisés sur la journée et discussion avec les participants
JL. CAPES, B. DAL, F. ROCH (responsables professionnels agricoles), M.TUFFERY, F. SOLACROUP (Agence de l’Eau AdourGaronne), JE. BERGEZ, B. MOLLE
Introduction
Bernard Lacroix (ARVALIS) et Delphine Leenhardt (INRA AGIR)
Animateurs de l’UMT Eau
L’Unité Mixte Technologique « Outils et méthodes pour la gestion quantitative de l’eau, de
l’exploitation agricole au territoire » (UMT Eau) est composée de six partenaires : ARVALIS-Institut du
végétal, l’Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), le Centre technique
interprofessionnel des oléagineux et du chanvre (CETIOM), le Centre d’études spatiales de la
biosphère (CESBIO), la Compagnie d’Aménagement des Coteaux de Gascogne (CACG), la Chambre
Régionale d’Agriculture de Midi-Pyrénées (CRAMP).
Dans le contexte de la mise en place de la gestion collective dans les zones de répartition des eaux
(volume prélevable pour l’irrigation par unité de gestion géré par un organisme unique), de
l’augmentation du coût de l’eau (énergie, redevance), de l’évolution de la PAC et des perspectives du
changement climatique, l’UMT Eau a pour ambition de contribuer à une meilleure utilisation des
ressources en eau en s’intéressant à l’adaptation des systèmes irrigués sur différentes échelles
d’espace et de temps.
Les objectifs du programme de Recherche et Développement 2012-2017 de l’UMT Eau sont :



d’acquérir et de diffuser des connaissances sur et pour la gestion quantitative de l’eau pour
répondre aux attentes des acteurs (organismes uniques, gestionnaires de ressources,
pouvoirs publics, profession agricole) : répartition pluriannuelle de la ressource, allocation
annuelle, gestion collective en cours de campagne, évaluation annuelle en fin de campagne,
intérêt et possibilités de la création de ressources nouvelles, mesures d’économies d’eau
(systèmes de culture, matériels d’irrigation, conduite de l’irrigation) ;
de progresser dans les méthodes de modélisation et d’évaluation des systèmes irrigués ;
de mieux interagir entre partenaires : animation scientifique sur la gestion de l’eau, échanges
recherche-terrain, co-construction avec les acteurs, formation sur la gestion durable de l’eau.
Objectifs du séminaire
Ce séminaire est organisé par l’UMT Eau, dans le cadre de sa stratégie de diffusion des connaissances
et méthodes pour la gestion quantitative de l’eau. Il porte sur la problématique « efficience,
valorisation de l’eau et recherche d’économies d’eau » correspondant au volet 4 de l’action 2 de son
programme : « Analyser et modéliser le fonctionnement de l’exploitation agricole irrigante et aider
aux décisions de gestion de l’eau de l’irrigant ».
Les objectifs de l’UMT Eau, au travers de ce séminaire, sont de :



Partager au sein du partenariat de l’UMT Eau, et au-delà, l’état des attentes, des
connaissances et des initiatives des irrigants, des organismes de conseil, des entreprises, des
gestionnaires des pouvoirs publics et de la recherche dans ce domaine.
Capitaliser dans un support à définir (revue).
Identifier des trous de connaissances ou de manques d’outils qui pourraient justifier la
construction de nouveaux projets.
Le thème du séminaire « économies d’eau dans les exploitations agricoles irrigantes : enjeux et
perspectives » est riche de nombreuses questions et devrait favoriser les échanges : contexte actuel
et à venir aux plans climatiques, réglementaires et économiques, innovations technologiques et de
gestion, différents niveaux d’échelle depuis l’exploitation agricole jusqu’au territoire où se jouent le
partage de la ressource en eau actuelle et ses perspectives pour l’avenir.
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Le contexte de la gestion quantitative de l'eau et des économies d’eau
Michel TUFFERY
DRAAF MIDI-PYRENEES – DRAAF DE BASSIN ADOUR-GARONNE
1. La gestion quantitative de l’eau dans le bassin Adour-Garonne
L’irrigation agricole représente 70% des prélèvements en période d’étiage dans le bassin AdourGaronne. La consommation agricole est de l’ordre de 900 000 m3, avec une tendance à la baisse peu
marquée sur les quinze dernières années.
Il convient de noter la grande diversité des cultures bénéficiant de l’irrigation. Certes le maïs grain
constitue 57% de la sole irriguée, mais cette sole a diminué de 89 000 ha entre les deux derniers
recensements de l’agriculture (années 2000 et 2010). Des filières spécifiques, à forte valeur ajoutée
et porteuses d’emplois, sont entièrement dépendantes de la capacité à irriguer : fruits frais et
transformés, cultures légumières et semences.
La mise en œuvre de la réforme dite «des volumes prélevables» ne sera pas neutre sur l’évolution de
l’agriculture à l’échelle de bassins hydrographiques. Organismes de gestion des prélèvements et
irrigants auront des choix à faire dans un contexte moins favorable au développement de l’irrigation.
2. La mise en œuvre de la directive cadre sur l’eau et de la loi sur l’eau de 2006
Cette mise en œuvre a conduit à renforcer le volet « améliorer la gestion quantitative » du projet de
SDAGE 2016-2021. Au vu des enseignements de l’étude prospective « Garonne 2050 » et de la
manifestation du phénomène de changement climatique sur les deux dernières décennies, ce projet
introduit des mesures à prendre à court et moyen termes et sans regret. Ces mesures doivent viser
en priorité les bassins hydrographiques en déséquilibre et en déséquilibre important qui ont été mis
en évidence dans les travaux sur la détermination des volumes prélevables.
Les protocoles d’accord signés en 2011 entre la profession agricole et l’Etat sur les 3 principales
régions du bassin (Aquitaine, Midi-Pyrénées et Poitou-Charentes) ont contractualisé les modalités et
les adaptations dans la mise en œuvre de la réforme. Création de ressources complémentaires et
développement des économies d’eau y figurent en bonne place ainsi que l’implication de la
profession agricole dans la mise en place des organismes uniques et des missions qu’ils doivent
assumer: demande d’autorisation unique pluriannuelle, plan de répartition annuel entre les
préleveurs et protocole de gestion sur les bassins à gestion dérogatoire.
3. La gestion quantitative : constat et réflexions
La gestion quantitative de l’eau connait de fortes évolutions depuis plusieurs années avec une baisse
des surfaces irrigables, des évolutions dans les cultures irriguées, dans les choix et les efforts
d’investissements, mais les progrès sur l’efficience dans la gestion quantitative sont difficilement
perceptibles.
Il est aussi opportun de mentionner le fait que peu de projets de créations de ressources ont été
concrétisés depuis 2011. L’essentiel des volumes supplémentaires stockés provient de
l’aménagement de retenues existantes mais l’ensemble représente moins de 10 % du volume total
comptabilisé dans les volumes prélevables.
Pourtant, et avec la perspective du changement climatique, il convient de mettre en avant la
dimension stratégique de la création de ressources (L’enjeu va bien au-delà du contexte de
l’agriculture) et la nécessité de progresser résolument vers une gestion efficiente et économe.
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4. Les documents de cadrage et de planification européens, nationaux et de bassin au sujet des
économies d’eau en irrigation.
4.1 L’encadrement européen :
Le règlement européen sur le soutien au développement rural (n° 1305/2013 du 17 décembre 2013)
reconnait l’opportunité d’accorder « un soutien FEADER pour les investissements réalisés dans le
domaine de l’irrigation dans le but d’offrir des avantages économiques et environnementaux, pour
autant que la durabilité de l’irrigation en question soit assurée » ; ce soutien s’accompagne de
certaines obligations en matière d’économie d’eau à réaliser et des conditions supplémentaires sur
les masses d’eau en déficit quantitatif.
Par ailleurs ce même règlement propose des mesures agro-environnementales et climatiques ; les
premiers appels à projets lancés par les nouvelles autorités de gestion pour les plans de
développement rural régionaux, les Conseils régionaux, n’ont cependant fait émerger que peu
d’initiatives dans le domaine de la gestion économe de l’eau.
4.2 Le cadre national et sa traduction dans le projet de territoire :
Le plan national d’adaptation au changement climatique retient un objectif global de réduction de
20 % des prélèvements d’ici 2020 dans tous les secteurs et pour tous les usages. Plusieurs rapports
nationaux de 2013 (CESE, Député MARTIN, Evaluation de la politique de l’eau,…) tracent plusieurs
axes de progrès:
- optimiser et mieux répartir l’eau d’irrigation disponible,
- adapter l’agriculture au changement climatique avec notamment la prise de mesures dites « sans
regrets »,
- soutenir l’innovation technologique et les outils d’aide à la décision à l’échelle de territoires
d’irrigation.
L’élaboration et la finalisation d’un projet de territoire à l’échelle de sous-bassin est la condition pour
la levée du moratoire du financement par les Agences de l’eau de retenues. Au delà de la clarification
des objectifs de développement du territoire en lien avec la maitrise de la ressource en eau, ce projet
devra mobiliser tous les leviers pour réduire les besoins.
4.3 Le projet de SDAGE 2016-2021 :
Le projet qui est dans la phase de consultation, évoque des mesures « sans regrets » et notamment
la mesure C14 « Généraliser l’utilisation rationnelle et économe de l’eau et quantifier les
économies ». Cela fait référence à des notions de valorisation économique des volumes autorisés,
d’optimisation de la gestion des ouvrages, de performance des équipements, d’évolutions des
pratiques,…
4.4 Les missions des organismes uniques de gestion collective (OUGC) :
L’élaboration du plan de répartition des prélèvements, volet opérationnel de l’autorisation unique
pluriannuelle, est assurément une responsabilité importante que devra exercer l’OUGC. La
répartition devra être comprise, équitable et dynamique (au sens de la nécessaire prise en compte
de besoins nouveaux, comme l’installation de jeunes agriculteurs ou le développement de filières).
Les organismes uniques ont élaboré conformément aux engagements pris en 2011 des protocoles de
gestion pour les sous-bassins en fort déficit. Ces protocoles répondent à la volonté de concilier
économie et environnement malgré le poids du contexte ; ils doivent démontrer leur efficience et
pour ce faire proposer des objectifs pour les actions retenues et un suivi de leur réalisation. Leur
évaluation sera vraisemblablement déterminante pour l’ « après 2021 ».
5. L’exploitation agricole face à des choix :
L’irrigation, c’est de la valeur ajoutée, de la possibilité de diversification, de la sécurisation de la
production. C’est aussi une charge financière, qui intègrera de plus en plus le principe de
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récupération des coûts. De même, l’évolution de la tarification incitera à se préoccuper encore plus
des consommations et à optimiser le pilotage du système d’irrigation.
En résumé, efficience et économie de l’eau d’irrigation seront à décliner du territoire à l’exploitation.
Les enseignements apportés par les travaux de recherche - développement seront particulièrement
utiles pour réussir cette déclinaison.
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Quantifier les économies d'eau d'irrigation
Christian LONGUEVAL (CRAMP), Bernard LACROIX (ARVALIS), Jean Jacques WEBER (CACG)
Par rapport aux prélèvements des autres usages que sont l'eau potable et l'industrie, les
prélèvements d'irrigation ont la spécificité, outre leur saisonnalité, d'être très dépendants des
conditions climatiques de l'année (de l'été) et d'être très fluctuants d'une année sur l'autre.
Pour évaluer globalement les économies d'eau (qui sont définies comme des économies de
prélèvement), l'évolution des quantités d'eau d’irrigation prélevées d'année en année ne peut être
utilisée directement comme un indicateur.
Il est proposé un indicateur agroclimatique pour tenir compte des conditions climatiques de l'année
et notamment de l'été, à mettre en parallèle avec les prélèvements réels de l'année.
Par ailleurs, une approche analytique est aussi nécessaire car les économies d'eau d'irrigation
relèvent de plusieurs facteurs : pertes ou fuites dans le transport et la distribution de l'eau, pertes à
l'application par dérive ou évaporation, pertes au sol par ruissellement, drainage ou reste d'eau dans
le sol en fin de campagne. Les économies d'eau peuvent être quantifiées au niveau de la résorption
des fuites, du type de matériel utilisé et de son réglage, du pilotage de l'irrigation mais aussi par les
techniques culturales et la composition de la sole irriguée.
Il se pose également la question de l'échelle à laquelle on réalise la quantification des économies
d'eau. Si les approches présentées ci-dessus peuvent s'appliquer à l'échelle de la parcelle ou de
l'exploitation, le passage à des échelles territoriales plus étendues est plus délicat et nécessite la
connaissance d'autres données pour agréger. L'apport de la télédétection pourrait faciliter ce
passage.
En conclusion, il y a des éléments à assembler pour constituer une méthode d'évaluation
d'économies d'eau d'irrigation synthétique et complète, validée et reconnue, à l'échelle parcelle et
exploitation. Il faut également définir la méthodologie pour passer aux différentes échelles
territoriales.
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Matériel d’irrigation et économie d’eau
Sophie GENDRE (ARVALIS) – Bruno MOLLE (IRSTEA)
En 2009, la surface irriguée représentait 1.5 millions d’hectares en France. Le type de matériel le plus
utilisé est le canon-enrouleur avec 50 % des surfaces irriguées couvertes. Le canon-enrouleur est un
matériel d’irrigation pratique car il se déplace plus facilement que les autres matériels d’irrigation
utilisés, facilitant les rotations de cultures irriguées ou non. Néanmoins, il est également connu pour
sa plus grande sensibilité au vent par rapport au pivot, à la rampe, à la couverture intégrale ou
encore au goutte à goutte. La question qui se pose est la possibilité via l’utilisation de matériels
d’irrigation de plus en plus performants de réaliser des économies d’eau potentielles par rapport à
l’utilisation d’un canon-enrouleur classique pour les grandes cultures ou d’une aspersion sur
frondaison, très utilisée en arboriculture.
Plusieurs possibilités existent pour l’agriculteur : soit faire des modifications sur son installation
préexistante (adaptation de l’angle du canon pour réduire les effets du vent, utilisation de canons
programmables), soit réaliser un investissement pour changer de matériel d’irrigation (pivot, rampe,
micro-aspersion, goutte à goutte). Dans le changement de matériel d’irrigation, le goutte à goutte
enterré est aujourd’hui de plus en plus étudié pour les économies d’eau potentielles qu’il pourrait
apporter par rapport aux techniques d’irrigation plus classiques. Des essais qui sont menés par
IRSTEA sur le domaine de la Valette (34) et ARVALIS sur le site expérimental du Magneraud (17) avec
pour objectif notamment de quantifier ses économies d’eau donnent leurs premiers résultats.
L’IRSTEA observe des économies potentielles d’eau variant entre 0 % les années humides et 20 % les
années sèches. Ce gain est à mettre en face du coût d’investissement bien supérieur aux matériels
d’irrigation classiques ce qui peut constituer un frein au développement de cette technique. Pour
l’arboriculture, cette technique reste très efficace bien qu’elle ne permette pas la lutte anti-gel,
contrairement à l’irrigation sur frondaison.
Sur l’ensemble des matériels d’irrigation, les économies d’eau potentielles sont toutes comprises
entre 0 et 25 %. Ces chiffres sont à mettre en relation avec les investissements économiques à
réaliser pour obtenir ces résultats. Il est à noter que l’utilisation des différentes innovations ne
permet pas toujours de cumuler les économies d’eau potentielles, et que la meilleure des économies
est celle que l’on fait en rationalisant la conduite de l’irrigation des installations existantes.
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Conduite et pilotage de l’irrigation et économies d’eau
Bernard LACROIX (ARVALIS) – Christian LONGUEVAL (CRAMP)
Jean François LARRIEU (CA82)
En grandes cultures, les décisions que prend l’irrigant en cours de campagne concernent le bloc
d’irrigation (ensemble de positions d’arrosage irriguées par un même matériel et une même
ressource) : lancement du premier tour d’eau, lancement d’un nouveau tour d’eau en période sans
pluie, suspension de l’irrigation en cas de pluie, reprise après la pluie, décision de fin d’irrigation. Ces
décisions sont conditionnées par les choix et contraintes stratégiques (surface à irriguer et moyens
d’irrigation et ressource). Le pilotage est l’adaptation en cours de campagne de la stratégie de
conduite de l’irrigation. Différents indicateurs peuvent être combinés dans des règles de décision. En
arboriculture, les décisions sont du même type pour l’irrigation par aspersion sur frondaison. En
irrigation localisée automatisée, les adaptations en cours de campagne concernent la variation du
programme de fractionnement des apports d’eau.
En termes de consommation d’eau, la conduite de l’irrigation doit permettre d’éviter les excès d’eau
dues à des conduites d’assurance, sécuriser les conduites ajustées en volume limité et les conduites
restrictives, corriger les sous-irrigations. Les possibilités d’économies d’eau qui en résultent sont à
examiner au cas par cas et variables entre années. L’impact à l’échelle collective ou territoriale
dépend du déploiement des méthodes et des outils et de leur accompagnement.
On passe en revue les différents types d’outils et méthodes disponibles pour le pilotage : bilan
hydrique, sondes tensiométriques ou capacitives et dispositifs de télétransmission des données,
capteurs plantes, programmation pilotée par capteurs. Des aides à l’investissement dans le cadre du
PDRR FEADER sont en cours de négociation.
On donne des exemples de déploiement de ces méthodes et outils en essayant d’estimer des ordres
de grandeur d’économies d’eau possibles : bulletins conseil irrigation des Chambre d’Agriculture qui
délivrent un conseil collectif, Irré-LIS® accompagnement individualisé des irrigants par un technicien,
Irriportail qui favorise les échanges entre irrigants et gestionnaire de la ressource. Au-delà de
l’utilisation dans le temps réel de la campagne d’irrigation, plusieurs méthodes permettent d’établir
un bilan de fin de campagne et un retour d’expérience individuel ou collectif.
Les perspectives portent sur la généralisation des bilans hydriques sur les différentes espèces
irrigables, la mise au point de nouveaux capteurs de mesure de l’état hydrique du sol, une meilleure
estimation des réserves en eau des sols (RU et RFU), la mise au point de stratégies de conduite de
l’irrigation en volume limité, l’amélioration de la spatialisation des données météo, l’utilisation de la
télédétection satellite et par drones.
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Quels impacts des itinéraires techniques sur les besoins en eau
et la production du maïs et du tournesol ? Une approche par modélisation
Magali WILLAUME (Université de Toulouse, INP-ENSAT)
Julie CONSTANTIN et Philippe DEBAEKE (INRA, UMR AGIR)
La conception de systèmes de culture économes en eau d’irrigation, moins sensibles à la sécheresse
et valorisant mieux les ressources en eau concerne un nombre croissant d’exploitations agricoles en
France. De multiples compromis sont à trouver à l’échelle de l’itinéraire technique, de la succession
de cultures et de l’assolement, par la mobilisation des leviers agronomiques et génétiques face à une
ressource en eau plus limitée et plus incertaine. Nous nous intéresserons ici aux possibilités
d’esquive et de rationnement permises par la gestion du couvert (contrôle du cycle cultural et de la
densité de végétation) en conditions sèches et irriguées : quelles sont les marges de manœuvre
possibles ? Quelles économies d’eau d’irrigation sont attendues ?
La stratégie d’esquive agronomique consiste à décaler les stades phénologiques les plus sensibles au
déficit hydrique (souvent la floraison) par le choix de variétés précoces ou de semis anticipés. Par la
densité de peuplement et la fertilisation azotée, il est possible de piloter le développement de la
surface foliaire dans le sens d’une réduction de la transpiration pendant la période végétative afin de
reporter l’eau non consommée vers la phase de remplissage. On parle ainsi de rationnement
végétatif (ou d’évitement). C’est particulièrement vrai dans les situations où l’eau est abondante
dans la première partie du cycle et déficitaire dès la floraison. Dans le même temps, une fermeture
rapide du couvert peut être recherchée pour réduire l’évaporation du sol et contrôler les adventices,
stratégie qui passe par l’utilisation de variétés à croissance précoce, mais aussi par des inter rangs
étroits, des densités de peuplements élevées, une fertilisation azotée suffisante.
Du fait de la complexité de ces effets, de leur forte interaction avec le climat et la réserve en eau du
sol, seuls les modèles de simulation dynamique représentant avec réalisme les processus en jeu et
prenant en compte la variabilité climatique et l’intensité des contraintes, permettent d’évaluer les
stratégies agronomiques d’adaptation pour une gamme large de conditions (sol, climat, conduite)
actuelles et futures.
Pour illustrer cette approche et apporter quelques éléments d’évaluation de ces stratégies
agronomiques, nous avons conçu un plan d’expérience numérique pour 2 cultures (maïs, tournesol)
dans 8 pédoclimats (2 profondeurs de sol x 4 climats : Ile-de-France, Poitou-Charentes, MidiPyrénées, Provence-Alpes-Côte d'Azur) sur une série climatique de 20 ans. Pour chaque situation, de
multiples itinéraires techniques ont été simulés par le modèle STICS (2 ou 4 stratégies d’irrigation x 3
dates de semis x 2 ou 3 précocités variétales x 2 densités de peuplement x 2 doses d’azote) afin
d’explorer la gamme des possibles. Les résultats présentés sont une 1ère analyse se focalisant
principalement sur le maïs.
Les marges de manœuvre les plus fortes sont fournies par la variété et la date de semis, puis par le
contrôle de la densité et de la fertilisation azotée. Les interactions entre les différentes pratiques
testées sont les plus significatives dans les milieux les plus contraignants sur le plan hydrique. Dans le
cas d’Auzeville (Midi-Pyrénées), les variétés de maïs très tardives et demi tardives, semées tôt,
donnent de meilleurs rendements en sec et en irrigué. Le maïs irrigué à l’ETM valorisera bien une
fertilisation N ou une densité supérieure, mais ce ne sera plus le cas sur une irrigation concentrée sur
la fin de cycle (>15/07). En sec, les densités faibles obtiennent de meilleurs résultats. En tournesol
sans irrigation, on peut mettre en évidence l’intérêt d’une variété précoce semée tôt en sol
superficiel.
Il est à noter que les meilleurs itinéraires varient en fonction du niveau de la contrainte hydrique
(sites, types de sol, année). Même si certains itinéraires techniques permettent plus fréquemment de
meilleurs rendements, il n’est pas possible de choisir un seul itinéraire technique qui serait optimal
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sur l’ensemble de la série climatique : des ajustements en cours de campagne ou un panier
d’itinéraires techniques diversifiés (notamment le choix variétal) peuvent être des pistes à explorer.
Mots Clés : maïs, tournesol, esquive, rationnement, modèle, date de semis, précocité, densité de
semis, stratégie d’irrigation.
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Que peut-on attendre de l'amélioration génétique des plantes ?
François TARDIEU (INRA LEPSE)
La transpiration est essentielle à la vie des plantes pour maintenir la photosynthèse, mais aussi pour
rafraîchir les feuilles qui, sans transpiration, atteindraient des températures létales. Elle représente
chaque jour de 20 à 200% du contenu en eau de la plante (contre 1-2% chez l’homme) et peut varier
de 1 à 5 entre jours. Les besoins en eau des plantes dépendent des conditions climatiques, en
particulier rayonnement solaire, sécheresse de l'air et vent. Ils dépendent aussi de la surface foliaire
et de l'état de celle-ci. En première analyse, les besoins en eau de toutes les espèces sont proches
pour un climat et une surface foliaire donnés. Les différences entre espèces tiennent à la durée et à
la position du cycle végétatif. Il n'existe donc pas de "degré de liberté" pour réduire les besoins en
eau des cultures par la génétique.
Cependant, un progrès génétique existe pour la production agricole en sécheresse modérée. Chez le
maïs, un progrès génétique d'environ 80 Kg de rendement par ha et par an a eu lieu depuis les
années 1950, similaire au progrès en conditions irriguées. De plus, une large variabilité génétique
existe sur la réponse des plantes à la sécheresse, ce qui permettra la poursuite de ce progrès.
- Les feuilles portent des milliers d’ouvertures submillimétriques, les stomates, qui se ferment quand
la plante est en déficit hydrique. Ces stomates permettent aussi l’entrée de gaz carbonique pour la
photosynthèse. Il s’agit donc d’un échange "eau contre carbone", avec des stratégies soit
dépensières (favorisant la croissance au prix d’un risque de stress hydrique), soit conservatrices
(favorisant la survie au dépens de la croissance). La sélection agricole a pour l'essentiel favorisé des
stratégies plus dépensières, permettant une plus grande accumulation de biomasse en situations de
sécheresse modérée.
- La croissance des feuilles et des organes reproducteurs est ralentie par la sécheresse, mais de façon
inégale. La croissance foliaire cesse chez certains génotypes dans des sols encore relativement
humides, et continue chez d'autres dans des sols plus secs. Maintenir la croissance permet de
favoriser l'accumulation de biomasse, mais augmente aussi la transpiration et donc le risque de
stress en cas de déficit sévère et prolongé. Un progrès génétique sur le maintien de la croissance est
possible grâce à la grande variabilité génétique existant chez plusieurs espèces.
- L’avortement après la floraison est une des causes majeures de perte de rendement, avec une forte
variabilité génétique. Il est en soi un mécanisme adaptatif permettant de produire des grains moins
nombreux mais viables en cas de conditions défavorables. Un fort avortement est souvent considéré
comme favorable par les agriculteurs en milieux très secs (Australie), et défavorable en milieux
modérément secs (France). Il existe probablement une "réserve" d'amélioration génétique via une
réduction de l'avortement.
- Un système racinaire développé permet une meilleure absorption d'eau mais a pour inconvénient
un coût en carbone qui peut compromettre le développement d'autres organes (en particulier les
grains). Des progrès considérables de tolérance à la sécheresse ont été obtenus par amélioration du
système racinaire chez des espèces à enracinement faibles comme le riz. Ce n'est pas le cas général
chez d'autres espèces agronomiques.
C’est donc en termes d’optimisation entre des processus largement contradictoires que se pose
l’amélioration des plantes en conditions sèches. Des marges considérables de progrès génétique
existent pour le rendement en conditions modérément sèches, en adaptant mieux la stratégie des
génotypes par rapport à la fréquence de scénarios de sécheresse dans une région donnée. Mais le
progrès génétique ne permettra jamais une production importante en situation de sécheresse
intense.
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Diagnostic gestion de l’eau à l’échelle de l’exploitation agricole
Sophie GENDRE (ARVALIS) – Jacques GEORGES (CA31) – Marc FOURCADE (CA65)
Des solutions pour permettre d’apporter l’eau au plus juste des besoins de la plante existent, que ce
soit en terme de matériel d’irrigation, de pilotage de l’irrigation ou encore d’itinéraires techniques
adaptés. La question qui se pose ici est de proposer ces solutions sur le terrain en adéquation avec la
réalité de l’installation de l’agriculteur. Il est important de connaître son installation et ses
contraintes pour proposer une ou plusieurs solutions adéquates dans son contexte.
L’objectif est d’évaluer la performance des installations d’irrigation sur le terrain et de proposer des
solutions d’amélioration concrètes et réalisables en terme économique aux agriculteurs.
Deux approches sont étudiées. La première a été développée dans le cadre du volet irrigation du
projet EDEN (Du capteur à l’indicateur : les Entrepôts de Données spatiales au service de l’évaluation
des performances ENergétiques des entreprises agricoles). L’entrée de ce diagnostic est la
consommation énergétique de l’installation d’irrigation mais un volet porte exclusivement sur la
consommation en eau de l’agriculteur sur l’année de réalisation du diagnostic et son utilisation. Une
évaluation sur la dose totale apportée par l’agriculteur est menée. 3 doses sont comparées :



Dose « agriculteur » : dose que l’agriculteur a voulu mettre
Dose « compteur » : dose calculée à partir du relevé compteur eau
Dose « optimale » : dose calculée avec prise en compte du type de sol, du climat de l’année,
de la culture (variété, date de semis)
La dose « optimale » est calculée a posteriori et permet une discussion avec l’agriculteur sur les choix
qu’il a réalisés au cours de la campagne. La comparaison entre la dose « agriculteur » et la dose
« compteur » permet de proposer un conseil sur le réglage de la dose. Ce conseil est associé avec un
calcul de gain potentiel en terme économique. La comparaison entre la dose « compteur » et la dose
« optimale » valide un conseil sur les possibilités de suivi de l’irrigation (bulletin irrigation, bilan
hydrique, sondes de mesure). Ce conseil est enrichi avec une approche économique. Un bilan
hydrique est également réalisé ce qui permet d’analyser la conduite de l’irrigation de l’agriculteur
(période d’irrigation, stratégie…).
La deuxième approche de diagnostic gestion de l’eau présentée est une analyse de la dose unitaire.
Elle se base sur la comparaison entre 3 débits :
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Débit « agriculteur » : débit déclaré par l’agriculteur
Débit « compteur » : débit à partir de relevés compteurs
Débit « DUS » : débit mesuré au débitmètre à ultrasons
Une analyse est conduite sur les différences potentielles entre les 3 débits. Des doses unitaires sont
ensuite calculées et comparées à partir de ces trois débits. Cela permet de donner un conseil sur le
réglage du matériel d’irrigation, sur la nécessité de changer le compteur ou encore sur les pertes
économiques liées à un décalage entre la dose agriculteur et la dose débitmètre à ultrasons. La
remise du diagnostic au champ, en suivant, permet une bonne réactivité de l’irrigant.
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La première méthode que nous appellerons « diagnostic énergie » est un prototype qui est en cours
de validation et devrait être opérationnelle en 2016. La deuxième méthode que nous appellerons
« diagnostic dose » est actuellement pratiquée sur le terrain. Il est difficile d’estimer quelle économie
d’eau peuvent permettre ces méthodes car ce travail est réalisé au cas par cas, et les économies
potentielles diffèrent d’une installation à l’autre. Néanmoins, la multiplication de ces actions
permettrait d’avoir une meilleure visibilité sur les possibilités d’une économie d’eau à une échelle
plus large que l’exploitation agricole.
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Démarches collectives et territoriales :
Programme de Gestion Collective de l’Eau (PGCE) de l’ARRATS 2011-2014
et approche par télédétection
Jean-Jacques WEBER (CACG) – Marjorie BATTUDE (CESBIO)
Après une présentation rapide du bassin versant de l’Arrats, on présentera, dans une première
partie, le programme d’actions menées dans le cadre du PGCE de l’Arrats (opération co-financée par
l’Agence de l’Eau Adour Garonne et la région Midi-Pyrénées) conçu pour optimiser la gestion
quantitative de l’eau sur ce bassin versant.
L’Arrats, rivière du système Neste, bénéficie à ce titre d’une gestion qu’on peut qualifier de
vertueuse. Elle a été choisie, pour faire l’objet de ce programme pilote, car elle présente les
caractéristiques de gestion les plus tendues au sein du système Neste.
En 2011, un diagnostic d’ensemble du bassin versant de l’Arrats a débouché sur un programme de 10
actions menées en 2012, 2013 et 2014. Ces actions peuvent être considérées comme référentes, et
pourront être étendues à d’autres bassins versants. Elles se déclinent à 3 niveaux :
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« la parcelle », qui concerne l’irrigant. On présentera les diagnostics de 60 installations de
surface, menés sur 3 collectifs de type ASA.
« le collectif d’irrigants ». On présentera le bilan hydrique collectif prévisionnel avec
détermination des surfaces irriguées par télédétection, les indicateurs d’économie d’eau
définis sur l’ensemble des collectifs, le suivi des 10 stations de pompage des collectifs
équipés de télétransmissions.
« le gestionnaire de la ressource », on présentera la méthode d’anticipation des lachûres par
mise en relation des irrigants avec le gestionnaire, et la reconstitution des débits moyens
journaliers qui vont permettre d’optimiser la gestion, grâce à la mise en œuvre
d’équipements en télérelève pour les 150 irrigants individuels en plus des équipements
réalisés pour les collectifs.
On terminera par l’intérêt de la tarification binôme pour les économies d’eau, et les avancées
attendues dans ce domaine avec la mise en œuvre de nouveaux débitmètres, très précis et dotés
de relevés télétransmis à un coût accessible, permettant d’accéder à une évaluation de la
consommation précise, le suivi des rendements primaires pour les collectifs et celui des débits
instantanés sur les rivières pour le gestionnaire.
Dans une seconde partie, on s’intéressera plus particulièrement aux potentialités de l’imagerie
satellitaire optique pour une meilleure gestion quantitative de l’eau sur le bassin versant :
Surfaces irriguées : la télédétection permettra en premier lieu de définir un masque des cultures
d’été et les surfaces à irriguer assez tôt dans la saison. La méthode est testée sur les ASA, avec
l’objectif de la transférer sur tout le bassin versant.
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Cycles des cultures : l’élaboration de cartes des dates de levée « satellite » permettra d’affiner la
connaissance des cycles des cultures et d’anticiper la demande en eau d’irrigation sur le bassin
versant.
Perspective « bilan hydrique collectif » : on présentera les premiers résultats de la calibration du
modèle SAFYE sur la parcelle expérimentale du CESBIO.
Les méthodes, actuellement en cours de développement, devraient à terme contribuer à aider le
gestionnaire de la ressource.
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Enjeux économiques
Sylvain MARSAC et Benoît PAGES (ARVALIS)
L’économie en volume d’eau d’irrigation se calcule aussi en économie de charges, potentiellement
croissantes avec l’augmentation du coût de l’énergie. Les décisions techniques visant à réduire la
consommation d’eau d’irrigation concernent les matériels d’apport, le pilotage de l’irrigation ou la
conduite même de la culture. Ainsi, des économies d’un à deux tours d’eau maximum seraient
envisageables avec l’adaptation des matériels ou le pilotage de l’irrigation soit environ 34 €/ha pour
la consommation médiane d’un maïs irrigué en vallée de Garonne (0.07 €/m3). Mais l’analyse de ces
enjeux doit inclure le coût de fonctionnement ou surcoût d’investissement des dispositifs ou
méthodes d’économie mis en œuvre. Ces coûts sont encore très élevés et réduisent l’intérêt de
certaines techniques. Si ces technologies génèrent quelques leviers, elles ne sont pas pour autant
additives. A l’échelle d’un collectif d’irrigants, ces adaptations présentent des enjeux non
négligeables.
L’adaptation du système de culture est aussi une source d’économie potentielle d’eau d’irrigation.
Ces économies d’eau d’irrigation présentent des impacts potentiels à plusieurs niveaux. Sur un cas
d’étude en Poitou-Charentes une baisse de productivité, une diminution des charges ou une plus
forte sensibilité aux aléas climatiques et de marché ont été évaluées. Quelques adaptations du
système de culture permettent de réduire ces aléas selon les objectifs des agriculteurs, mais les
résultats économiques moyens sont impactés. Une meilleure connaissance de la disponibilité de la
ressource et une anticipation des restrictions seraient un moyen de faciliter ces adaptations et de
limiter leur impact économique (Reynaud, 2008).
Mais de nombreuses questions restent à travailler pour mieux anticiper la disponibilité de la
ressource. Le coût d’intérêt doit être intégré dans la mise au point de matériels et des technologies
d’économie d’eau innovantes. Enfin, quelle combinaison de technique de culture et de matériels
mettre en œuvre pour maximiser les économies sans augmenter les risques pour les agriculteurs ?
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COMITE D’ORGANISATION
Bernard LACROIX
ARVALIS - Institut du végétal
Christian LONGUEVAL
Chambre Régionale d’Agriculture Midi-Pyrénées
Valérie DEMAREZ
UMR CESBIO
Luc CHAMPOLIVIER
CETIOM
Delphine LEENHARDT
INRA UMR AGIR
Jean-Jacques WEBER
Compagnie d’Aménagement des Coteaux de Gascogne