Academic literature on the topic 'Irrigation en goutte-À-Goutte enterré'

La maîtrise du transfert de nitrates sous les systèmes irrigués est un objectif primordial dans l’agriculture moderne. Celle-ci exige la recherche, surtout en plein champ, de conduire une stratégie optimale de fertigation. Dans ce but, un protocole expérimental sur une parcelle de 2 ha a été mis en oeuvre pour analyser le devenir de l’’azote sous différents scénarios d’irrigation et de fertilisation d’une culture de maïs. Dans l’articulation de ce travail, et pour pouvoir étudier la dynamique de l’azote en systèmes irrigués, nous avons tout d’abord réussi à définir et clarifier la relation ambigüe entre la méthode d’irrigation (irrigation gravitaire, par aspersion ASP, en goutte à goutte de surface GGS ou enterré GGE) et les différentes transformations de l’azote (Fixation, Minéralisation, Immobilisation, Nitrification, Dénitrification et Volatilisation). Cette relation, peu claire et non traitée dans d’autres études similaires, a été étudiée en mettant l’accent sur l’effet de certains facteurs, comme par exemple, l’humidité de sol et sa température, sur l’activité microbienne et donc sur les différentes transformations de l’azote (comme la minéralisation) et ce en mettant en avant la relation directe ou indirecte avec les méthodes d’irrigation. Une différence significative a été observée pour la minéralisation in situ entre les traitements sans aucun apport d’engrais menés sous les deux méthodes d’irrigation GGE et ASP. Une méthode manuelle d’analyse a été ensuite mise au point et validée pour déterminer la concentration en azote dans les échantillons de sol prélevés dans le cadre de ce travail. Cette méthode peu onéreuse pourrait être profitable aux agriculteurs. Les données issues de l’ensemble des traitements ont été utilisées pour modéliser les flux hydriques et azotés à l’aide de modèle HYDRUS-2D pour les systèmes par aspersion et en goutte à goutte enterré. L’analyse de sensibilité aux paramètres liés au transfert de nitrates du modèle de transfert a permis d’estimer la dynamique azotée pour d’autres contextes hydro-pédo-climatiques plus complexes. En conclusion, la présente thèse a permis d’améliorer la connaissance du fonctionnement de la fertigation en irrigation goutte à goutte enterré par comparaison avec l’aspersion, en milieu méditerranéen, en vue d’une diminution des entrants agrochimiques dans un contexte d’économie de la ressource en eau<br>The main goal in modern agriculture is the control of nitrogen fluxes in agricultural soils under the irrigation techniques. This objective requires a lot of research, especially in the field, to escort an optimal strategy of fertigation. For this purpose, an experimental protocol has been applied to follow the soil nitrogen fate for various irrigation and fertilization scenarios, during two intensive field campaigns in maize plots. In the articulation of our work, and to be able to examine the nitrogen dynamics in unsaturated agricultural soils under irrigated systems, we succeeded firstly to determine and clarify the ambiguous relation between the irrigation techniques (flood irrigation, sprinkler irrigation, surface and subsurface drip irrigation) and the different nitrogen transformations (Fixation, Mineralization, Immobilization, Nitrification, Denitrification and Volatilization) in agricultural contexts. This relationship, which is unclear and untreated in other similar studies, has been reviewed by studying the impact of certain factors, such as soil moisture and soil temperature under different irrigation techniques, on microbial soil activity and therefore on the nitrogen transformations (such as mineralization). A significant difference of mineralization was observed in maize plots with no fertilizer application treatment between sprinkler irrigation and subsurface drip irrigation. The experimental data collected have been used to analyze the water and nitrogen fluxes for various initial conditions and fertilisation strategies under sprinkler and subsurface drip irrigation by using the HYDRUS-2D model. Analyzing the sensitivity of nitrogen fluxes parameters using HYDRUS-2D allowed to estimate the nitrogen dynamics under more complex agro-pedoclimatic contexts. In conclusion, the present study allowed to improve the fertilization knowledge under both the sprinkler and subsurface drip irrigation in a Mediterranean environment

En raison de la compétition grandissante pour l’utilisation des ressources limitées en eau de surface entre les secteurs domestique, industriel, commercial et agricole, le développement de pratiques d’irrigation visant à rationaliser l’utilisation de l’eau revêt une importance capitale. Le fraisier à jour neutre est une culture considérée exigeante en eau et en fertilisants. Cette culture est majoritairement irriguée à l’aide de systèmes goutte-à-goutte, systèmes pour lesquels la régie de l’irrigation requiert un niveau de compétence élevé et une attention constante, sans quoi les risques de diminution de productivité et de perte d’eau sous la zone racinaire sont importants. L’objectif de cette étude est la détermination des paramètres optimaux de configuration et de régie de l’irrigation goutte-à-goutte du fraiser par une approche expérimentale et par modélisation numérique. Le premier volet de cette étude présente des expériences à grande échelle réalisées sur des sites présentant des conditions culturales, des climats et des types de sol contrastants. L’objectif de ces expériences était la détermination de seuils de déclenchement de l’irrigation basés sur la mesure du potentiel matriciel pour optimiser le rendement ainsi que l’efficacité d’utilisation de l’eau d’irrigation. Ces expériences ont été réalisées selon des dispositifs en blocs complets aléatoires sur quatre sites. Deux sites étaient localisés au Québec et deux en Californie. Pour les sites du Québec, il a été démontré que l’influence du seuil d’irrigation sur les rendements était limitée, mais que la régie basée sur le potentiel matriciel permettait de diminuer le lessivage sous la zone racinaire. Pour chacun des sites de Californie, des seuils d’irrigation permettant d’obtenir le meilleur compromis entre le rendement et l’efficacité d’utilisation de l’eau ont été déterminés. L’ensemble de ces expériences suggère qu’un seuil de déclenchement de l’irrigation de -10 kPa soit adapté à la majorité des conditions culturales. Le second volet de cette étude explore simultanément les effets de l’échelle de gestion de l’irrigation et de la méthode d’application de l’eau sur le rendement et l’efficacité d’utilisation de l’eau. Cette expérience a été réalisée au Québec, pour un loam limono-argileux présentant une proportion élevée de fragments rocheux. Les résultats obtenus ont permis de démontrer que la variabilité des propriétés du sol du site à l’étude ne présentait pas de structure spatiale permettant l’établissement de zones pour lesquelles une régie locale de<br>Because of the growing competition for limited water resources between the domestic, industrial, commercial and agricultural sectors, the development of water-efficient irrigation practices is very important. Day-neutral strawberry is considered a crop with high water and fertilizers requirements. This culture is mainly irrigated with sub-surface drip irrigation systems for which irrigation management requires a high skill level and a constant attention. Otherwise, the risks of productivity losses and deep percolation of water are substantial. The objective of this study is the determination of optimal drip-irrigation system configuration and management parameters for strawberry production through experimental and numerical modelling approaches. The first part of this study describes production-scale experiments conducted at sites with contrasting cropping systems, climatic conditions and soil types. The main objective was the determination of optimal matric potential-based irrigation initiation thresholds with respect to crop productivity and water use efficiency. Randomized complete blok experiments were conducted at four sites. Two sites, (one silty-clay loam and one clay loam) were in the Province of Québec, Canada and two (one sandy loam and one clay loam) in California, USA. For the first sites, the effects on yield and water use efficiency of the irrigation thresholds were limited but matric potential-based management resulted in a reduction of deep percolation. For the Californian sites, the results showed that a threshold in the -15 to -10 kPa range lead to significant increases in crop yield and water use efficiency. Altogether, it was shown that an irrigation initiation threshold of -10 kPa was a suitable value for most soils and climatic conditions. The second part of this study simultaneously explored the effects of irrigation management scale and water application method on crop yield and water use efficiency. A field experiment was conducted in the Province of Québec; the soil type was a silty-clay loam with an important proportion of coarse rock fragments. The results showed that the soil hydraulic properties did not present any structured spatial patterns that could be used to delineate irrigation management zones. Physically based calculations of a critical matric potential in the root zone allowed to evaluate the magnitude of the differences in soil hydraulic properties required to justify a site-specific irrigation. The significant positive impact of a pulsed water application on crop yield and water use efficiency was also demonstrated. For the third part of this study, an approach allowing the simultaneous optimization of drip-irrigation system design and management parameters for strawberry production in a coarse soil was developed. A numerical model was used to predict the impacts of design and management parameters on 1) root uptake efficiency 2) applied irrigation water and 3) percolation below the root zone. The model was calibrated and validated with field observations of the root zone soil water potential. A sensitivity analysis allowed to evaluate the relative impacts of design and management parameters on single model outputs and on an optimization criterion calculated from multiple outputs. The results showed that the selection of an adapted application rate and irrigation duration had much more influence on model outputs than the irrigation threshold. Model predictions were used to identify optimal scenarios for the studied site and assess the potential of an alternate system configuration. The approached presented could be adapted to other cropping systems.

Les propriétés hydrodynamiques du sol jouent un rôle essentiel dans le transfert d’eau en micro-irrigation. Les objectifs de cette thèse sont d’évaluer l’évolution spatio-temporelle des paramètres hydrodynamiques de parcelles irriguées en goutte à goutte, GàG, et d’analyser leurs impacts sur le transfert d’eau au moyen de la modélisation. Les paramètres hydrodynamiques, déterminés à l’aide de la méthode Beerkan, évoluent tout au long du cycle cultural sous l’effet de l’irrigation et de la croissance racinaire. L’analyse géostatistique a permis de vérifier la stabilité de la structure spatiale de ces paramètres, indépendante de la méthode d’infiltration et dépendante de la méthode de calcul. La modélisation analytique et numérique ont indiqué que l’impact de ces deux variabilités sur l’évolution des profils d’humidité, est négligeable dans notre contexte agro-pédoclimatique. Le rôle hydrodynamique du sol semble ainsi limité à un simple facteur d’échange entre le goutteur et les racines<br>Soil water flows under drip irrigation are heavily reliant on soil hydraulic properties. The main objectives of this thesis are to assess the spatio-temporal change in soil hydraulic properties on drip-irrigated fields, and to analyze their impacts on the water flow through modelling. Soil hydraulic properties, determined by the Beerkan method, underwent changes during the drip-irrigated cropping cycle. These changes were defined as irrigation effects and root growth. A geostatistical analysis was used to examine the stability of the spatial structure of soil hydraulic properties, independent of the infiltration method but dependent on the method of soil hydraulic parameterization. The analytical and numerical simulations show that spatio-temporal changes in topsoil hydraulic properties has no significant effect on soil moisture distribution under our agro-pedo-climatic conditions. The role of soil seems limited to that of a simple exchange factor between the emitters and the roots

(. . . ) les resultats de la culture en sol ont montre que le dispositif d'irrigation automatique commande par tensiometrie peut etre utilise avec profit. Trois niveaux de tension (7, 15 et 26 c. Bar) ont ete compares. La teneur en eau relative des feuilles, l'alimentation en n et p et le poids moyen du fruit sont reduits pour les tensions superieures a 7 c. Bar. Cependant, une reduction de l'apport d'eau de 22% (26 c. Bar) n'entraine pas de diminution du rendement par rapport au temoin (7 c. Bar) (. . . )

Promue comme la technique d'irrigation en théorie la plus efficiente, et mise à contribution pour régler les grandes crises d'eau, le goutte à goutte se diffuse très rapidement de par le monde. La perspective d'une technique étudiée en station expérimentale, sans utilisateurs, et en définitive idéalisée, nous a d'emblée interpellé. Rejetant une vision normative du goutte à goutte (ce qu'il devrait être/faire), nous l'avons étudié en pratique, en interactions avec une multitude d'acteurs (ce qu'est le goutte à goutte et ce qu'il fait et pour qui). Notre objectif est d'analyser comment la pratique de cette innovation technique a changé la technologie et les trajectoires socioprofessionnelles des acteurs, et l'impact sur les efficiences d'irrigation. Nous montrons comment les acteurs locaux ont pris le contrôle de l'innovation, et des responsabilités dans des domaines que l'on pensait réservés aux ingénieurs dans la production, l'utilisation et la diffusion de l'innovation. Ces initiatives locales croisent et renforcent les programmes étatiques de développement du goutte à goutte. La technologie a séduit un grand nombre d'acteurs non-conventionnels qui ont changé la technologie, mais ont changé aussi eux-mêmes. La diffusion réussie du goutte à goutte assure leur promotion socioprofessionnelle, et à leur tour ils vont attirer d'autres utilisateurs dans le monde du goutte à goutte. C'est là où se résume la force du goutte à goutte comme objet technique autour duquel de puissants réseaux sociotechniques se sont construits. Le bricolage a permis la conception de systèmes plus adaptés aux conditions locales, mais aussi un apprentissage de la technique pour apprivoiser le changement. D'une technologie importée accessible à une minorité de grands agriculteurs, une pluralité de systèmes de goutte à goutte de proximité sont désormais accessibles au plus grand nombre. Enfin, les performances d'irrigation de ces systèmes sont hétérogènes, certains agriculteurs irriguant 3-4 fois plus que les volumes nécessaires aux besoins de la culture. Ces performances peuvent être expliquées par des pratiques d'irrigation favorisant le confort hydrique de la plante, traduisant ainsi les logiques des acteurs. Aujourd'hui, « l'économie d'eau » est un objectif irréalisable, qui n'est prioritaire pour aucun des acteurs, y compris l'Etat-promoteur. Nous concluons qu'il serait intéressant de mobiliser les acteurs non-conventionnels pour en faire des alliés pour intégrer le concept d'économie d'eau sur le terrain auprès des utilisateurs<br>Abstract Promoted as the most efficient irrigation technology, able to contribute to solving the major current water crises, drip irrigation spreads quickly throughout the world. The perspective of an idealized technology with a theoretical efficiency studied in experimental stations without users struck us immediately. Rejecting a normative view of drip irrigation (what it should be/do), we studied it in practice, interacting with a multitude of actors focusing on what it does and for whom. Our objective is to analyse how the practice of this technical innovation has changed the technology and the socio-professional pathways of different actors involved in drip irrigation, and analyse the impact on actual irrigation efficiencies. We show how local actors took control of the innovation taking responsibility in spheres once thought reserved for engineers in the production, use and dissemination of innovation. These local initiatives crossed and strengthened state development programs promoting drip irrigation. The technology attracted a large number of non-conventional actors who changed the technology, but also changed themselves. The successful diffusion of drip irrigation ensures their socio-professional promotion, and they in turn will attract more users to the world of drip irrigation. This constitutes the strength of drip irrigation, which is a technical object around which powerful socio-technical networks were built. Bricolage helped design systems better suited to local conditions, but was also a learning process to incorporate change. From an imported technology accessible to a minority of large farmers, a plurality of drip systems is now accessible for a wide diversity of farmers. Finally, the performance of irrigation systems is heterogeneous, some farmers irrigating 3-4 times the volume necessary for crop water requirements. This performance can be explained by irrigation practices favouring a water comfort to crops, reflecting the logic of the actors. Today, "water saving" is an unattainable goal, as it is not a priority for any of the actors, including the state. We conclude that it would be interesting to engage non-conventional actors as allies in order to promote the concept of water saving on the field with users

Devant l'inadequation aux besoins des agriculteurs des moyens d'aide au pilotage des irrigations existants, un systeme expert a ete developpe. Ce systeme permet d'elaborer des strategies d'irrigation qui prennent en compte le contexte technico-economique de l'exploitation et permettent une verification de l'adaptation objectif-moyens en diminuant les besoins de point. Ce systeme est concu pour fonctionner sur micro-ordinateur ou sur serveur videotex (minitel). La methode d'elaboration de ce systeme a consiste a interviewer un expert, a formaliser la connaissance recueillie et a la coder dans un langage dit d'intelligence artificielle. Les connaissances mises en uvre dans le domaine des strategies et du pilotage des irrigations sont de plusieurs types. Les formalismes de representation les plus adaptes peuvent donc, etre differents: formalisme oriente objet pour les objets manipules; programmation logique pour les etapes de diagnostic; algorithmique pour l'elaboration des strategies et la modelisation du bilan hydrique. Ces differents types de connaissances justifient l'utilisation d'un outil permettant la mise en uvre des differents modes de representation qui leur sont le plus adapte. C'est le cas du langage que nous avons choisi (spiral). Le prototype ainsi obtenu a fait l'objet d'essais sur des parcelles de pommiers irrigues par mini-diffuseurs. Le pilotage effectue permet une economie d'eau par rapport a la pratique de l'agriculteur sans pour autant stresser la culture. Ce resultat est encourageant, mais il faut le considerer avec prudence: en effet, il depend du choix des parametres d'entree. Ce qui nous conduit a proposer un calage periodique du modele par des mesures in situ

Sur un verger de cerisiers, nous avons etudie, pendant une periode de huit annees (1983-1990), comment le mode de pilotage tensiometrique de l'irrigation goutte-a-goutte (methode scp) permet d'integrer la contribution du sol (cs) a l'alimentation hydrique de la culture, alors que, par ailleurs, aucune methode d'estimation de cette cs et de sa variabilite inter- et intra-annuelle n'existait a l'usage de la pratique agricole. Apres avoir caracterise la zone sous influence du goutteur, nous avons pu etablir que l'ensemble du sol environnant contribuait a raison de 2000 a 2500 m#3 par ha et par an a l'alimentation, valeur qui a ete reliee a la pluie hivernale. Nous avons montre que le pilotage realise prenait en compte la diminution de la cs au cours de la saison vegetative. Quelques experimentations de courte duree, utilisant des mesures de microvariations de diametre des branches (appareil pepista) et de flux de seve dans le tronc ont permis d'integrer les reponses physiologiques de la culture

Une mauvaise connaissance des propriétés des sols et de leur fonctionnement peut avoir de nombreuses conséquences néfastes sur le rendement et la qualité des récoltes, sur la dégradation des sols et sur une pollution de l'environnement. En raison de l'importance des pratiques agricoles, notre étude s'est focalisée sur leur impact sur la qualité et la santé des sols. La recherche s'est effectuée de novembre 2003 à octobre 2007 sur des vergers de pommiers implantés sur des collines dans le nord-est de la Slovénie. Deux pratiques agricoles fréquentes dans cette région ont été suivies : (i) une irrigation localisée au goutte à goutte sur des Calcaric Cambisol (CALCOSOL) développés sur marnes, et ses effets sur la stabilité structurale des sols et leur biomasse microbienne à la Station expérimentale de Gačnik et (ii) la combinaison d'un engrais organique (Compo guano) et d'un amendement calcaire dans un verger conduit en agriculture biologique à Pohorski dvor sur un District Cambisol (ALOCRISOL) développé sur schistes. La présence de microbes pathogènes fécaux dans le sol, dus à l'irrigation ou à l'apport d'engrais organiques animaux a aussi été recherchée sur les deux sites. Le régime hydrique du sol a été suivi durant deux étés par des relevés tensiométriques hebdomadaires sur les deux sites. A la station expérimentale de Gačnik, un rang irrigué a été comparé à un rang non irrigué. La teneur en matière organique totale, son fractionnement granulométrique et la signature isotopique des différentes fractions permettant de discuter de leur origine et leur turn over ont été mesurés. La biomasse microbienne et son activité ont été caractérisées au printemps et à l'automne en 2004 et 2005. La stabilité structurale a été mesurée selon la méthode de Bartoli à l'automne 2004 et au printemps 2005. Sur le verger conduit en agriculture biologique à Pohorski dvor seul le pH et les paramètres microbiologiques ont été suivis selon la même périodicité en comparant les différents traitements dans une expérimentation par blocs. Enfin, sur les deux sites, une quantification des champignons, des bactéries (aérobies, anaérobies, coliformes fécaux) et des virus présents dans le sol a été réalisée. Incidence de l'irrigation par goutte à goutte sur la qualité du sol sur le site de Gačnik sur la qualité physique du sol- Les sols de ce verger, argilo-limoneux et carbonatés, varient fortement de l'amont à l'aval de la parcelle située sur une pente de 15%. le sol est peu épais à l'amont, la marne altérée apparaissant dès 60 cm tandis qu'à mi-pente et à l'aval le sol est épais >1 m et la marne plus fortement altérée. L'observation des profils pédologiques et l'historique de la parcelle montrent que le sol a été fortement remanié sur les 60 premiers centimètres préalablement à la plantation du verger. Le passage d'une plantation en terrasses à une plantation dans le sens de la pente a conduit à l'effacement des terrasses suivi d'un labour profond dont en voit encore la trace à 60 cm de profondeur à l'aval de la parcelle (Fig. 3.3 & Tab. 3.9). Un échantillonnage systématique de la teneur en carbone organique de l'horizon de surface, selon un pas de 6 m, montre un accroissement selon la pente suivant une forme en zig-zag reflétant la trace des anciennes terrasses (Fig. 3.19). Dans les 30 premiers centimètres la teneur en matières organiques, le rapport C/N et la capacité d'échange cationique augmentent de l'amont vers l'aval tandis la teneur en carbonates de calcium décroît (Fig. 3.15). Le pH reste stable entre 8 et 8, 4. A la surface du sol dans les rangs de plantation traités par désherbage chimique, une croûte alguaire se forme sur le côté ombragé du rang...