La tensiométrie est une technique de mesure de la disponibilité de l’eau du sol et d’observation de comportement hydrique du profil, irrigué ou pas.
Par exemple, on observe à quelle vitesse évolue la disponibilité de l’eau dans le sol pour l’irriguer efficacement. On observe la cinétique d’enracinement et le gradient de tension entre différents horizons comme indicateur de l’état structural du profil.
Bien mise en œuvre, la technique permet de suivre l’alimentation hydrique des cultures en saison, la ré-humectation des sols en inter-culture, les séquences d’hydromorphie, la portance des sols, prédire le gonflement-retrait.
Une application agronomique majeure de la tensiométrie est le pilotage d’irrigation, sur tout sol, toute culture, tout équipement, tout climat. La technique largement utilisée permet d’économiser l’eau, gagner en rendement et qualité. Également observer, comprendre, préserver voire restaurer la matrice.
L’irrigant et son conseiller peuvent suivre les graphes tensiométriques, en ligne en temps réel.
Les avantages de la tensiométrie
Dès qu’un sol se ressuie, l’eau qu’il contient passe en tension ou dépression et se retrouve en apesanteur. Le sol est l’acteur des mouvements d’eau, l’état fonctionnel de la matrice conditionne l’efficacité du phénomène.
La tensiométrie est la mesure de tension de l’eau du sol, autrement dit, la force de succion que la racine doit exercer pour extraire l’eau disponible. Le prélèvement racinaire amenuise le film d’eau au sein des capillaires de la matrice, faisant ainsi monter sa tension, par un phénomène physique (loi de Darcy) et sa rétention par un phénomène électrique d’absorption (forces de Van der Vaals). L’augmentation de tension rend l’eau restante de moins en moins disponible, et augmente le temps nécessaire au sol pour déplacer l’eau, donc se ré-humecter. Les gradients de tension ou différence de potentiel matriciel, qui s’installent en 3D au sein du sol fournissent l’énergie à la pompe capillaire naturelle qui déplace en permanence l’eau en apesanteur, dans le sens du gradient.
Le profil se comporte donc globalement comme une mèche qui déplace l’eau, tant que celle-ci est en bon état et amorcée. En posant correctement les sondes, la tensiométrie mesure la disponibilité de l’eau pour les racines et montre le fonctionnement hydrique de l’ensemble du profil.
Les avantages de la technique :
- l’unité de mesure de succion est connue : cbar (ou kPA)
- la mesure est universelle, il s’agit de la difficulté à extraire l’eau.
- elle est opérationnelle sur toute situation de sol, de culture, de mode d’irrigation, sans besoin de calibrer le sol.
- la tension de l’eau, sur une gamme 0-239 cb, est l’indicateur le plus pertinent en sols irrigués.
- les connaissances scientifiques sont largement diffusées en open source.
- Elle est transposable
En respectant la méthode, les sondes tensiométriques WATERMARK sont faciles à poser, pour obtenir un bon contact sonde/sol. Ce bon contact permet l’équilibrage de tension entre sonde et sol. Les sondes en place sont autant de vacuomètres (ou capteurs de pression négative) qui mesurent la tension en plusieurs points stratégiques du profil, afin de matérialiser en temps réel la variation de force de succion et de fonctionnement de la pompe capillaire, en action permanente dans le sol.
On pose les sondes sur 2 à 4 horizons, en 3 voire 4 répétitions, afin de répondre efficacement à l’hétérogénéité des sols cultivés irrigués.
Le Monitor est un enregistreur automatique connecté à 1 ou 2 packs de 8 sondes, composé en standard de : 2 sondes de température (sol & air) + 6 sondes WATERMARK + 1 pluviomètre enregistreur et/ou compteur d’eau. Pertinent, rustique, fiable, précis, abordable, rentable.
La tensiométrie, utilisée depuis 50 ans, a progressé davantage en France avec les Monitors depuis 2004 que durant les décennies précédentes. Un progrès intéressant a été apporté à partir de 2007 par la télémétrie (transmission des données depuis la parcelle) et la consultation en ligne sur internet.
La présentation graphique en ligne montre le fonctionnement du sol, permet de prévoir les déclenchements d’irrigation, une semaine à l’avance. Un conseil d’expert hebdomadaire peut être apporté.
Ceci permet d’adapter le planning d’irrigation de la semaine à venir, par ordre de priorité des cultures et des parcelles. Jouer avec un coup d’avance change tout ! On observe également le comportement de l’ensemble du profil, des remontées capillaires sous enracinement, ce qui permet de comprendre le fonctionnement du sol en saison et inter-saison, et ainsi jouer avec 2 coups d’avance. Ce qui change notoirement le rapport au sol.
La sonde tensiométrique WATERMARK
- la sonde tensiométrique WATERMARK mesure de 0 à 239 cbars, ne désamorce pas, résiste au gel. Voir la page « Sondes Watermark ».
- le tensiomètre à eau mesure sur une plage de 0 à 80 cbars (modèle SR) ou 0 à 40 cbars (modèle LT) . Il désamorce au dessus de 80 cb (SR) ou 40 cb (LT) et nécessite donc surveillance et entretien.
Domaines d'application :
- l’irrigation agricole
- la reprise d’arbres transplantés
- la géotechnique
L'irrigation agricole :
La mesure de la tension (ou disponibilité de l’eau dans le sol), technique universelle, permet de piloter tout système d’irrigation, sur tout sol, toute culture, tout climat.
La tensiométrie permet à l’irrigant de maîtriser lui-même parfaitement sa saison en 10 à 20 décisions, s’adaptant en permanence au contexte sol, plante, climat.
Exemples, témoignages, résultats :
En arboriculture, un pilotage professionnel avec Monitor coûte 20 à 30 kg de fruits/ha/an avec l’espoir de gain d’un calibre soit 2 à 3 T/ha/an (voir le tableau coûts) et des économies de 20 à 50 % en goutte-à-goutte, par exemple.
- Sur le melon : gain de rendement et économie d’eau.
- Sur la semence potagère : meilleur résultat et économies.
- Sur les céréales : le coût est de 1 quintal / ha / an avec un espoir de gain du double, avec optimisation du m3 utilisé.
- Sur le maïs, l’économie en condition non limitante est de 1,5 tour d’eau moyen.
Sur une centaine d’autres cultures irriguées, même constat dans de nombreux pays.
Reprise d'arbres transplantés & pilotage d'arrosage urbain :
Monitor WATERMARK (en version souterraine) permettent de suivre la sortie des racines de la motte transplantée et de piloter l’arrosage urbain.
La géotechnique :
Confortement de bâtiments soumis à contraintes de gonflement-retrait des argiles, actionné par la tension.
Portance des sols : la pression acceptable par un sol, sans déformation irréversible, est la contrepartie de la dépression (ou tension) dans ce même sol.
Stabilité des talus : la cohésion du sol est générée par la tension. Conséquence importante pour la sécurité des chantiers.
Extrait du livre :
La tensiométrie pour piloter les irrigations : une gestion raisonnée de la ressource en eau
Gérard Tron (SCP), Carole Isbérie (Cemagref), Pierre Chol (SCP)
Faisant suite à de nombreuses campagnes d’expérimentation, cet ouvrage montre que le suivi de l’évolution de la tension de l’eau dans le sol offre une approche globale et opérationnelle du système sol-plante-eau. Ces informations sur la qualité de l’irrigation, et sur les améliorations éventuelles à effectuer permettent des économies d’eau , en évitant les apports d’eau excessifs, tout en améliorant souvent quantité et qualité de la production.
Extrait « la liaison de l’eau avec le sol (tension, succion, potentiel matriciel), dont la connaissance permet, en temps réel et même sans grande expérience du sol et/ou de la culture, de conduire l’irrigation :
- maintenir de l’eau toujours disponible pour la culture
- éviter les engorgements
- éviter les percolations vers la profondeur
- permettre de bénéficier des remontées capillaires »
Publications & internet :
Notre site web a pour objectif de témoigner du potentiel de la tensiométrie, sélectionner et donner de l’information précise.
32 ans d’expérience nous permettent d’estimer que 3 quarts de l’information circulant sur Internet à ce sujet est dépassée ou imprécise, contre 1 quart environ à jour et de bonne qualité.