Plot scale assessment of water savings achievable by irrigation systems improvement

Evaluation des économies d'eau à la parcelle réalisables par la modernisation des systèmes d'irrigation

C. Serra Wittling (1) , Bruno Molle (1)

1 UMR G-EAU - Gestion de l'Eau, Acteurs, Usages

Irrigators can obtain subsidies from FEADER for their investment in irrigation equipment, provided their new irrigation infrastructure can potentially allow water savings of 5 to 25%, without having a negative impact on crop yield. In this purpose, an ex-ante assessment of potential water savings through the anticipated investment is necessary. Though, no methodology is available so far to quantify ex ante these water savings. The aim of this study was to develop a simple tool to allow farmers, irrigation advisors and institutions that examine the subsidy files, to assess ex-ante potential water savings that can be realised when switching from an existing system to a new one, taking into account the crop, soil and climate context of the installation. References on water savings realised at plot scale through the replacement of irrigation devices or irrigation management equipment were collected from different organisations. They represent a wide range of pedoclimatic conditions on the metropolitan French territory and are related to field crops, fruit and vegetable production. It appears that the values of achieved water savings show considerable variability. For a given crop, this variability is observed between different experiments because of the soil and climate characteristics. Within the same experiment, results are not systematically reproducible from year to year. The highest water savings are often observed during humid years and are less important in dry years. They also tend to be greater in soils with low water holding capacity. From these collected references, a referential of potentially achievable water savings through the change of irrigation equipment or irrigation management could be developed. In addition, a detailed analysis of irrigation efficiency was performed in order to determine the origin of irrigation water losses for different irrigation systems and quantify these losses. It allowed to differentiate potential water savings related to the performance of the irrigation system itself from those related to the irrigation practices. It pointed out that water savings are surely attributable to the modernisation of irrigation equipment (reduction of distribution heterogeneity, drift/direct evaporation during sprinkler irrigation, soil evaporation), but also to the irrigation management (reduction of drainage and residual water in soil after harvest). To promote water savings, it seems relevant to support, in parallel with the investments in water saving material, the improvement of irrigators' practices and, among others, irrigation scheduling.

Les irrigants peuvent prétendre à des aides financières européennes, sur fonds FEADER, pour leurs investissements d'hydraulique agricole, à condition que le nouveau système d'irrigation soit susceptible de permettre une économie d'eau de 5 à 25%, sans diminution du rendement des cultures. Pour cela, une évaluation ex-ante des économies d'eau potentielles permises par les investissements mis en oeuvre doit être réalisée. Cependant, à ce jour, il n'existe pas de méthodologie pour quantifier ex ante ces économies d'eau. L'objectif de cette étude est donc d'élaborer un outil simple qui permette aux exploitants agricoles, aux conseillers en irrigation et aux organismes instruisant les dossiers de subvention, d'évaluer ex ante les économies d'eau potentielles réalisables en passant d'un système d'irrigation existant à un système projeté, en tenant compte du contexte agro-pédo-climatique de l'installation. Des références d'économies d'eau réalisées à la parcelle, par un changement de matériel d'irrigation ou de pilotage de l'irrigation, ont été collectées auprès de divers organismes. Elles représentent un large éventail de conditions pédoclimatiques du territoire métropolitain et concernent les grandes cultures, l'arboriculture et le maraîchage. Il apparaît que les valeurs d'économies d'eau réalisées présentent une grande variabilité. Pour une même culture, cette variabilité s'observe entre les différents essais, en raison des caractéristiques du sol et du climat. Au sein d'un même essai, les résultats ne sont pas systématiquement reproductibles d'une année sur l'autre. Les économies d'eau les plus fortes sont souvent observées en année humide, alors qu'elles sont moins conséquentes en année sèche. De même, elles tendent à être plus importantes dans les sols à faible réserve utile. A partir des références collectées, un référentiel d'économies d'eau potentiellement réalisables par un changement de matériel d'irrigation ou de pilotage a pu être établi. En complément, une analyse fine de l'efficience de l'irrigation a été réalisée afin de déterminer la nature des pertes d'eau d'irrigation pour différents systèmes et de les quantifier. Elle a permis de distinguer les économies potentielles liées aux performances du système d'irrigation à proprement parler, de celles liées aux pratiques d'irrigation. Elle a mis en évidence que les économies d'eau sont imputables, certes, à la modernisation du matériel d'irrigation (réduction de l'hétérogénéité de la distribution, de la dérive/évaporation, de l'évaporation du sol), mais également à la conduite de l'irrigation (diminution du drainage, de l'eau résiduelle dans le sol après récolte). Afin de favoriser les économies d'eau, il apparaît donc important de soutenir, parallèlement aux investissements de matériels économes en eau, les améliorations de pratiques des irrigants avec, entre autres, le pilotage de l'irrigation.

Mots clés: EFFICIENCY; WATER SAVINGS

Domaines: Sciences de l'environnement

C. Serra Wittling, Bruno Molle. Evaluation des économies d'eau à la parcelle réalisables par la modernisation des systèmes d'irrigation. irstea. 2017, pp.149. ⟨hal-02608073⟩