L'eau et le climat : réserve utile, ETP, bilan hydrique et irrigation

L'eau, premier facteur limitant

En juin, deux parcelles de blé côte à côte : l'une reste verte, l'autre jaunit dix jours plus tôt. Même variété, même engrais. La différence est dans le sol : l'une est profonde, l'autre repose sur du calcaire à 40 cm. Ce qui a joué, c'est la réserve en eau. En grandes cultures non irriguées, l'eau est le facteur qui limite le plus souvent le rendement, avant l'azote. Comprendre combien d'eau le sol peut stocker, combien la culture en consomme et quand la pluie arrive, c'est le cœur du raisonnement climatique. Et avec des étés plus chauds et des pluies plus irrégulières, ce raisonnement compte de plus en plus.

La réserve utile

La réserve utile (RU) est la quantité d'eau que le sol peut stocker et que les racines peuvent reprendre. Elle dépend de la texture et de la profondeur exploitée par les racines. En ordre de grandeur, un sol retient 1,5 à 2 mm d'eau utile par centimètre de profondeur : plus en limon, moins en sable ou en sol caillouteux. Un sol limoneux profond de 100 cm a donc une RU d'environ 180 à 200 mm ; un sol superficiel de 40 cm sur roche, 60 à 80 mm. On distingue la réserve facilement utilisable (RFU), environ les deux tiers de la RU, que la plante prélève sans stress ; au-delà, elle ferme ses stomates et ralentit sa croissance. Une RU de 200 mm, c'est 2 000 m³ d'eau par hectare, soit l'équivalent de plusieurs semaines de consommation estivale.

L'évapotranspiration

Une culture perd de l'eau par deux voies : l'évaporation du sol et la transpiration des feuilles. L'ensemble s'appelle l'évapotranspiration. L'ETP, évapotranspiration potentielle, est la demande du climat : ce que perdrait une pelouse bien alimentée en eau. Elle est mesurée par les stations météo et dépend du rayonnement, de la température, du vent et de l'humidité de l'air. En plaine française, l'ETP vaut 1 mm par jour en hiver, 3 à 4 mm en avril-mai, 5 à 7 mm en juillet. Une culture couvrante en pleine croissance consomme à peu près l'ETP ; on applique un coefficient cultural (Kc) selon le stade : 0,3 à la levée, 1 à 1,2 en pleine végétation, puis moins à la maturation.

Le bilan hydrique

Le bilan hydrique compare ce qui entre (pluie, irrigation) et ce qui sort (évapotranspiration, drainage) pour suivre le stock d'eau du sol jour après jour. Exemple sur une décade de juin : le sol est à 120 mm de réserve en début de décade ; il tombe 15 mm de pluie ; l'ETP est de 5 mm par jour et le Kc du blé de 1, soit 50 mm consommés en dix jours. Réserve en fin de décade : 120 + 15 − 50 = 85 mm. Si la RFU est de 130 mm sur une RU de 200 mm, la plante est encore à l'aise. Quand le stock passe sous la limite de la RFU, le stress commence. Ce calcul, fait chaque semaine avec les données de la station météo, dit à quel moment irriguer ou, sans irrigation, à quel moment le rendement commence à se perdre.

Lire le climat de sa région

Le climat se caractérise par des moyennes : cumul de pluie annuel (600 à 900 mm dans la plupart des zones de grandes cultures), répartition saisonnière, températures, gelées tardives. En climat océanique, la pluie est régulière et les hivers doux ; en climat continental, les hivers sont froids et les orages d'été violents ; en climat méditerranéen, l'été est sec et les pluies d'automne brutales. Chaque culture a des besoins : le maïs a besoin de 500 à 700 mm pendant son cycle, dont 300 à 400 en juillet-août, quand il pleut le moins. Le blé, semé en octobre, profite des pluies d'hiver stockées dans le sol. Choisir ses cultures, c'est d'abord caler leur cycle sur les mois où l'eau est là.

L'irrigation : quand, combien

Irriguer, c'est compléter le bilan quand la pluie ne suffit pas. Un tour d'eau apporte en général 25 à 35 mm, soit 250 à 350 m³ par hectare, avec un enrouleur ou un pivot. On déclenche quand le stock approche la limite de la RFU et on n'apporte pas plus que ce que le sol peut retenir, sinon l'eau draine et emporte l'azote. Le maïs irrigué reçoit souvent 150 à 250 mm par an en 5 à 8 tours. L'eau est prélevée dans une nappe ou une rivière sous autorisation, avec un compteur ; en période de sécheresse, les préfets limitent ou interdisent les prélèvements. Le coût, énergie et matériel compris, tourne autour de 1 à 2 € par millimètre et par hectare : un tour de 30 mm coûte donc 30 à 60 € par hectare.

Pour aller plus loin