Dossier revue
Changement climatique et risques

Irriguer différemment

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Avec le réchauffement climatique, la demande en eau pour l’irrigation augmente, y compris dans les pays tempérés, dont les cultures utilisent surtout de l’eau de pluie. Pour économiser l’eau, il existe des solutions pour adapter l’agriculture pluviale, avant de recourir à l’irrigation, qu’il faut optimiser par ailleurs. Tour d’horizon.

Publié le 03 juin 2022

L’irrigation en France

40 % de l’alimentation mondiale est produite en irrigation sur moins de 20 % des terres

Quand on parle d’agriculture en France, on parle essentiellement d’agriculture pluviale : la plupart de nos cultures utilisent seulement de l’eau de pluie. Ce n’est pas le cas pour d’autres régions de la planète, puisque l’agriculture irriguée produit plus de 40 % de l’alimentation mondiale sur moins de 20 % des terres. Cependant, avec le réchauffement climatique, la demande en eau pour l’irrigation augmente, y compris dans les pays tempérés : les cultures ont besoin de plus d’eau car elles en perdent davantage par évapotranspiration. Comment gérer cette demande alors même que les ressources en eau diminuent sous l’effet du réchauffement climatique ?

Adapter l’agriculture pluviale au manque d’eau

Il faut commencer par adapter l’agriculture pluviale à la sécheresse

« Au sud de la Méditerranée, dont le climat commence à se retrouver au sud de la France, on a longtemps observé une situation duale où les efforts étaient concentrés sur une agriculture irriguée très intensive et très productive, alors que l’agriculture pluviale, qui occupe la plus grande partie du territoire, était moins soutenue et moins valorisée. Pour éviter cette focalisation sur l’irrigation, il faudrait inverser les priorités, c’est-à-dire commencer par adapter l’agriculture pluviale à la sécheresse et ne considérer l’irrigation qu’en dernier recours », analyse Sami Bouarfa, spécialiste de l’irrigation à INRAE.

Les leviers d’adaptation de l’agriculture pluviale au manque d’eau sont nombreux, à commencer, selon les principes de l’agroécologie, par la diversification des rotations en incluant plus de cultures d’hiver et des espèces plus tolérantes à la sécheresse : blé dur, tournesol, sorgho, colza, légumineuses comme le pois, le pois chiche, le soja, voire des espèces de zones arides comme le niébé, le quinoa ou le sarrasin. INRAE conduit des travaux pour valoriser certaines de ces espèces, par exemple en sélectionnant des variétés de pois résistantes à des pathogènes ou en élaborant des modèles de prévision du rendement du tournesol. En mobilisant notamment les outils du phénotypage à haut débit1, l’Institut travaille aussi à la sélection de variétés de maïs, blé et pois tolérantes à la sécheresse. Dans le Sud-Ouest, un mouvement s’amorce dans le sens de la diversification et on observe ces dernières années une diminution des surfaces irriguées de maïs pour la production de grains, et, dans une moindre mesure, de maïs pour la production de semences, cultures à forte valeur ajoutée mais très consommatrices d’eau en été, la période la plus critique pour la ressource en eau.

L’introduction de nouvelles cultures doit s’accompagner du développement des filières correspondantes

(collecte, transformation, commercialisation…), un processus long et complexe qui nécessite le soutien des régions et de l’Etat, au travers de dispositifs tels que les territoires d’innovation, les pôles de compétitivité ou les plans alimentaires territoriaux (PAT), comme c’est le cas par exemple pour la filière des protéagineux avec le plan national Protéines végétales du gouvernement, ou encore pour le Territoire d’Innovation porté par la métropole dijonnaise « Dijon Alimentation durable 2030 ». Voir Ressource n° 1, page 29.

Ainsi, comme le souligne le rapport de la mission interministérielle CGEDD-CGAAER de 2020, « face au changement climatique, dans de nombreux cas, le progrès de l’agriculture pluviale sera encore plus décisif que celui des cultures irriguées ».

1. Phénotypage : observation des caractéristiques visibles de la plante, résultant de l’expression de son génome.

Vers une irrigation de résilience

« L’irrigation de résilience » est définie comme une irrigation de sécurité, à la différence d’une irrigation qui vise à maximiser les rendements et qui entraîne une consommation importante en eau et en intrants. En effet, le rendement étant lié à la quantité d’eau fournie à la plante, on peut augmenter l’irrigation dans le but de maximiser le rendement. C’est souvent le cas en grandes cultures, pour lesquelles l’irrigation n’est en général pas indispensable, au contraire des cultures fruitières et maraîchères, plus dépendantes de l’eau. S’orienter vers une irrigation de résilience, c’est chercher à stabiliser les rendements plutôt qu’à atteindre chaque année des valeurs maximales. « Dans un contexte où l’eau risque d’être rationnée, il est important d’aller vers une vision de l’irrigation moins maximaliste », souligne Sami Bouarfa.

Irrigation et agroécologie

L’irrigation peut être un levier pour la diversification des cultures, qui est l’un des piliers de l’agroécologie

Du fait de son utilisation possible pour maximiser les rendements, l’irrigation est souvent associée en France à l’agriculture intensive, particulièrement dans le cas de la maïsiculture. « Pourtant, des chercheurs ont documenté dans certaines régions du sud de la Méditerranée des pratiques agroécologiques en systèmes irrigués. De plus, l’irrigation peut être un levier pour la diversification des cultures, qui est l’un des piliers de l’agroécologie », souligne Delphine Leenhardt, agronome à INRAE. La chercheuse monte un projet en Occitanie pour mieux connaitre les consommations d’eau et les pratiques de gestion de l’eau dans les systèmes agroécologiques et comprendre comment les structures de vente associées s’engagent sur la question de l’eau, notamment au travers de leurs chartes. Il s’agira aussi d’identifier les facteurs socio-économiques favorables à une agriculture irriguée agroécologique et d’accompagner l’ensemble des irrigants vers ces pratiques.

Augmenter l’efficacité de l’irrigation pour économiser l’eau

Irrigation localisée enterrée
Irrigation localisée enterrée.

Les marges d’économie d’eau sont bien réelles à l’échelle de la parcelle. En effet, environ 80 % des irrigants utilisent l’aspersion, parfois avec un matériel ancien, alors qu’il existe des systèmes plus économes en eau : matériel équipé de contrôleurs électroniques ou systèmes localisés (microaspersion, goutte-à-goutte de surface ou enterré).  Il existe aussi des possibilités d’économie en pilotant l’irrigation à l’aide d’outils d’aide à la décision qui permettent d’apporter la bonne quantité d’eau au bon moment. Ces outils sont basés sur des mesures d’état hydrique des plantes et des sols, le plus souvent via des capteurs au sol mais aussi en faisant appel aux outils de la télédétection.

Des outils pour estimer les économies d'eau potentielles

Des économies deau possibles de 15 à 40 %

L’Union européenne propose des aides pour encourager les économies d’eau, à condition de déclarer une économie à venir de 5 à 25 % (selon les régions) sans diminuer le rendement des cultures. Il est dès lors important pour l’agriculteur d’estimer a priori les économies d’eau qu’il va réaliser en améliorant le matériel ou le pilotage de l’irrigation, ce qui n’est pas chose facile car tout dépend de l’état du matériel existant, du sol, du climat et du type de culture. C’est pourquoi, à la demande du ministère en charge de l’Agriculture, les scientifiques INRAE ont établi un référentiel pour évaluer les économies d’eau potentielles en compilant de nombreuses données, région par région, situation par situation. Cet outil est maintenant utilisé pour instruire les demandes de subvention. Les économies d’eau varient de 15 à 25 % en améliorant le matériel, et de 10 à 40 % en perfectionnant le pilotage de l’irrigation. L’amélioration du pilotage présente l’avantage d’être moins tributaire des conditions climatiques alors que le passage au goutte-à-goutte se révèle peu efficace pour économiser l’eau lors des années très sèches.

Par ailleurs, INRAE a développé un logiciel, Optirrig, qui permet de gérer l’irrigation sur plusieurs cultures au sein d’une exploitation, en établissant des scénarios pour savoir quelle culture irriguer, quand et comment.

Les retenues d’eau, corollaires de l’irrigation

En France, en dehors des grands barrages qui servent également d’autres usages (production d’électricité, production d’eau potable), beaucoup de retenues sont utilisées essentiellement pour l’irrigation. Si le principe est simple, créer des réservoirs d’eau, il existe de nombreuses manières de le faire. Une expertise scientifique collective, conduite par INRAE en lien avec l’Office français de la biodiversité (OFB) en 2016, a ainsi conduit à identifier 23 types de retenues, selon leur mode d’alimentation en eau et de restitution au milieu (lire l'article). L’expertise décrit aussi les principaux impacts d’une retenue sur le milieu aquatique : diminution du débit en aval, blocage des sédiments grossiers dans la retenue et modification du lit du cours d’eau aval, risque accru d’eutrophisation (eutrophisation : processus d’accumulation de nutriments (azote et phosphore essentiellement) dans les milieux aquatiques, pouvant provoquer un développement excessif d’algues), évolution des espèces aquatiques. L’évaluation de l’impact cumulé de ces retenues, obligatoire depuis la réforme des études d’impact (2011) pour les retenues soumises à autorisation, reste un sujet de recherche : en effet, cet impact cumulé ne se limite pas à la somme des impacts isolés. L’OFB, avec l’appui de chercheurs d’INRAE, développe actuellement une démarche d’évaluation de ces impacts cumulés sur 8 bassins versants aux caractéristiques contrastées.

Stockage inter-saisonnier

Dans tous les cas, l’équipement en retenues doit être raisonné au cas par cas

Actuellement, les regards se portent plus particulièrement sur les retenues dites de substitution, remplies en hiver par des dérivations créées sur des cours d’eau ou par pompage dans les rivières ou dans les nappes. L’eau stockée en hiver est utilisée en été, ce qui permet d’éviter de prélever de l’eau dans le milieu aquatique en période estivale. Ces retenues sont ainsi destinées à sécuriser les usages existants, sans en créer de nouveaux. « Ces retenues ont a priori un impact moindre sur le milieu. Cependant, même si le remplissage de ces retenues se fait en période de « hautes eaux », il faut s’assurer qu’il n’altère pas le bon fonctionnement global du cours d’eau. C’est pourquoi il existe des seuils empiriques de débit ou de hauteur de nappe dans certaines régions pour encadrer le remplissage de ces retenues. Un projet impliquant INRAE débute pour asseoir ces seuils sur des bases scientifiques », indique Nadia Carluer, qui a coordonné l’expertise scientifique collective de 2016. Dans le bassin du Midour (Gers, Landes), certaines retenues peinent déjà à se remplir en hiver. « Dans tous les cas, l’équipement en retenues doit être raisonné au cas par cas selon les territoires, en fonction des enjeux qui y sont collectivement identifiés. Il faut par ailleurs éviter l’effet « rebond », qui fait que l’accès sécurisé à une ressource en eau accroit l’utilisation d’eau et la dépendance des systèmes », conclut Nadia Carluer.

La concertation avant tout

Tout comme l’irrigation, les retenues d’eau sont associées à une image d’agriculture intensive et souvent contestées socialement. C’est pourquoi il est important d’intégrer leur gestion dans des projets de territoires élaborés collectivement comme les PTGE (voir article 2 de ce dossier). Dans les Deux-Sèvres par exemple, un projet de construction de 12 retenues de substitution a fait l’objet d’un accord entre les acteurs associatifs et les irrigants, qui ont pris des engagements précis et chiffrés sur des pratiques agroécologiques telles que le développement de l’agriculture biologique, la réduction de l’usage d’intrants et le développement des haies. De tels contrats sont de nature à concilier les enjeux écologiques, économiques et sociétaux au sein des territoires pour un partage optimal des ressources en eau.

Réutiliser les eaux usées traitées pour l’irrigation

Station d'épuration.

Réutiliser les eaux usées traitées pour l’irrigation permet de les valoriser, particulièrement en zone côtière où elles seraient sans cela directement rejetées à la mer. Les Assises de l’eau de 2019 ont fixé un objectif de triplement de la réutilisation des eaux usées en France à l’horizon 2025. En France, le taux de réutilisation des eaux usées est inférieur à 0,6 %, alors qu’il est de 2,4 % en moyenne en Europe du Nord et beaucoup plus élevé dans les pays méditerranéens : 90, 85 et 60 %, respectivement, pour Chypre, Israël et Malte. L’amélioration des procédés de traitements des eaux usées en amont de la réutilisation agricole doit garantir l’innocuité vis-à-vis des risques de contamination (microbiologique ou chimique). Différentes solutions sont à l’étude à INRAE.

Irrigation au goutte à goutte sde la vigne à Pech Rouge
Irrigation goutte-à-goutte à Pech Rouge.

Par exemple, dans son unité expérimentale de Pech Rouge, près de Gruissan (Aude), INRAE expérimente l’irrigation de la vigne avec les eaux sortant de la station d’épuration de Narbonne Plage (lire l'article). Ces eaux subissent un traitement supplémentaire pour éliminer les micro-organismes et sont contrôlées par l’Agence régionale de santé, qui vérifie également que les molécules à risques (médicaments, biocides, etc.) ne dépassent pas le seuil autorisé dans l’eau potable. Ainsi tracées et sécurisées sur le plan sanitaire, ces eaux ont l’avantage d’apporter à la vigne des nutriments, azote, phosphore et potassium, ce qui limite l’usage d’engrais de synthèse.

Le procédé est coûteux, notamment en énergie, et il est plutôt réservé à des zones périurbaines, proches des stations d’épuration, et à des zones côtières, car ailleurs, les rejets de stations d’épuration font partie du soutien au débit des cours d’eau et ne peuvent pas être « détournés » sans autorisation.

  • Pascale Mollier

    Rédactrice