Brevet FR2679413A1 — publié le 19930129

Procédé de aestion de l'irriqation de cultures et dispositif Pour sa mise en oeuvre. La présente invention concerne un procédé de gestion de l'irrigation des cultures destiné à optimiser les efficiences biologiques et économiques de plantes cultivées, telles que le tournesol, le maïs, le soja, le pois, le sorgho, etc. Habituellement, l'irrigation est effectuée par l'agriculteur de manière empirique. On a proposé des procédés de gestion basés sur des mesures compliquées, telles que l'évapotranspiration potentielle (ETP), méthodes qui visent à satisfaire les besoins en eau des cultures calculés sur la base de la demande climatique. Mais ces mesures sont difficiles à effectuer et sont entachées d'erreurs liées aux mesures et aux estimations, et surtout ne sont pas en corrélation étroite avec les fonctions de production des graines. La présente invention vise en conséquence à fournir un procédé original pour la gestion de l'irrigation de cultures qui mette en oeuvre des mesures simples et faciles à effectuer et permette d'obtenir une efficience biologique élevée et régulière de l'eau apportée par l'irrigation et une amélioration considérable du rendement, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. A cet effet, l'invention a pour premier objet un procédé de gestion de l'irrigation de cultures, caractérisé en ce qu'on mesure en temps réel la disponibilité en eau sur une parcelle de culture et l'efficience de l'interception du rayonnement solaire, définie par le rapport entre l'énergie incidente et l'énergie non interceptée par une partie d'un couvert foliaire dans ladite parcelle, on compare la disponibilité en eau à chaque instant à une valeur idéale fonction de la valeur instantanée mesurée de ladite efficience d'interception, et on commande l'irrigation lorsque la valeur mesurée de la disponibilité en eau et la valeur instantanée de l'efficience sont inférieures aux valeurs idéales. On est ainsi certain que la valeur instantanée de la disponibilité en eau est toujours supérieure (dans le cas d'une réserve d'eau dans le sol difficile à estimer) ou égale à la valeur idéale instantanée nécessaire au fonctionnement optimal des plantes, en tenant compte de l'efficience de l'interception du rayonnement solaire à cet instant. Les études entreprises ont montré que le rendement d'une culture est lié à la disponibilité en eau rapportée à l'efficience d'interception du rayonnement solaire. Lorsque la disponibilité en eau est inférieure à une valeur idéale, qui dépend bien entendu de la nature du terrain, de la plante cultivée et de divers autres facteurs, la croissance des plantes est perturbée et les feuilles finissent par se faner. Au contraire, lorsque la disponibilité en eau est supérieure à cette valeur idéale, la quantité de feuilles augmente au détriment du rendement de la plante. L'interrelation entre l'eau consommée par la plante et l'efficience de l'interception des couverts foliaires est très forte, de sorte que le réglage de la disponibilité en eau, conformément à la présente invention, permet de contrôler le développement foliaire de la plante et de le maintenir à des valeurs optimales; la quantité d'eau consommée et le rayonnement intercepté déterminent la quantité de matière sèche produite qui déterminera à son tour le rendement en graines, objet de la culture. De préférence, on mesure séparément l'efficience de l'interception du couvert dans la bande 400-700nm (visible) et dans la bande 700-1100nm (infrarouge proche) et on détermine la valeur idéale de la disponibilité en eau en fonction de ces deux valeurs mesurées. En effet, ces deux rayonnements agissent différemment sur la plante en fonction de l'alimentation hydrique, de sorte que la valeur idéale peut être déterminée de manière plus précise en utilisant les valeurs de ces deux rayonnements interceptés. Afin de choisir le meilleur rendement biologique et économique de l'eau d'irrigation en fonction du rendement global, une forme de mise en oeuvre du procédé selon l'invention prévoit qu'on détermine à chaque instant une valeur maximale et une valeur minimale pour la valeur instantanée de la disponibilité en eau, et on module l'irrigation en fonction du coût d'irrigation rapporté au rendement de la plante. Un des avantages importants du procédé selon l'invention réside en ce qu'il permet de connaître à chaque instant le rendement de la plante et, avec cette dernière forme de mise en oeuvre, de moduler ce rendement en relation avec le coût de l'irrigation. Bien entendu, les mesures effectuées seront envoyées à un ordinateur qui calculera la valeur optimale, ou les valeurs minimale et maximale, à chaque instant à partir de ces données instantanées. La détermination de la disponibilité en eau utilisera des instruments de mesure tels que pluviomètre. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précédent. Ce dispositif sera décrit ci-après à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel la figure 1 est une vue en élévation frontale du dispositif; la figure 2 est une vue en élévation latérale du dispositif de la figure 1; la figure 3 est une vue schématique en plan d'un élément capteur du rayonnement intercepté faisant partie du dispositif des figures 1 et 2, et; la figure 4 est une vue en coupe transversale de l'élément capteur de la figure 1. Le dispositif représenté à titre d'exemple est constitué par un support A formé de deux tiges coulissantes avec bouton de blocage, à la base duquel est fixé un élément B, capteur du rayonnement intercepté, à une hauteur d'environ 5cm au-dessus du sol. L'élément capteur B (figures 3 et 4) est formé d'un tube 1 en résine acrylique opalescente contenant un support 2 constitué par un circuit imprimé portant des photodiodes 3 munies alternativement d'un filtre 4 pour le rayonnement visible et d'un filtre 5 pour le rayonnement infrarouge proche. Les diodes 3 sont raccordées à des liaisons électriques 6. Le support A porte à son sommet un élément capteur du rayonnement incident C, analogue à l'élément B mais plus court, qui, par coulissement des tiges, est toujours maintenu au-dessus des feuilles de la plante, à une distance d'au moins 10 cm au-dessus des feuilles des plantes environnantes les plus hautes. Le support A porte en outre un boîtier D contenant les circuits électroniques reliés aux capteurs B et C, ainsi qu'un micro-ordinateur assurant la saisie, le traitement et la mémorisation des valeurs mesurées. REVENDICATIONS 1. Procédé de gestion de l'irrigation des cultures destiné à optimiser les efficiences biologiques et économiques de plantes cultivées, telles que le tournesol, le maïs, les petits pois, le sorgho, etc, caractérisé en ce qu'on mesure en temps réel la disponibilité en eau sur une parcelle de culture et l'efficience de l'interception du rayonnement solaire, définie par le rapport entre l'énergie incidente et l'énergie non interceptée par une partie d'un couvert foliaire dans ladite parcelle, on compare la disponibilité en eau à chaque instant à une valeur idéale fonction de la valeur instantanée mesurée de ladite efficience d'interception, et on commande l'irrigation lorsque la valeur mesurée de la disponibilité en eau et la valeur instantanée de l'efficience sont inférieures aux valeurs idéales. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mesure séparément l'efficience de l'interception du couvert dans la bande 400-700nm (visible) et dans la bande 700-1100nm (infrarouge proche) et on détermine la valeur idéale de la disponibilité en eau en fonction de ces deux valeurs mesurées. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on détermine à chaque instant une valeur minimale et une valeur maximale pour la valeur instantanée de la disponibilité en eau, et on module l'irrigation en fonction du coût d'irrigation rapporté au rendement de la plante. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un support (A) portant un élément capteur du rayonnement intercepté (B) disposé au voisinage du sol et un élément capteur du rayonnement incident (C) disposé au-dessus des plantes. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support (A) comporte une portion réglable en hauteur qui porte l'élément capteur du rayonnement incident (C). 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que les éléments capteurs (B, C) comprenant un circuit imprimé (2) enfermé dans un tube translucide ou transparent (1) et portant une pluralité de photodiodes (3) munies de liaisons électriques (6). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les photodiodes (3) du capteur du rayonnement intercepté (B) sont recouvertes alternativement d'un filtre pour le rayonnement visible (4) et d'un filtre pour le rayonnement infrarouge proche (5). 8. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le support (A) porte un boîtier (D) contenant les circuits électroniques reliés au capteurs (B, C) et à un micro-ordinateur assurant la saisie, le traitement et la mémorisation des valeurs mesurées.