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Tests in-situ de colmatage et de solutions de traitement préventives sur un réseau d’irrigation en goutte-à-goutte.

Depuis avril 2021 sur la plateforme RUR’EAUX, Ecofilae a démarré des tests sur le colmatage de goutteurs avec des eaux épurées.

Les objectifs : tester, évaluer et valider des solutions adaptées pour faire face au colmatage du matériel dû à la qualité des eaux épurées.

Mise en contexte :

  • L’irrigation au goutte à goutte permet d’économiser de l’eau en appliquant directement à la plante cultivée la quantité d’eau nécessaire à son bon développement et réduit ainsi les pertes via l’évaporation et la percolation. Cette technique performante (80 à 95% d’efficacité potentielle) requiert une mise sous pression de tuyaux ayant des goutteurs placés à intervalles réguliers qui délivrent un débit d’eau défini. Dû aux coûts d’investissement importants nécessaires à son installation, cette technique particulièrement adaptée au maraîchage et à l’arboriculture ne représente qu’environ 2% de l’irrigation mondiale mais tend à se développer. Le goutte à goutte (particulièrement s’il est enterré) permet également d’éviter le contact entre la production végétale aérienne et l’eau d’irrigation, ce qui représente un atout majeur pour l’irrigation à partir d’eau épurée face aux risques sanitaires associés. Cependant, ces eaux pouvant être particulièrement chargées en sels minéraux, en microorganismes et en éléments nutritifs, leur utilisation en irrigation goutte à goutte peut provoquer et accélérer le colmatage des goutteurs.

On peut distinguer trois types de colmatage :

  •           Le colmatage physique, dû à la présence d’éléments minéraux ou organiques grossiers (sables fragments de végétaux) ou fins (argiles ou limons), de taille suffisante à entraver le passage de l’eau dans les goutteurs,
  •           Le colmatage chimique, dû à la précipitation de sels minéraux ;
  •           Le colmatage biologique, dû à la croissance d’un biofilm bactérien ou d’algues.

La probabilité que chacun de ces types de colmatage survienne dépend entre autres [RD1] des propriétés de l’eau d’irrigation. Le colmatage des goutteurs impacte leur débit d’émission et ainsi l’uniformité de distribution le long des rampes d’irrigations. [RD2] De plus, le colmatage des rampes de goutte-à-goutte conduit à la nécessité de les remplacer, et donc des coûts supplémentaires pour les exploitants agricoles. Ainsi, pour définir le risque de colmatage lié à l’utilisation d’eau épurée pour l’irrigation en goutte à goutte, mais également pour tester des solutions de traitement préventives adaptées, une expérimentation a été mise en place sur la plateforme RUR’EAUX. Elle est pilotée par ECOFILAE appuyé par l’unité G-EAU de l’INRAe.

Les modalités expérimentales :

L’eau d’irrigation

Deux types d’eau d’irrigation sont ici comparées :

–    L’eau d’irrigation conventionnelle, avec le réseau de distribution BRL ;
–    L’eau épurée obtenue en sortie d’un traitement complémentaire constitué du filtre végétalisé à aération forcée (technologie Ecobird) combiné en série à un procédé d’électro-oxydation (technologie Montpellier Engineering), puis stockée à l’air libre pendant 4 jours.

La qualité de ces eaux sera suivie tout au long de l’expérimentation.

Les goutteurs

Deux types de goutteurs de la société Netafim sont testés : Uniram et Dripnet, tous deux de type internes, durables, auto-régulants et délivrant un débit de 1 L/h. Le modèle Uniram a un diamètre d’ouverture plus important que le modèle Dripnet, réduisant ainsi la probabilité de colmatage.

Les solutions de traitement préventives

Différents solutions de traitement préventives du matériel d’irrigation sont testées pour résoudre d’éventuels problèmes de colmatage des goutteurs :

–    Flushing, méthode consistant à faire passer de l’eau à forte vitesse (2 m/s) dans le réseau d’irrigation pour enlever l’accumulation de matière,

–   Chloration et acidification de l’eau de manière continue ou ponctuelle en doses très faibles pour ne pas impacter le bon développement des plantes, la vie du sol et l’environnement,

–     Combinaison de chloration et acidification de l’eau (continue ou ponctuelle) avec un flushing,

–    Des rampes témoins qui ne recevront aucuns traitements afin de définir le risque de colmatage et d’observer leur état après une saison d’irrigation.[RD1] 

Les paramètres étudiés

Les débits d’irrigation seront relevés chaque semaine pour observer leur évolution, ainsi que les pressions au sein du réseau d’irrigation. De plus, l’uniformité de distribution de chaque rampe sera étudiée. En fin d’expérimentation, si du colmatage est observé, les goutteurs seront ouverts et observés au microscope pour définir les causes du colmatage (chimique, biologique, physique).

La suite aux prochaines expérimentations !

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