38 % de drainage en moins en culture de fraises

Comment Proefcentrum Hoogstraten a utilisé le Soil Mini de Sigrow pour améliorer l’irrigation

Filière : Agriculture / Recherche  |  Temps de lecture : 7 minutes  |  Culture : Fraise remontante (cv. Karima)  |  Lieu : Proefcentrum Hoogstraten (PCH), Meerle, Belgique  |  Produit Sigrow utilisé : Soil Mini capteur de substrat  |  Année : 2023  |  Projet de recherche : Projet européen Life ACLIMA (LIFE20-CCA-BE-1720)

Aperçu

L’usage durable de l’eau est devenu l’un des plus grands défis de la culture moderne de la fraise — et les systèmes hors-sol utilisés en Europe du Nord comptent parmi les configurations les plus difficiles à optimiser. En 2023, le Proefcentrum Hoogstraten (PCH) a mené un essai sur une saison complète avec des capteurs de substrat Sigrow Soil Mini pour vérifier si une irrigation pilotée par capteurs pouvait réduire l’eau de drainage sur un système hors-sol Mini-Air à drainage libre.

Les résultats sont frappants. En utilisant les données continues d’humidité et de CE du substrat pour piloter l’irrigation sur la seconde moitié de la saison, le PCH a réduit la consommation totale d’eau de 19,5 % (de 520 à 419 L/m²) et réduit l’eau de drainage de 38 % (de 189 à 118 L/m²) — sans aucune perte sur le rendement, le calibre, la fermeté, le Brix ou la conservation. Les deux sections de l’essai ont produit près de 2 kg par plant, soit environ 10 kg/m², avec 75 % de fruits classés en gros calibre.

Pour les producteurs de fraises sur tables à drainage libre, la conclusion est donc claire : les capteurs de substrat ne sont pas seulement des outils de diagnostic — ils constituent un vrai levier pour réduire le gaspillage d’eau tout en protégeant le rendement.

Le défi : les fraises hors-sol à drainage libre, un angle mort hydrique

Ces vingt dernières années, les producteurs belges et néerlandais de fraises ont fait de réels progrès sur l’usage durable de l’eau. La plupart des serres de production recyclent désormais l’eau de drainage et récupèrent l’eau de pluie sur site — souvent plus de 3 000 m³ par hectare. Ces investissements ont fini par fermer la boucle des cycles de production sous serre.

Un système, pourtant, est resté obstinément ouvert : la culture sur tables, en plein air ou sous abri, avec drainage libre. Ce sont ces systèmes de fraises sur tables surélevées que les producteurs utilisent d’avril à septembre, avec du gazon sous les tables et aucune récupération du drainage. Toute eau qui sort des pots s’infiltre dans le sol en dessous. Bref, c’est de l’eau tout simplement perdue.

La question à laquelle le PCH voulait répondre était simple : peut-on, en toute sécurité, réduire le drainage sur ces systèmes sans pénaliser la culture ? Et plus précisément — les capteurs de substrat peuvent-ils nous dire quand on peut, en toute sécurité, réduire les apports d’eau ?

Pourquoi l’approche traditionnelle laisse de l’eau sur la table

En fertigation classique de la fraise, les producteurs dosent les nutriments à faible CE (en général 1,1 à 1,5 mS/cm) à chaque cycle goutte-à-goutte. Ils pilotent ensuite le volume d’eau et la CE d’apport choisie à partir de deux chiffres lus au drainage : le pourcentage de drainage et la CE de drainage.

Les pourcentages de drainage cibles vont en général de 15 % par temps couvert à 40 % par temps lumineux et ensoleillé. La CE de drainage cible se situe autour de 1,1 à 1,3 mS/cm pour les remontantes et autour de 1,5 mS/cm pour les non-remontantes. En pratique, les producteurs visent ces valeurs en ajustant le nombre et la durée des cycles goutte-à-goutte, souvent à partir de seuils d’intégrale lumineuse du type « 100 ml par goutteur tous les 120 J/cm² de lumière cumulée ».

Ça fonctionne — mais c’est indirect. Le pourcentage et la CE de drainage vous disent ce qui s’est déjà passé dans le substrat plusieurs heures plus tôt. Vous pilotez dans le rétroviseur. Sur tables à drainage libre, par-dessus le marché, tout pourcentage de drainage au-dessus de zéro correspond à de l’eau que vous ne reverrez jamais.

Objectifs

Le PCH a conçu l’essai 2023 pour répondre à un ensemble précis de questions :

• Les capteurs de substrat peuvent-ils donner aux producteurs assez de confiance pour réduire en toute sécurité l’eau de drainage sur les systèmes de tables ?
• Quels seuils d’humidité et de CE dans le substrat sont des limites sûres avant que la culture ne souffre ?
• L’irrigation pilotée par capteurs maintient-elle ou améliore-t-elle le rendement, le calibre et la qualité des fruits ?
• L’approche peut-elle fonctionner sur une variété remontante comme la Karima, plus sensible aux à-coups d’irrigation que les non-remontantes ?

La solution Sigrow

Pour répondre à ces questions, le PCH a acquis six capteurs de substrat Sigrow Soil Mini pour suivre l’essai. Le Soil Mini fonctionne sur tous les substrats de serre — laine de roche, fibre de coco, tourbe, terre, perlite — et mesure les paramètres les plus importants en culture de fraises :

Ce qui a été mesuré :

• Teneur en eau du substrat (%) — le signal principal pour les décisions d’irrigation
• CE du substrat (mS/cm) — pour suivre la concentration en nutriments dans la zone racinaire
• Température du substrat
• Lumière ambiante
• Déficit de pression de vapeur (VPD)

Pour cet essai, l’humidité et la CE ont été les deux paramètres clés. Les capteurs ont continué de suivre les autres en arrière-plan, sans que l’équipe ne les utilise directement pour le pilotage.

Diviser le Mini-Air en section témoin et section d’essai

L’essai s’est déroulé sur un système Mini-Air sur tables, planté en variété remontante Karima le 29 mars 2023. Le PCH a ensuite réparti les six capteurs équitablement entre deux sections :

• Section témoin : trois capteurs, irrigués depuis la salle technique centrale du PCH selon la stratégie classique pilotée au drainage.
• Section d’essai : trois capteurs, irrigués depuis une unité de fertigation dédiée séparée, pilotable directement à partir des données capteurs.

Comme l’essai utilisait des plateaux Meerle bas (contenants peu profonds sur tables), l’équipe ne pouvait pas mesurer à plusieurs hauteurs dans le substrat. À la place, chaque section a placé un capteur dans une motte d’angle, un capteur dans une motte du milieu et un capteur dans le substrat libre entre les mottes. Le PCH a ainsi obtenu une image complète de la façon dont l’humidité et la CE circulent dans les différentes zones.

Phase 1 : apprendre à lire les données (avril – mi-juillet)

Pendant les ~3,5 premiers mois de la saison, le PCH a volontairement irrigué la section d’essai exactement comme la section témoin. L’objectif n’était pas encore d’économiser de l’eau — il s’agissait d’apprendre comment les valeurs des capteurs se comportaient sous une stratégie d’irrigation classique et bien connue.

Cette phase s’est révélée essentielle pour deux raisons :

1. Elle a fourni une base de référence claire de ce à quoi ressemblent une humidité et une CE de substrat « normales » dans les mottes et dans le substrat libre, aux différents stades de la culture.
2. Elle a permis de détecter un vrai problème opérationnel. Le 28 juin, les mesures de CE de drainage ont montré que l’unité dédiée fournissait soudain une CE très élevée — conséquence d’un pic de CE inexpliqué dans le bassin d’eau de pluie qui alimentait cette unité. L’équipe a immédiatement vidé le bassin et l’a rempli avec de l’eau de pluie propre. Le pic de CE, pourtant court, a néanmoins laissé une empreinte visible dans les données de substrat pendant plusieurs semaines, surtout sur le capteur placé dans la motte centrale du plateau. Sans suivi continu du substrat, cette contamination serait probablement passée inaperçue.

De cette expérience, le PCH a tiré une conclusion précoce importante : la CE du substrat est moins fiable que la CE de drainage comme signal de pilotage quotidien. Concrètement, la CE du substrat a augmenté avec le temps (surtout dans les mottes), alors que la CE de drainage est restée dans la fourchette cible. Clairement, les deux chiffres racontaient deux histoires différentes — l’essai a donc été ajusté en conséquence.

Phase 2 : irrigation pilotée par capteurs (mi-juillet – fin de saison)

À partir de la mi-juillet, la section d’essai est passée à une irrigation pilotée par capteurs. Sur la base de ce qu’avait révélé la première phase, le PCH a fixé des seuils clairs d’humidité du substrat :

• Minimum 40 % d’humidité dans les mottes — la zone où se fait l’absorption racinaire active
• Minimum 30 % d’humidité dans le substrat libre entre les mottes — il est acceptable de laisser se dessécher davantage, puisque la masse racinaire active y est plus faible
• CE de drainage maintenue entre 1,1 et 1,3 mS/cm — la fourchette cible standard pour la Karima remontante
• CE du substrat libre de monter, tant que la CE de drainage restait dans la cible

Les capteurs ont enregistré en continu, même si le PCH n’a pas automatisé l’unité de fertigation dédiée. À la place, l’équipe consultait les données d’humidité du substrat plusieurs fois par semaine et prenait des décisions d’irrigation manuelles : retenir l’eau quand l’humidité dépassait la cible, ajouter un cycle goutte-à-goutte quand elle approchait du minimum, ou augmenter l’apport si la CE de drainage commençait à monter fortement.

En règle générale, le PCH a maintenu les cycles goutte-à-goutte au minimum dont la culture avait réellement besoin — et non au maximum que le système permettait.

Analyse des données

Les données continues des capteurs ont mis en lumière plusieurs choses que le suivi par drainage seul avait toujours masquées. Quatre constats, en particulier, se sont détachés.

L’humidité a bien mieux tenu que prévu

Premièrement, même avec nettement moins de cycles goutte-à-goutte que la section témoin, l’humidité du substrat dans les mottes est restée confortablement au-dessus de la cible de 40 % sur la majeure partie de la seconde moitié de saison. La culture disposait donc de réserves dans le substrat que l’irrigation pilotée au drainage faisait inutilement passer à l’égout.

Les pourcentages de drainage ont plongé sous 5 % au pic de saison

Deuxièmement, dès fin juillet la section d’essai tournait avec des pourcentages de drainage bien inférieurs à 5 % — très en dessous des cibles classiques de 15 à 40 % — tandis que la CE de drainage restait dans la fenêtre cible. Autrement dit, la culture recevait simplement ce dont elle avait besoin, sans la marge de sécurité d’eau en plus que l’on ajoute habituellement.

L’accumulation de CE dans les mottes est devenue visible en temps réel

Troisièmement, la CE du substrat a grimpé régulièrement tout au long de la saison, surtout dans les mottes d’angle et du milieu — atteignant 8 à 9 mS/cm en septembre. Pendant ce temps, la CE de drainage est restée entre 1,3 et 1,8 mS/cm. Cet écart a confirmé le constat de la phase 1 : sur Karima en système Mini-Air sur tables, la CE du substrat peut dériver vers le haut sans que la CE de drainage ne le montre. La CE de drainage reste donc le signal de pilotage quotidien le plus fiable — mais la CE du substrat garde tout son intérêt comme alerte de tendance à plus long terme.

Une irrigation calée sur la culture, pas sur l’horloge

Enfin, comme l’humidité était visible en temps réel, les décisions d’irrigation ne dépendaient plus du calendrier (« un cycle tous les 120 J/cm² ») mais bien de la réponse de la culture (« un cycle dès que l’humidité approche 40 % dans la motte »). Beaucoup de jours, cela voulait dire moins de cycles. Quelques jours chauds, à l’inverse, cela en demandait davantage. Dans les deux cas, le pilotage était précis.

Actions mises en œuvre

Sur la base des données continues des capteurs, l’équipe du PCH a :

• Basculé la section d’essai d’une programmation goutte-à-goutte par calendrier à une programmation par seuils d’humidité dès la mi-juillet
• Réduit le nombre de cycles goutte-à-goutte quotidiens partout où l’humidité des mottes restait au-dessus de 40 %
• Ajouté des cycles de façon proactive quand la CE de drainage commençait à monter
• Détecté et corrigé la contamination du bassin d’eau de pluie du 28 juin avant qu’elle ne cause des dégâts durables
• Établi un jeu clair de seuils d’humidité du substrat pour la Karima sur tables Mini-Air, réutilisables dans les futurs essais et le conseil aux producteurs

Résultats et impact

Sur l’ensemble de la saison, les chiffres racontent une histoire nette :

Consommation d’eau

• Témoin : 520 L/m²
• Pilotée par capteurs : 419 L/m²
• Économies : 19,5 % d’eau apportée en moins

Eau de drainage produite

• Témoin : 189 L/m²
• Pilotée par capteurs : 118 L/m²
• Réduction : 38 % d’eau de drainage perdue en moins

Et surtout — cette réduction a été obtenue alors même que le PCH n’a appliqué l’irrigation pilotée par capteurs que sur la seconde moitié de la saison. Sur une saison complète, les économies auraient presque certainement été plus importantes.

Rendement et qualité des fruits : aucun compromis

Bien sûr, le véritable test de toute stratégie de réduction d’eau, c’est de savoir si elle pénalise la culture. Dans cet essai, ce n’est tout simplement pas le cas.

• Rendement : Les deux sections ont produit environ 2 kg par plant, soit 10 kg/m²
• Calibre des fruits : 75 % de fruits classés en gros calibre dans les deux sections
• Fermeté : No measurable difference
• Qualité visuelle : No measurable difference
• Brix (teneur en sucre) : No measurable difference
• Conservation : No measurable difference

Autrement dit : la culture n’a rien vu passer. Elle a produit le même poids, la même répartition de calibres et la même qualité — avec 19,5 % d’eau en moins et 38 % de drainage en moins.

À retenir

• Les capteurs de substrat transforment la réduction du drainage en décision fondée sur la donnée. Sur les systèmes de tables à drainage libre, une irrigation pilotée par capteurs peut réduire l’eau de drainage de près de 40 % sans perte de rendement ni de qualité.
• La CE de drainage reste le signal de pilotage quotidien le plus fiable pour la Karima sur tables Mini-Air — mais ce sont les données continues d’humidité du substrat qui permettent réellement aux producteurs de réduire l’irrigation avec confiance.
• La règle 40 % / 30 % d’humidité fonctionne en pratique. L’expérience du PCH montre que l’on peut, en toute sécurité, descendre l’humidité des mottes à 40 % et celle du substrat libre à 30 % sur de la Karima remontante.
• Le suivi continu repère des problèmes que la fertigation traditionnelle masque — comme le pic de CE de juin dans le bassin d’eau de pluie, qui serait autrement resté invisible jusqu’à l’apparition de dégâts sur la culture.
• Les économies d’eau croissent avec la durée d’utilisation. Cet essai n’a appliqué l’irrigation pilotée par capteurs que sur environ la moitié de la saison. Un déploiement sur saison complète pousserait probablement les économies plus haut.
• Les capteurs Soil Mini de Sigrow sont compatibles avec tout substrat de serre et fournissent les données d’humidité, de CE et d’environnement nécessaires à ce type de pilotage de précision de l’eau en culture de fraises.

À propos du Proefcentrum Hoogstraten

Proefcentrum Hoogstraten (PCH) est l’un des principaux centres de recherche appliquée pour la culture de la fraise et des légumes en Belgique, basé à Meerle. Le centre mène des essais à l’échelle commerciale pour le compte de producteurs et de partenaires industriels à travers l’Europe, autour des techniques de culture durables, de la gestion de l’eau, de l’adaptation au climat et de l’innovation variétale.

À propos du projet Life ACLIMA

Le PCH a mené ces travaux dans le cadre du projet Life ACLIMA, financé par le programme Life de l’Union européenne sous le numéro de subvention LIFE20-CCA-BE-1720. Le projet ACLIMA soutient l’adaptation au climat en horticulture en développant et en validant des outils pratiques pour la gestion durable de l’eau et des ressources.

Référence

Cette étude de cas s’appuie sur les travaux publiés de P. Melis, S. Laurijssen, M. Hofkens & V. Greffe (Proefcentrum Hoogstraten, Meerle), parus initialement dans :

“Drain in aardbeien te beperken met behulp van sensoren” — Proeftuinnieuws 20, 24 novembre 2023, pages 11-13.

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