Andalousie

La Consejería de Agricultura, Pesca, Agua y Desarrollo Rural (CAPAD) est l'organisme responsable de la planification et de la gestion des ressources hydriques dans chacune des démarcations hydrographiques intracommunautaires conformément aux principes de la DCE. Ses fonctions vont de la connaissance de l'état des ressources hydriques (disponibilité et qualité), des usages et des demandes, des infrastructures hydrauliques, jusqu'au développement et à la mise en œuvre des plans hydrologiques de démarcation et des plans correspondants de gestion des inondations et des sécheresses. Ainsi, en périodes de pénurie d'eau, les Planes Especiales de Sequía sont appliqués, dans lesquels sont établies des mesures spécifiques selon le niveau de sécheresse ou de pénurie, avec l'objectif de garantir l'approvisionnement en eau à la population et aux activités économiques essentielles, comme l'irrigation, et de préserver les écosystèmes aquatiques des impacts dérivés de la pénurie d'eau.

Des trois bassins intercommunautaires existant en Andalousie, le bassin du Guadalquivir est le plus important, 90 % de son territoire se trouvant dans la communauté andalouse, contrairement aux bassins du Guadiana (10 %) et du Segura (9 %). Il occupe 60 % du territoire de la communauté autonome et constitue l'entité de planification hydrologique la plus importante en matière d'irrigation, car il concentre 77 % de la surface irriguée andalouse. Pour ces raisons, dans ce livrable, il a été considéré comme bassin représentatif de l'irrigation andalouse.

Ses fonctions sont identiques à celles déjà décrites pour la CAPAD en Andalousie, mais appliquées à la démarcation hydrographique du Guadalquivir. En situation de pénurie, le Plan Especial de Sequía correspondant est appliqué.

Lorsque le volume d'eau capté est inférieur à 7 000 m³/an et qu'il est utilisé sur la même propriété où il est obtenu, le propriétaire est tenu de solliciter un permis d'exploitation. Cette exigence s'applique également à l'usage des eaux pluviales. Si le captage se trouve dans une zone de police (bande latérale de 100 m de large située de chaque côté du cours d'eau) ou dans une masse d'eau protégée, il sera nécessaire d'obtenir une autorisation administrative préalable.

En revanche, si le volume d'eau dépasse 7 000 m³/an ou si le captage se déroule en dehors du périmètre de la propriété où l'eau est destinée, il sera indispensable d'engager une concession.

Concernant les concessions, il est important de tenir compte du fait qu'elles ont un caractère temporaire, c'est-à-dire que leur durée est établie dans la résolution administrative et qu'elles sont sujettes à renouvellement ou extinction. Elles sont transmissibles (sur autorisation préalable) et sont soumises aux conditions établies dans la résolution même de l'Agence.

Le calcul de l'indice d'état de sécheresse prolongée (IESP) de chaque UTS repose sur l'analyse des séries historiques de précipitations au moyen du SPI, indicateur de précipitation standardisé. Il s'agit d'un indice normalisé qui prend des valeurs proches de zéro en situation de normalité, positives lorsque la précipitation au cours de la période étudiée est supérieure à la moyenne et négatives dans le cas contraire. La méthodologie complète de calcul et son application à chacune des UTS de la démarcation est exposée dans la section 5.1 du PES.

L'IESP de chaque UTS sera une valeur comprise entre 0 et 1, la valeur 0,3 correspondant à la valeur du SPI qui coïncide avec l'impossibilité de maintenir les débits écologiques minimaux fixés dans le plan hidrológico de demarcación. Dans ces circonstances, il est possible d'assouplir ces valeurs minimales.

L'indicateur d'état de pénurie (IEE) de chaque UTE s'obtient à partir de la relation entre la disponibilité des ressources et les demandes, en identifiant les situations de déficit conjoncturel dans chacune d'elles.

Pour chaque UTE, on sélectionne une variable ou un ensemble de variables les plus représentatives de l'évolution de la disponibilité des ressources. Ces variables peuvent être : les volumes stockés dans les retenues, les apports d'entrée aux retenues, les précipitations, etc., qui sont évalués à l'échelle mensuelle. La description complète du calcul de l'IEE et des seuils d'entrée dans les différents scénarios de pénurie est disponible dans la section 5.2 du PES de la démarcation.

L'IEE prend des valeurs entre 0 et 1. Des valeurs supérieures à 0,5 indiquent que l'UTE est en situation de normalité, des valeurs entre 0,5 et 0,3 un état de pénurie modérée (pré-alerte), entre 0,3 et 0,15 une pénurie sévère (alerte) et inférieures à 0,15 une pénurie grave (urgence).

À partir du moment où une UTS entre en situation de sécheresse prolongée (IESP < 0,3) et/ou qu'une UTE est en dehors de la situation de normalité (IEE < 0,5), les mesures d'action correspondantes sont activées. Il peut même être déclaré une situation exceptionnelle pour sécheresse extraordinaire de la part du président de l'organisme de bassin, lorsque dans une ou plusieurs UTE en alerte coïncident temporellement et géographiquement avec une UTS en situation de sécheresse prolongée, ou bien lorsqu'une ou plusieurs UTE en urgence coïncident temporellement et géographiquement avec une UTS en situation de sécheresse prolongée. Dans cette « situation exceptionnelle pour sécheresse extraordinaire » et pour la zone concernée par la déclaration, la Junta de Gobierno de l'organisme de bassin évaluera la nécessité et l'opportunité de demander au Gouvernement, par l'intermédiaire du Ministère exerçant les compétences en matière d'eau, l'adoption des mesures nécessaires concernant l'utilisation du domaine public hydraulique, conformément à ce qui est prévu à l'article 58 du TRLA.

L'action de l'organisme de bassin en situations de sécheresse prolongée et de pénurie conjoncturelle est définie par les conditions d'entrée et de sortie dans chaque situation (tableau 1).

Chaque UTE dispose d'un plan d'action spécifique pour chaque niveau de pénurie. À titre d'exemple, ont été choisies les UTE 0701 Regulación General (Tableau 2) et l'UTE 0102 Madre de las Marismas (Tableau 3). Dans ces tableaux figurent des mesures d'action dans le domaine de l'irrigation à différents niveaux de gravité de la pénurie. Le niveau de précision des mesures varie considérablement entre les deux UTE. L'UTE Regulación General coïncide en presque totalité avec le système d'exploitation du même nom, qui est le plus étendu du bassin et qui concentre 40 % de l'irrigation de la démarcation. En raison de son étendue territoriale (elle couvre depuis la source jusqu'à l'embouchure du Guadalquivir), elle présente une grande diversité de cultures et de systèmes de conduite, ce qui rend difficile l'établissement de réductions des dotations d'irrigation de manière généralisée pour tout le territoire. On trouve la situation opposée dans l'UTE Madre de las Marismas, située dans le tronçon final du Guadalquivir, autour de Doñana, d'une étendue considérablement inférieure et avec une plus grande homogénéité des exploitations d'irrigation. Dans ce cas, il y a bien des recommandations spécifiques de réductions des dotations d'irrigation pour les différents niveaux de gravité des situations de pénurie conjoncturelle.

Les plans d'action des UTE de la démarcation doivent servir de guide aux communautés d'irrigants (CCRR) situées dans chacune d'entre elles, afin de transposer à l'échelle de la communauté d'irrigants (CR) les mesures du PES pour établir des critères de répartition de la dotation d'eau en situations de pénurie. À partir de là, chaque CR pourra établir des mesures plus ou moins exigeantes que celles proposées dans le plan d'action de son UTE en fonction de ses circonstances particulières.

L'information publique sur les états de sécheresse, dans la démarcation du Guadalquivir, est accessible depuis la section politique de gestion des sécheresses du site de l'organisme, qui fournit des rapports sur les états de pénurie et de sécheresse actuels, ainsi que des cartes interactives avec l'état des différentes UTS et UTE. Cette information est complétée par celle fournie par le bulletin hydrologique péninsulaire du MITECO, avec des informations actualisées hebdomadairement sur l'état et l'évolution des ressources hydriques (niveaux des retenues, précipitations, débits moyens entre autres variables) de chaque démarcation du pays au moyen d'un dashboard . Ce type d'outils garantit la transparence et l'accès à une information actualisée sur la gestion de l'eau en périodes de pénurie.

En situations de pénurie, il est possible d'appliquer la cession temporaire de droits entre usagers de l'eau, instrument juridique prévu dans le TRLA en son art. 67, comme mesure complémentaire à celles régies dans les PES.

Ainsi, dans la démarcation hydrographique du Guadalquivir, l'application de la Cession de Droits d'Irrigation entre communautés d'irrigants est habituelle, instrument juridique régulé par l'organisme de bassin pour optimiser l'usage de l'eau lors d'épisodes de pénurie.

Les contrats de cession de droits sont volontaires, sont formalisés par écrit et doivent être notifiés à la Confederación Hidrográfica del Guadalquivir, qui en autorise la mise en œuvre et veille à leur transparence. En sont des exemples la centaine de contrats autorisés par la Confederación en 2023 ; ou en 2024 le contrat signé entre les CCRR de Genil Margen Izquierda et Valle Inferior .

L'amélioration de l'efficience de l'usage de l'eau à l'échelle de CR inclut tant l'action sur les infrastructures hydrauliques, leur gestion et leur amélioration, que l'action sur les aspects agronomiques.

5.1.1. Installations hydrauliques

Les principales actions sur les installations hydrauliques sont :

• Modernisation du système de distribution d'eau. La transformation des systèmes ouverts de transport et de distribution d'eau en réseaux sous pression, même si leur fonctionnement implique des coûts énergétiques, est une action qui améliore l'efficience dans le transport et la distribution de l'eau à l'échelle de CR, acquérant une importance particulière en situations de pénurie.
• Systèmes de stockage. Lorsque cela est possible (disponibilité d'espace et autorisations administratives correspondantes), il est recommandé de disposer de bassins de stockage pour minimiser la réduction des dotations en situations de pénurie.

5.1.2. Conduite des installations hydrauliques

Sont présentées ci-après quelques-unes des actions possibles relatives à la conduite des installations :

• Maintenance du système hydraulique : inspections des installations de la CR, détection et réparation des fuites, remplacement des équipements de pompage au fonctionnement inefficient, etc. Une maintenance adéquate minimise les pertes d'eau en moments de pénurie.
• Optimisation de l'opération des stations de pompage. Régulation des stations de pompage ajustée à la plage de débits et de pressions du système afin d'éviter la consommation inutile d'énergie, en optimisant le bon fonctionnement du système et sa durabilité.
• Modification de la gestion ordinaire des installations. Dans le bassin du Guadalquivir, il existe des CCRR dont le système de distribution est mixte : ouvert (canaux) depuis le point de captage jusqu'à la/aux station(s) de pompage et de là jusqu'aux bornes au moyen de réseaux sous pression. La conduite de ce type d'installations est complexe et requiert des débits minimaux circulant dans le canal ; c'est pourquoi, en situations de pénurie, l'irrigation à la demande est temporairement supprimée et la demande est concentrée en tours d'irrigation associés aux périodes durant lesquelles le canal transportera un débit adéquat, en répartissant la dotation disponible sur ces périodes.

5.1.3. Aspects agronomiques

La fréquence des périodes de pénurie dans les bassins méditerranéens comme celui du Guadalquivir rend opportun que les CCRR émettent des recommandations sur les espèces ou variétés possibles à cultiver, tant en cultures annuelles que pérennes, qui soient plus efficientes dans l'usage de l'eau et fournissent des productions rentables, pour mieux s'adapter aux situations de pénurie et minimiser les pertes économiques.

À l'échelle de la parcelle, il est possible d'améliorer l'efficience de l'usage de l'eau au moyen d'actions sur l'installation d'irrigation, sa conduite et les aspects agronomiques.

5.2.1. Installations d'irrigation

Transformation vers des systèmes d'irrigation efficients. Le choix du système d'irrigation et sa conception est l'un des facteurs qui déterminent le plus la durabilité et l'efficience ou le rendement dans l'usage de l'eau, puisque ce choix conditionne l'uniformité de la distribution de l'eau, la réduction des pertes et l'adaptation aux besoins spécifiques des cultures et du sol. Une bonne conception du système d'irrigation garantit que l'eau soit distribuée de manière uniforme sur toute la parcelle, ce qui est essentiel pour la croissance homogène des cultures et l'augmentation de la production. Par ailleurs, une bonne conduite de l'irrigation réduit ou évite les pertes d'eau par ruissellement, percolation profonde ou par évaporation et dérive, parvenant à rapprocher la lame totale appliquée ou lame brute de la lame qui correspond aux besoins ou lame nette ou requise. Dans le cas où les exigences d'irrigation sont satisfaites, c'est-à-dire en couvrant la lame requise en tous les points, une bonne uniformité permet d'atteindre un bon rendement d'application, comme on peut le voir dans la figure 4.

Ainsi, avec une bonne conception de l'irrigation, on pourra obtenir un bon rendement d'application

Des systèmes tels que l'irrigation goutte-à-goutte permettent une application précise de l'eau directement dans la zone racinaire des plantes, en minimisant les pertes.

Par ailleurs, chaque culture et chaque type de sol ont des besoins en eau différents. Un système d'irrigation bien conçu peut être ajusté pour satisfaire ces besoins spécifiques (doses d'irrigation et intervalles entre celles-ci), en optimisant l'usage de l'eau et en améliorant la santé et la productivité des cultures. Le choix du système d'irrigation dans l'exploitation est un élément de base pour réduire les volumes d'eau dans l'exploitation.

Irrigation localisée

Cette technique consiste à appliquer l'eau directement dans la zone racinaire des plantes au moyen d'émetteurs ou de goutteurs, ce qui minimise les pertes par évaporation et ruissellement. Il s'agit d'un système d'irrigation dans lequel les émetteurs sont distribués le long des rampes, soit montés sur la conduite, soit intégrés à celle-ci. Les goutteurs sont conçus pour que la pression à l'intérieur de la conduite soit drastiquement réduite et que l'eau soit libérée, goutte à goutte, sur un point précis de la parcelle. Cette application précise de l'irrigation non seulement optimise l'usage de l'eau, mais permet aussi l'application conjointe de nutriments, ce qui améliore l'efficience de la fertilisation. Bien que l'investissement initial puisse être élevé et qu'elle requière une maintenance régulière pour éviter les obstructions dans les goutteurs, les bénéfices à long terme, tant économiques qu'environnementaux, sont considérables.

Aspersion

L'irrigation par aspersion est une méthode d'irrigation qui simule la pluie, en distribuant l'eau au moyen d'asperseurs. Cette technique permet de couvrir de grandes étendues de terrain de manière uniforme, en s'adaptant à divers types de cultures et de terrains, y compris ceux à topographie irrégulière.

Dans ce système d'irrigation, l'eau est conduite sous pression jusqu'aux émetteurs, qui la distribuent à travers l'air sous forme de pluie sur toute la surface de la parcelle, générant un ensemble de surfaces mouillées qui se chevauchent. Les dispositifs émetteurs pouvant être utilisés sont les asperseurs ou les déflecteurs, qui travaillent à de fortes pressions et génèrent un jet d'eau pulvérisée en gouttes. L'intensité et la distribution de l'eau peuvent être ajustées selon les besoins de la culture et les conditions climatiques, permettant une application précise et contrôlée.

Les systèmes d'aspersion peuvent être stationnaires, où les asperseurs restent fixes, et des systèmes de déplacement continu, où les asperseurs se déplacent automatiquement à travers le champ au moyen de machines d'irrigation.

Malgré ses avantages, l'irrigation par aspersion présente certains inconvénients. Les pertes d'eau par évaporation et dérive du vent sont des facteurs à prendre en compte, en particulier dans les climats chauds et venteux. De plus, la consommation d'énergie pour mettre l'eau sous pression peut être élevée, augmentant les coûts d'exploitation. Il est donc important de sélectionner les asperseurs adéquats et d'ajuster la pression de l'eau pour minimiser ces pertes.

• Maintenance du système d'irrigation : les inspections du système d'irrigation, la réparation des fuites et des obstructions, et le calibrage des asperseurs et des goutteurs garantissent une distribution uniforme de l'eau. Les vannes de contrôle de pression et les régulateurs de débit optimisent davantage l'efficience.
• Stockage et réutilisation de l'eau : la construction de bassins/réservoirs pour stocker l'eau, afin de faire face à la sécheresse saisonnière. Sous serres, on peut construire des systèmes de réutilisation de l'eau de drainage.
• Ajustement du flux d'eau et de la pression de travail dans le pompage du puits : la sélection correcte de la pompe submersible en fonction du débit souhaité et de la pression de pompage, conjointement à l'installation de systèmes de régulation et à la maintenance périodique du système, évitent la consommation inutile d'énergie, en optimisant le bon fonctionnement du système et sa durabilité.

5.2.2 Conduite de l'irrigation

Pour développer des stratégies d'usage efficient de l'eau d'irrigation, comme l'irrigation déficitaire, il est nécessaire de connaître la quantité d'eau qui peut être réduite sans diminuer le rendement et la qualité des cultures. Cela dépend, entre autres facteurs, des étapes de croissance de la plante.

Pour utiliser ces techniques, il est indispensable de connaître les périodes les plus et les moins sensibles au déficit hydrique de la culture en question et leur impact sur la production finale et sa qualité. De nos jours, ces étapes les plus sensibles au déficit hydrique sont connues pour la majorité des cultures. Cela s'applique principalement à des cultures ligneuses, bien qu'il serait possible de l'appliquer à des cultures comme le maïs, qui est très sensible lorsqu'il arrive à la floraison et durant les premières étapes de la nouaison du grain. En appui à la mise en œuvre d'irrigations déficitaires, on peut consulter le document de la FAO sur la variation du rendement des cultures en fonction de l'eau disponible comme introduction à cette thématique.

Il existe différentes techniques d'irrigation déficitaire :

1. Irrigation déficitaire contrôlée : consiste à réduire les doses d'eau seulement durant les étapes de la culture les moins sensibles au manque d'eau, sans compromettre le rendement (tant en quantité qu'en qualité), c'est-à-dire sans mettre en péril la viabilité de l'exploitation.
2. Irrigation déficitaire saisonnièrement soutenue : repose sur une réduction proportionnelle à la consommation optimale d'eau de la culture répartie de manière invariable tout au long de la saison d'irrigation.
3. Irrigation avec assèchement partiel de la zone racinaire : repose sur l'alternance des zones de sol humide. Tandis qu'une partie des racines se trouve dans la zone humide, l'autre partie reste dans la partie sèche. Toutes les 2-3 semaines, la zone humide est alternée avec la zone sèche.

Les techniques d'irrigation déficitaire peuvent être très intéressantes et donner de bons résultats dans de nombreux cas. Mais leur efficacité va dépendre du système d'irrigation, du type de sol et de l'adaptabilité de la culture.

5.2.2 Aspects agronomiques

À l'échelle de la parcelle, les principales actions de type agronomique visant à améliorer l'efficience de l'usage de l'eau d'irrigation sont :

• Gestion du sol : l'amélioration de la capacité de rétention d'eau du sol par l'incorporation de matière organique (compost et fumier), un travail du sol minimal facilitent l'infiltration de l'eau et augmentent la capacité de rétention de celle-ci dans le sol. L'utilisation de couvertures végétales et de paillages aide à réduire tant l'évaporation directe de l'eau du sol que l'érosion et la formation de croûtes superficielles, facilitant l'infiltration.
• Sélection de cultures et de variétés : choisir des espèces ou des variétés qui requièrent moins d'eau ou aux cycles de culture plus courts peut contribuer ; c'est une stratégie pour réduire la pression sur les ressources hydriques.
• Optimisation du calendrier de semis et de récolte : ajuster les dates de semis en fonction des prévisions météorologiques, ainsi que des cycles végétatifs des espèces, et pouvoir éviter les phases critiques au déficit hydrique de la culture durant les périodes les plus sèches et chaudes.

Ces actions, bien que souvent considérées comme complémentaires, jouent un rôle clé dans le développement de systèmes agricoles plus efficients et résilients face à la pénurie de ressources hydriques.

Les communautés d'irrigants en situations de normalité disposent généralement de la distribution annuelle des parcelles irriguées et des cultures implantées ou que l'on souhaite implanter. Si cet inventaire est stocké chaque campagne d'irrigation sur un système d'information géographique (base de données géoréférencées qui se visualise sous forme de cartes), l'identification des parcelles avec cultures pérennes (ligneuses) et avec cultures à implantation annuelle (herbacées) est considérablement facilitée. Cette différenciation est importante au moment d'appliquer les mesures prescrites des PES dans l'UTE où se situe la communauté (tableaux 2 et 3).

La CR peut vérifier l'inventaire annuel des cultures bien au moyen de visites de terrain complétées par des vols de drone aux moments clés de la campagne.

Avec cette information, les techniciens de la CR peuvent concevoir une répartition de l'eau, à partir des critères suivants :

1. Réductions spécifiques établies dans le PES dans l'UTE de la CR (tableau 3).
2. Priorité à la survie des cultures ligneuses pluriannuelles, comme le détermine la loi sur les eaux (estimée à 35 % des besoins productifs) lorsque les mesures à adopter dans les différents scénarios de pénurie conjoncturelle d'UTE ne le spécifient pas (tableau 2).
3. Quantification de la surface en cultures irriguées et détermination du volume par unité de surface de répartition possible après avoir pris en compte l'efficience du transport et de la distribution de l'eau dans les infrastructures communales.

Ensuite, la CR doit donner une réponse individualisée à chaque irrigant qui a déclaré les parcelles qu'il gère, celles qu'il souhaite irriguer et les cultures qu'il souhaite semer, si avec la répartition d'eau effectuée il peut irriguer toute la surface déclarée en satisfaisant les besoins annuels des cultures qu'il souhaite semer, s'il dispose de suffisamment d'eau pour que la culture génère une production lui permettant de récupérer, au minimum, les coûts de production.

Si, à l'appréciation de la Communauté, cela n'est pas possible, il faut limiter la surface et les parcelles que l'agriculteur peut irriguer, afin d'éviter les conflits et disputes pour l'eau au milieu de la campagne d'irrigation.

Dans le cas de cultures pérennes, l'agriculteur devra appliquer des irrigations déficitaires.

Sont décrits ci-après des outils numériques qui permettent, depuis l'estimation des besoins des cultures à partir de données climatiques, jusqu'aux systèmes d'aide à la décision de dernière génération pour la conduite de l'irrigation dans des conditions de pénurie.

6.2.1. Estimation des besoins en eau d'irrigation à partir du calcul de l'évapotranspiration de la culture et programmation de l'irrigation

En Andalousie, tant les techniciens des CCRR que les agriculteurs à titre individuel peuvent accéder à des informations agrométéorologiques publiques que fournit la Red de Información Agroclimática de Andalucía (RIA) , composée de stations météorologiques qui font partie du Sistema de Información Agroclimática para el Regadío (SIAR) dépendant du Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, distribuées sur le territoire et situées dans les zones d'irrigation. Dans ces stations est calculée l'Évapotranspiration de référence (ETo), donnée fondamentale pour déterminer les besoins hydriques des cultures. Ces données sont ouvertes et il est possible d'y accéder au moyen de différentes applications de programmation d'irrigation, qu'elles soient publiques ou commerciales.

Il est possible d'accéder à des recommandations d'irrigation hebdomadaires de diverses cultures à travers la plateforme SERVIFAPA , ainsi que des applications spécifiques pour la programmation de l'irrigation des cultures d'olivier, d'amandier, de fruits rouges, entre autres, déterminée à partir des caractéristiques de chaque exploitation, telles que la station météorologique de référence, les données des cultures, les caractéristiques du système d'irrigation et du sol, le volume d'eau disponible. Si l'exploitation disposait d'une station météorologique propre, ces données pourraient être utilisées au lieu de celles de la station publique la plus proche.

Le SIAR permet le calcul des besoins nets d'irrigation d'un ensemble vaste de cultures en fonction uniquement de la localisation géographique et de la culture.

Il existe des applications gratuites pour la programmation d'irrigations et de fertigations de précision développées dans différents groupes opérationnels d'envergure andalouse. L'application web TIC4BIO permet différentes options de programmation d'irrigations de précision de l'olivier, pour des exploitations à différents degrés de numérisation. Pour la fertigation de précision en oliveraie avec des eaux régénérées, est disponible l'application REUTIVAR pour appareils mobiles.

L'utilité des outils décrits en situations de pénurie est de faciliter aux techniciens des CCRR la publication de recommandations d'irrigation informées pour leurs communiers. Ces recommandations se baseront sur l'évolution des variables climatiques (par exemple, la température), la disponibilité d'eau (dotations réduites) et la distribution de cultures, en envisageant même l'application d'irrigations déficitaires pour répartir de manière optimale l'eau disponible en minimisant les pertes de récolte.

6.2.2. Utilisation de capteurs d'aide aux décisions d'irrigation

Il existe une vaste gamme de systèmes de monitoring des variables qui affectent les besoins en eau (climatiques, du sol et de la plante). Ces systèmes sont constitués de capteurs avec communication de type Internet des objets (IoT), ce qui permet l'accès aux valeurs enregistrées à partir de n'importe quel appareil avec communication Internet.

Outre les capteurs climatiques (stations météorologiques), dont l'utilité a déjà été décrite dans la section précédente, qui fournissent des données clés pour le calcul des besoins des cultures, l'usage de capteurs de monitoring de la teneur en humidité du sol en temps réel se généralise, ce qui permet de réaliser des ajustements précis dans l'irrigation pour éviter l'excès ou le manque d'eau. À partir des lectures automatisées de ces capteurs, visualisables sous forme graphique, il est possible de maintenir l'eau du sol à disposition des racines de la culture entre des limites qui permettent de réduire drastiquement les pertes d'eau (drainage, ruissellement, évaporation) et, par là même, d'augmenter l'efficience de l'usage de l'eau en situations de pénurie et de minimiser les pertes de production. Ces limites, entre la capacité au champ et un pourcentage de la fraction d'épuisement d'eau du sol, dépendent principalement du type de culture, du stade de développement de la culture et des caractéristiques du sol.

Une autre option consiste à utiliser des capteurs de plante (sonde de potentiel hydrique, dendromètres) pour le suivi de l'état hydrique de la culture et ajuster ainsi la programmation de l'irrigation.

Ainsi, l'application web TIC4BIO citée dans la section précédente offre la possibilité de réaliser la programmation de l'irrigation en utilisant la teneur en humidité du sol enregistrée par le capteur correspondant pour estimer le déficit d'humidité du sol, valeur nécessaire pour déterminer les besoins d'irrigation au moyen du bilan hydrique.

L'usage de capteurs à l'échelle de l'exploitation permet d'ajuster les recommandations d'irrigation générales proposées par les techniciens de la CCRR aux conditions particulières de chaque exploitation, améliorant ainsi l'efficience de l'usage de l'eau d'irrigation.

Il est évident que ces systèmes de programmation d'irrigations s'adaptent mieux aux systèmes d'irrigation sous pression (aspersion, goutte-à-goutte, microaspersion) qu'à l'irrigation de surface, puisqu'ils permettent de restituer l'eau consommée par la culture avec une fréquence élevée et, par conséquent, d'éviter les pertes habituelles d'eau qui se produisent généralement en irrigation de surface.

Il existe diverses entreprises qui offrent du conseil pour l'usage de capteurs aux exploitations agricoles qui figurent sur digiMAPA , moteur de recherche web d'entreprises et de technologies « agrotech » pour le secteur agroalimentaire du Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación.

Il convient de tenir compte des limitations de l'usage de capteurs comme outil unique de programmation de l'irrigation, puisqu'ils sont normalement situés en un point unique de l'exploitation, ce qui empêche de prendre en compte la variabilité du sol et du développement de la culture dans des zones différentes de l'exploitation. Ils apportent de l'information sur l'évolution temporelle des variables, par exemple, la variation de la teneur en humidité du sol après une irrigation, sur la teneur en humidité à différentes profondeurs pour identifier s'il y a percolation, aidant ainsi à l'ajustement des recommandations d'irrigation générales.

6.2.3. Télédétection : satellites et drones

La télédétection est un outil qui permet d'obtenir des informations sur des objets situés à la surface terrestre sans nécessité de contact physique direct. Cela se fait au moyen de la détection et de l'enregistrement de l'énergie que les objets réfléchissent ou émettent, en utilisant des capteurs spécialisés. La télédétection peut être passive ou active selon que la captation du rayonnement est naturelle (lumière visible ou les bandes de l'infrarouge réfléchi et thermique) ou est émise par le capteur puis réfléchie par les objets (radar, laser).

L'application de la télédétection permet de déterminer avec une grande précision quelle culture est implantée sur chaque parcelle, et si elle est irriguée. Il est possible d'estimer l'évapotranspiration réelle des cultures à partir de la température de la surface terrestre obtenue de l'analyse d'images qui mesurent le rayonnement infrarouge thermique et de déterminer leurs besoins d'irrigation. Dans le cas des CCRR, cela permet d'estimer avec une certaine précision l'eau évapotranspirée sur le territoire de la CR et de réaliser un suivi automatisé et périodique des surfaces irriguées, des surfaces de cultures et des consommations totales d'eau, facilitant ainsi la gestion des ressources hydriques de la CR en situations de pénurie. C'est un outil qui peut être utilisé pour réaliser des inventaires de cultures (section 6.1)

Sont disponibles différentes plateformes de traitement d'images satellitaires gratuites telles que Sentinel Hub et Google Earth Engine .

Les drones fournissent une information semblable à celle des satellites avec une résolution spatiale beaucoup plus grande (de l'ordre du cm), mais avec un coût plus élevé (réalisation du vol et traitement des images), cette information n'étant pas disponible sur des plateformes ouvertes.

6.2.4. Systèmes de mesure et de contrôle de l'irrigation : compteurs et manomètres numériques

Pour maximiser l'efficience de l'usage de l'eau d'irrigation, il est nécessaire, en plus d'ajuster la dose d'eau à appliquer, de contrôler le système hydraulique de distribution d'eau de la CR, afin d'éviter les pertes d'eau (non productive) en détectant la survenue de ruptures et de fuites dans celui-ci, en particulier en périodes de pénurie, et de gérer les opérations du système (ordinaires et extraordinaires) afin qu'elles interfèrent minimalement avec l'irrigation des différentes exploitations de la CR.

L'usage de capteurs de pression avec connexion IoT aux points clés du système hydraulique (stations de pompage, conduites principales, bornes) facilite la détection précoce d'avaries et de fuites (survenue et localisation) et donc la réduction des pertes d'eau. La diminution soudaine de la pression aux points d'échantillonnage par rapport aux valeurs habituelles est un indicateur de survenue de fuites/avaries. Il est possible de configurer des systèmes d'alerte sur les téléphones et ordinateurs des variations de pression sur les plateformes de communication IoT qui avertissent les techniciens des CCRR de pannes possibles dans leur système hydraulique.

L'incorporation des compteurs numériques tant à l'échelle de la CR (par exemple, à la sortie des stations de pompage) qu'à l'échelle de l'exploitation (sur la borne) permet une mesure précise de l'eau appliquée à l'irrigation et le temps réel de la consommation d'eau, facilitant également la détection précoce de fuites (par défaillance du système ou connexions non autorisées au réseau de la CR) avec l'économie d'eau qui en découle. De plus, l'installation de systèmes de contrôle volumétrique connectés à des plateformes numériques permet un suivi détaillé de la consommation d'eau, ce qui s'avère fondamental pour améliorer la transparence et la traçabilité dans la gestion de l'irrigation.

Au moyen de la mise en œuvre de technologies avancées, telles que les capteurs de débit, la télémétrie et l'analyse de données en temps réel, les agriculteurs peuvent surveiller avec précision l'eau utilisée dans leurs cultures. Cela permet non seulement un ajustement dynamique de l'irrigation en fonction des besoins spécifiques de chaque parcelle, mais contribue aussi à éviter le gaspillage d'eau et à optimiser les coûts de production, grâce au contrôle de l'installation d'irrigation.

6.2.5 Systèmes avancés de gestion de l'irrigation : systèmes prédictifs et jumeaux numériques

L'information historique enregistrée par des capteurs tant locaux (dans le système atmosphère-sol-plante et dans les installations hydrauliques) que distants permet d'alimenter des systèmes prédictifs basés sur des algorithmes d'intelligence artificielle comme les réseaux de neurones avec différents niveaux de complexité. Ces algorithmes peuvent estimer, avec des erreurs de prédiction de l'ordre de 2 %, la demande en eau à l'échelle de CR pour les 7 prochains jours à partir de la distribution des cultures, des registres des compteurs de bornes, de la température. Cette information permet d'optimiser la gestion tant de la ressource eau en conditions de pénurie que de l'énergie nécessaire au fonctionnement des systèmes d'irrigation sous pression, avec l'ajustement consécutif des coûts de l'irrigation et leur répercussion sur la rentabilité des exploitations.

Dans des CCRR avec un haut niveau de numérisation, il serait possible de mettre en œuvre des systèmes d'aide à la décision de dernière génération comme les jumeaux numériques, qui intègrent les différents outils décrits précédemment (depuis les capteurs IoT, la télédétection, la modélisation hydraulique, les systèmes prédictifs). Un jumeau numérique d'une CR est une réplique virtuelle du système de distribution d'eau depuis le point de captage (stations de pompage, prises sur la rivière) jusqu'aux bornes en parcelle, qui est connectée au système réel à travers un réseau de capteurs (débitmètres et capteurs de pression) en temps réel. L'opérateur du système peut simuler le comportement du réseau de la communauté, en considérant les caractéristiques réelles de celui-ci fournies par les capteurs, face à de multiples scénarios de fonctionnement, par exemple, des réductions variables de la dotation d'eau selon la culture ou le groupe de cultures associés à chaque borne, des tours d'irrigation en situations de pénurie.