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Calculer la réserve utile d'un sol (RU et RFU)

La réserve utile (RU) d’un sol est la quantité d’eau qu’il peut céder à une culture sur toute la profondeur de ses racines ; elle s’exprime en mm d’eau. Le calculateur ci-dessous vous permet de l’estimer, en renseignant la texture de votre sol, horizon par horizon, puis en déduit la réserve facilement utilisable (RFU) de votre culture. Les notions sur lesquelles il repose sont développées dans l’article Faut-il recharger la réserve utile du sol avant l’été ?.

Retrouvez sous le calculateur toutes les définitions des notions techniques utilisées dans le calculateur, ainsi que son mode d’emploi.

Outil 1 : Calculateur de réserve utile (RU) d'un sol

Estimez l'eau que votre sol peut céder à votre culture (RU et RFU), horizon par horizon.

Exemples
  1. Votre culture

    Fraction p de 0,50, valeur que la FAO cite comme courante.

    Réglez la profondeur d'enracinement que vous observez sur votre parcelle.

  2. Votre sol, horizon par horizon

    Décrivez chaque horizon, de la surface vers la profondeur : un onglet par horizon. Le profil se redessine à chaque réglage.

    cm030Horizon 159 mmLoam limoneuxHorizon 215 mmSable60racines : 60 cmcm030Horizon 159 mmLoam limoneuxHorizon 215 mmSable60racines : 60 cm

    Eau utilisable retenue par chaque horizon

    De 0 à 30 cm

    Ce que vous connaissez de cet horizon

    1,95 mm d'eau par cm de terre fine 59 mm d'eau

    classe USDA Loam limoneux, Saxton et Rawls (2006)

  3. Le résultat

    Lancez la simulation pour calculer le résultat avec vos réglages.

    Réserve utile (RU)

    73mm d'eau

    sur 60 cm de zone racinaire, soit 730 m³/ha

    Réserve facilement utilisable (RFU)

    37mm d'eau

    fraction p de 0,50 pour cette culture

    RFU en vague de chaleur

    22mm d'eau

    pour une ETc de 10 mm d'eau par jour (p de 0,30)

    vague de chaleur

    facilement utilisable : 37 mmdifficilement utilisable : 37 mm

    Sans pluie ni irrigation, une culture dont l'ETc est de 5 mm d'eau par jour consomme cette RFU en 7 jours environ.

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Calcul indicatif, horizon par horizon. L’eau retenue par chaque horizon est estimée par les équations de Saxton et Rawls1 pour une classe de texture USDA ou une analyse granulométrique, et par les valeurs de Bruand, Duval et Cousin2 pour une classe du triangle de l’Aisne. L’eau retenue par les cailloux suit les valeurs retenues par Arvalis3. La RFU est calculée avec la fraction p de votre culture, tirée de la FAO-56 ou de sa mise à jour de 2021, ou retenue par le hub, l’application web des sondes d’humidité connectées Akuasense (tableau 5)4,5,6.

Le calculateur se remplit dans l’ordre de ses trois étapes : votre culture, votre sol, puis la lecture du résultat. Chaque changement de réglage met à jour le schéma du profil de sol et le résultat.

1. Choisir votre culture et sa profondeur d’enracinement

Section intitulée « 1. Choisir votre culture et sa profondeur d’enracinement »

Le choix de votre culture fixe deux valeurs : la fraction p et une fourchette de profondeurs d’enracinement. Ce sont les valeurs qu’utilise le hub, l’application web des sondes d’humidité connectées Akuasense : selon la culture, elles viennent du tableau 22 de la FAO4 ou de sa mise à jour de 2021 par Pereira et ses collègues5,6.

La fraction p est la part de la RU que votre culture peut consommer sans souffrir du manque d’eau. Tant que le sol est bien pourvu en eau, il la fournit assez vite pour répondre à la demande de la culture, qui transpire normalement. À mesure qu’il s’assèche, l’eau restante est retenue de plus en plus fortement et parvient de plus en plus lentement aux racines. En dessous d’un seuil, elle n’arrive plus assez vite pour couvrir la transpiration : la culture réduit sa transpiration, et le stress hydrique commence, bien avant le point de flétrissement4. La fraction p fixe ce seuil : avec une fraction p de 0,50, la culture peut consommer la moitié de la RU avant que le stress ne commence. Multipliée par la RU, elle donne la RFU.

La profondeur d’enracinement est la profondeur jusqu’à laquelle les racines de la culture prélèvent l’eau. Elle dépend de l’espèce et de son âge, mais aussi du sol : un horizon compact, une roche ou une nappe d’eau arrêtent les racines. Le guide d’estimation d’Arvalis retient comme limite la profondeur à laquelle apparaît un obstacle majeur à leur progression3. Elle s’observe dans une fosse, de préférence, ou à la tarière7.

La FAO précise que la valeur haute de la fourchette vaut pour un sol sans couches marquées ni autre caractéristique qui limite l’enracinement, et que la valeur basse peut servir à piloter l’irrigation, la valeur haute à modéliser le stress hydrique ou une culture non irriguée4. Le calculateur retient la valeur basse, comme le hub, et rappelle la fourchette de la culture.

Si les racines s’arrêtent plus haut sur votre parcelle, ou descendent plus bas, le bouton « Régler manuellement » ouvre un curseur pour indiquer la profondeur observée, de 20 à 250 cm. Pour « Autre culture », ce curseur est affiché d’emblée.

Un horizon est une couche de sol aux caractéristiques homogènes. Dans une fosse, ou sur les carottes remontées à la tarière, on passe d’un horizon à l’autre lorsque la couleur, la texture, la structure ou la charge en cailloux changent. Le calculateur accepte jusqu’à cinq horizons, décrits de la surface vers la profondeur ; chaque onglet en décrit un, avec son épaisseur.

Profil de sol mis à nu au bord d'une route, près de Libědice (Tchéquie) : un horizon de surface brun foncé, chargé de cailloux, recouvre un horizon clair, beige à ocre.
Photo : Petr Kinšt, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons, recadrée.

Sur cette photo, prise au bord d’une route près de Libědice, en Tchéquie, la limite entre l’horizon de surface, brun foncé et chargé de cailloux, et l’horizon clair qu’il recouvre se voit à l’œil nu.

Pour chaque horizon, trois façons d’indiquer l’eau qu’il retient sont proposées, de la plus simple à la plus précise.

  • Sa texture. Une classe du triangle USDA, la classification américaine qu’utilise le hub, avec les valeurs de Saxton et Rawls1 ; ou une classe du triangle de l’Aisne, utilisé en France, avec les valeurs de Bruand, Duval et Cousin2. Ces dernières ont été mesurées sur des mottes de sol non perturbées, et distinguent l’horizon travaillé (A) des horizons plus profonds (E, B ou C). Elles ne couvrent pas les horizons calcaires, et certaines classes n’ont pas de valeur : le calculateur le signale.
  • Une analyse granulométrique. Les proportions de sable, de limon et d’argile du bulletin d’analyse, et la teneur en matière organique (2,5 % si le bulletin ne la donne pas). Le calculateur en déduit les humidités à la capacité au champ et au point de flétrissement par les équations de Saxton et Rawls1, et situe le point sur le triangle USDA.
  • Des mesures au laboratoire. Les humidités volumiques mesurées à la capacité au champ (pF 2) et au point de flétrissement (pF 4,2), sur des mottes prélevées sans être déformées3. Un laboratoire donne souvent une teneur en eau massique, en grammes d’eau par gramme de sol sec : on la convertit en humidité volumique en la multipliant par la masse volumique apparente du sol, en g/cm³3. Exemple : une teneur en eau massique de 22 % dans un sol de 1,4 g/cm³ correspond à une humidité volumique de 22 × 1,4 = 30,8 %.

Cailloux et graviers. Pour chaque horizon, le calculateur demande enfin la part de cailloux et graviers, ou éléments grossiers. Ils occupent une part du volume de l’horizon, qui ne contient donc pas de terre fine. Leur proportion s’estime à l’œil, à l’aide de grilles de référence, ou par une mesure sur un prélèvement d’une vingtaine de kilogrammes ; les deux méthodes peuvent donner des résultats assez différents3. Arvalis considère qu’on peut négliger les éléments grossiers en dessous de 10 % du volume3.

Leur nature compte aussi : un silex ne retient presque pas d’eau, un calcaire ou une craie en retiennent. Le calculateur applique les valeurs retenues par Arvalis pour chaque nature (tableau 4). Pour un horizon argilo-limoneux contenant 30 % de cailloux, Tetegan et ses collègues ont calculé qu’ignorer cette eau sous-estime la RU de 5 % avec des chailles et de 33 % avec de la craie8.

Le profil dessine chaque horizon à l’échelle. La surface bleue représente l’eau utilisable qu’il retient dans la zone racinaire, et sa valeur en mm d’eau s’affiche dans l’horizon ; la partie d’un horizon située sous les racines n’est pas comptée. Le résultat donne la RU, la RFU et la RFU en vague de chaleur, expliquées dans la partie suivante.

Le bouton « Copier le lien de ce calcul » copie une adresse qui contient tous les réglages : ouverte dans un navigateur, elle affiche le même calcul. Elle permet de conserver la description d’un sol, ou de la transmettre à un conseiller.

Format du lien de calcul

L’adresse de la page reçoit les paramètres suivants, communs à toutes les langues :

  • crop : identifiant de la culture (tableau 5), ou other pour une culture non listée ;
  • root : profondeur d’enracinement, en cm, multiple de 5 entre 20 et 250 ; si elle diffère de la valeur basse de la culture, le calculateur ouvre le réglage manuel ;
  • h : un horizon, de un à cinq, répétés de la surface vers la profondeur, sous la forme épaisseur,description[,stones:pourcentage:nature], l’épaisseur en cm, multiple de 5 entre 5 et 150, le pourcentage de cailloux multiple de 5 entre 0 et 80. La description prend l’une des formes suivantes :
    • usda:classe, avec l’identifiant de la classe USDA (tableau 2) ;
    • aisne:code:A ou aisne:code:EBC, avec le code de la classe du triangle de l’Aisne et le type d’horizon (tableau 3) ;
    • granulo:sable-limon-argile-matière organique, en %, la somme sable + limon + argile valant 100 ;
    • labo:capacité au champ-point de flétrissement, en % volumique, la première supérieure à la seconde.
  • La nature des cailloux est l’un des identifiants du tableau 4.

Les trois paramètres sont obligatoires, et les décimales s’écrivent avec un point. Un lien incomplet, ou dont une valeur sort de ces bornes, affiche l’exemple par défaut avec un message.

Exemple : https://docs.akuasense.com/fr/blog/calcul-reserve-utile-sol/?crop=grapevine-wine-grape&root=40&h=40,aisne:AL:A,stones:30:limestone décrit un sol argilo-calcaire de 40 cm d’épaisseur, chargé à 30 % de cailloux calcaires, sous une vigne de cuve ; le calculateur affiche une RU de 50 mm d’eau et une RFU de 22 mm.

Interpréter le résultat : RU, RFU et RFU en vague de chaleur

Section intitulée « Interpréter le résultat : RU, RFU et RFU en vague de chaleur »

La RU est l’eau que le sol peut céder à la culture sur toute la zone racinaire : l’eau comprise entre la capacité au champ et le point de flétrissement permanent4. Elle s’exprime en mm d’eau ; 1 mm d’eau correspond à 1 litre par mètre carré, soit 10 m³ par hectare. Une RU de 73 mm représente ainsi 730 m³ d’eau par hectare.

La RFU est la part de la RU que la culture extrait sans réduire sa transpiration. En dessous, l’eau restante est retenue plus fortement ; la culture ferme partiellement ses stomates, et le stress hydrique commence. La FAO publie pour chaque culture la fraction p qui donne la RFU, établie pour une ETc de 5 mm d’eau par jour ; elle varie en général de 0,30 à 0,70, et une valeur de 0,50 est couramment retenue pour de nombreuses cultures4.

À gauche, trois loupes sur des particules de sol : sol saturé, capacité au champ et point de flétrissement permanent. Au centre, une colonne graduée du sol sec à la saturation, surmontée d'une vigne témoin, avec quatre seuils : saturation, capacité au champ, seuil de stress hydrique et point de flétrissement permanent. La RFU va de la capacité au champ au seuil de stress hydrique, la RU de la capacité au champ au point de flétrissement. À droite, les états correspondants : asphyxie racinaire, confort hydrique, vigilance, stress hydrique, eau inaccessible. L'animation met chaque état en avant à tour de rôle, et la vigne y réagit : dressée jusqu'à la vigilance, feuilles pendantes et baies flétries en stress hydrique, feuilles et grappe tombées au sol sous le point de flétrissement.

Figure 1. Les états de l’eau dans le sol. À gauche, des particules de sol vues à la loupe : à saturation, l’eau remplit tous les pores ; à la capacité au champ, elle n’occupe plus que les pores les plus fins ; au point de flétrissement, il n’en reste que des films minces autour des particules. Au centre, la teneur en eau du sol, du sol sec (beige) à la saturation (bleu), et les quatre seuils qui délimitent les états de l’eau pour la culture. La vigne plantée au sommet de la colonne figure la culture ; l’animation montre sa réponse à chaque état de l’eau. Schéma de principe : la position des seuils varie selon le sol et la culture.

À gauche, trois loupes sur des particules de sol : sol saturé, capacité au champ et point de flétrissement permanent. Au centre, une colonne graduée du sol sec à la saturation, surmontée d'une vigne témoin, avec quatre seuils : saturation, capacité au champ, seuil de stress hydrique et point de flétrissement permanent. La RFU va de la capacité au champ au seuil de stress hydrique, la RU de la capacité au champ au point de flétrissement. À droite, les états correspondants : asphyxie racinaire, confort hydrique, vigilance, stress hydrique, eau inaccessible. L'animation met chaque état en avant à tour de rôle, et la vigne y réagit : dressée jusqu'à la vigilance, feuilles pendantes et baies flétries en stress hydrique, feuilles et grappe tombées au sol sous le point de flétrissement.

La RFU en vague de chaleur tient compte de ce que la fraction p diminue lorsque l’ETc augmente : les racines ne parviennent plus à extraire l’eau assez vite. La FAO l’ajuste selon la formule ci-dessous, la fraction restant comprise entre 0,1 et 0,84. Le calculateur l’applique pour une ETc de 10 mm d’eau par jour : c’est l’ETP relevée par Arvalis au pic de la vague de chaleur de fin juin 20269, et l’ETc d’une culture dont le feuillage couvre le sol est du même ordre.

RU=∑horizonsRUh\mathrm{RU} = \sum_{\text{horizons}} \mathrm{RU}_h
RUh=[ RUtf×(1−EG)+c×EG ]×e\begin{aligned} \mathrm{RU}_h = \bigl[\, & \mathrm{RU}_{tf} \times (1 - \mathrm{EG}) \\ & + c \times \mathrm{EG} \,\bigr] \times e \end{aligned}

RUh\mathrm{RU}_h : eau utilisable retenue par un horizon dans la zone racinaire, en mm d’eau

RUtf\mathrm{RU}_{tf} : eau retenue par la terre fine de l’horizon, en mm d’eau par cm, soit (θcc−θpf)×10(\theta_{cc} - \theta_{pf}) \times 10, les humidités en m³ d’eau par m³ de sol

EG\mathrm{EG} : part du volume de l’horizon occupée par les cailloux et graviers, de 0 à 1 (0,30 pour 30 %) ; cc : eau retenue par les cailloux, en mm d’eau par cm de cailloux

ee : épaisseur de l’horizon comprise dans la zone racinaire, en cm

RFU=p×RU\mathrm{RFU} = p \times \mathrm{RU}
pchaleur=p+0,04×(5−ETc)p_{\text{chaleur}} = p + 0{,}04 \times (5 - \mathrm{ETc})

exemple : un loam limoneux de 30 cm sur un sable de 30 cm, sans cailloux, retient 1,95×30+0,49×30=731{,}95 \times 30 + 0{,}49 \times 30 = 73 mm d’eau ; avec p=0,50p = 0{,}50, la RFU est de 37 mm ; pour une ETc de 10 mm d’eau par jour, pchaleur=0,30p_{\text{chaleur}} = 0{,}30 et la RFU tombe à 22 mm

RFU selon l'ETc pour une RU de 73 mm d'eau : 37 mm pour une ETc de 5 mm d'eau par jour (p de 0,50) ; 22 mm pour une ETc de 10 mm d'eau par jour (p de 0,30).

Figure 2. RFU selon l’ETc, pour la RU de l’exemple : 73 mm d’eau, loam limoneux sur sable, fraction p de 0,50. Ajustée selon la formule de la FAO4, la fraction p passe de 0,50 pour une ETc de 5 mm d’eau par jour à 0,30 pour 10 mm : la RFU tombe de 37 à 22 mm d’eau, et elle est consommée en 2 jours environ au lieu de 7.

RFU selon l'ETc pour une RU de 73 mm d'eau : 37 mm pour une ETc de 5 mm d'eau par jour (p de 0,50) ; 22 mm pour une ETc de 10 mm d'eau par jour (p de 0,30).
  • Estimer combien de jours la RFU couvre. Sans pluie ni irrigation, une RFU pleine couvre en première approximation un nombre de jours égal à la RFU divisée par l’ETc : 37 mm d’eau pour une ETc de 5 mm d’eau par jour couvrent 7 jours environ. Ce délai raccourcit vite lorsque l’ETc augmente, puisque la RFU diminue en même temps : pour une ETc de 10 mm d’eau par jour, les 22 mm de RFU de l’exemple couvrent 2 jours environ (figure 2).
  • Situer une dose d’irrigation. La FAO précise que la dose nette d’une irrigation doit être inférieure ou égale à l’eau manquante dans la zone racinaire, et que l’eau apportée au-delà de la capacité au champ s’écoule sous les racines4. Sur une zone racinaire dont la RFU vient d’être consommée, une dose nette supérieure à la RFU, 37 mm dans l’exemple, dépasse donc la capacité au champ. En goutte-à-goutte, seule une partie de la surface du sol est humidifiée, de l’ordre de 30 à 40 % selon la FAO4 : l’eau se répartit dans un volume de sol plus réduit, et ce calcul ne s’applique pas tel quel.
  • Comparer. Deux horizons, deux parcelles, deux profondeurs d’enracinement : le calculateur montre quel horizon retient le plus d’eau, et ce que quelques centimètres de racines en plus ou en moins changent à la RU.

Pour un horizon homogène sans cailloux, la RU par cm de sol dépend d’abord de la texture : de l’ordre de 0,5 à 1,1 mm d’eau par cm pour un sable, de 1,3 à 1,9 mm pour un loam ou un loam limoneux, selon les humidités publiées par la FAO4 (tableau 1).

Sur un profil réel, la RU dépend aussi de la profondeur que les racines exploitent et des cailloux : elle est bien plus faible dès qu’un horizon calcaire ou une roche arrête les racines près de la surface, ou que les cailloux sont nombreux. Deux exemples français :

  • Boigneville (Essonne), domaine d’Arvalis. La RU d’un sol argilo-calcaire dont les 40 premiers centimètres reposent sur un horizon très calcaire est de l’ordre de 55 mm d’eau ; celle d’un limon argileux voisin, où le calcaire dur n’apparaît qu’au-delà de 120 cm, est de l’ordre de 120 mm10.
  • Poitou-Charentes. Le référentiel régional des sols retient de 60 à 80 mm d’eau pour les terres de groies superficielles et de 110 à 130 mm pour les groies profondes, classes de ce référentiel11.
Tableau 1. Ordres de grandeur de la RU selon la texture
Texture de l’horizon (classe USDA)mm d’eau par cm de solRU pour 30 cm (mm d’eau)pour 60 cmpour 90 cm
Sable (sand)0,5 à 1,115 à 3330 à 6645 à 99
Loam sableux (sandy loam)1,1 à 1,533 à 4566 à 9099 à 135
Loam et loam limoneux (loam, silt loam)1,3 à 1,939 à 5778 à 114117 à 171
Argile (clay)1,2 à 2,036 à 6072 à 120108 à 180
Horizon de texture homogène, sans cailloux. Valeurs calculées à partir des humidités à la capacité au champ et au point de flétrissement publiées par la FAO (tableau 19)4, dont la classification texturale américaine ne correspond pas exactement au triangle utilisé en France. Les équations de Saxton et Rawls, qu’utilise le hub, donnent 1,95 mm d’eau par cm pour la composition type d’un loam limoneux (tableau 2), un peu au-dessus de la fourchette de la FAO. Les deux sont des estimations tirées de la seule classe de texture, dont l’erreur est de l’ordre de 0,5 mm par cm (voir « Précision et limites »).

Le résultat est un ordre de grandeur, pour quatre raisons.

  • Une classe de texture regroupe des sols différents. Pour des sols français, l’erreur quadratique moyenne d’une RU estimée à partir de la seule classe de texture est de 0,047 à 0,058 cm³ d’eau par cm³ de sol, soit 0,47 à 0,58 mm d’eau par cm12. Sur un horizon de 60 cm, cela représente de l’ordre de 30 mm d’eau. Au sein d’une même classe du triangle de l’Aisne, l’écart type de la RU va de 0,15 à 0,50 mm d’eau par cm, en raison d’états structuraux différents2.
  • Deux définitions de la capacité au champ coexistent. Saxton et Rawls la fixent à une succion de 33 kPa1, les références françaises à pF 2, soit 10 kPa2. Pour un même sol, la seconde donne une capacité au champ plus élevée, donc plus d’eau retenue : pour un sable, 0,49 mm d’eau par cm avec les classes USDA, contre 0,60 à 0,73 mm avec le triangle de l’Aisne (tableaux 2 et 3).
  • La profondeur d’enracinement pèse autant que la texture. Dans un sol homogène, la RU lui est proportionnelle : retenir 80 cm au lieu de 60 cm l’augmente d’un tiers.
  • Les cailloux et le tassement modifient l’eau retenue. Le calculateur tient compte des cailloux selon leur nature, mais pas du tassement, que seule une mesure intègre.

Les méthodes fondées sur des mesures locales sont les plus précises3 : des humidités mesurées au laboratoire sur chaque horizon, ou le suivi de l’humidité du sol à plusieurs profondeurs, qui montre l’eau que la culture exploite réellement.

Le calculateur n’utilise que les valeurs ci-dessous et les formules de cette page : le même calcul peut être refait à la main.

Tableau 2. Classes de texture USDA : humidités et eau retenue
Classe de texture (USDA)Identifiantθ à la capacité au champ (% vol.)θ au point de flétrissement (% vol.)mm d’eau par cm
Sable (sand)sand9,95,00,49
Sable loameux (loamy sand)loamy-sand13,26,80,63
Loam sableux (sandy loam)sandy-loam18,79,20,95
Loam (loam)loam26,912,61,43
Loam limoneux (silt loam)silt-loam30,511,01,95
Limon (silt)silt31,15,82,53
Loam sablo-argileux (sandy clay loam)sandy-clay-loam27,817,71,01
Loam argileux (clay loam)clay-loam35,721,81,39
Loam limono-argileux (silty clay loam)silty-clay-loam37,921,01,69
Argile sableuse (sandy clay)sandy-clay37,726,61,11
Argile limoneuse (silty clay)silty-clay41,627,71,39
Argile (clay)clay45,134,01,11
Humidités calculées par les équations de Saxton et Rawls1 pour la composition type de chaque classe et 2,5 % de matière organique, à 33 kPa (capacité au champ) et 1 500 kPa (point de flétrissement) ; ce sont les valeurs du hub. Le loam est une texture équilibrée entre sable, limon et argile ; le limon (silt) est une texture beaucoup plus fine.
Tableau 3. Classes du triangle de l'Aisne : eau retenue par la terre fine
CodeClasse du triangle de l’AisneHorizon travaillé (A), mm d’eau par cmHorizons profonds (E, B, C), mm d’eau par cm
ALOArgile lourde1,241,12
ALArgile limoneuse1,361,13
AArgile—0,93
ASArgile sableuse1,730,95
LALimon argileux1,731,49
LASLimon argilo-sableux1,671,48
LSALimon sablo-argileux1,431,27
LMLimon moyen2,132,07
LMSLimon moyen sableux1,831,96
LLLimon léger——
LLSLimon léger sableux——
LSLimon sableux1,62—
SASable argileux1,281,03
SLSable limoneux1,311,16
SSable0,600,73
Valeurs de Bruand, Duval et Cousin, établies sur des horizons non ou faiblement calcaires, entre pF 2 et pF 4,22 ; un tiret signale une classe sans valeur de référence.
Tableau 4. Eau retenue par les cailloux selon leur nature
Nature des caillouxIdentifiantmm d’eau par cm de cailloux
Inertes (ne retiennent pas d’eau)inert0,00
Silexflint0,18
Chailleschert0,55
Calcairelimestone0,97
Gaizegaize1,91
Craiechalk2,28
Valeurs retenues par Arvalis3.
Tableau 5. Fraction p et profondeur d'enracinement des cultures
CultureIdentifiantFraction pProfondeur d’enracinement (cm)Source
Autre cultureother0,50—FAO-56 (fraction p courante)
Abricotierapricot0,50100 à 200FAO-56
Ailgarlic0,3030 à 50Pereira et al., 2021 (légumes)
Amandieralmond0,40100 à 200FAO-56
Arachidegroundnut0,5050 à 100Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Artichautartichoke0,4560 à 90Pereira et al., 2021 (légumes)
Aspergeasparagus0,45120 à 180Pereira et al., 2021 (légumes)
Aubergineeggplant0,4540 à 100Pereira et al., 2021 (légumes)
Avocatieravocado0,7050 à 100FAO-56
Avoineoats0,55100 à 150Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Betterave fourragèrefodder-beet0,5570 à 120Hub : valeurs de la betterave sucrière (Pereira et al., 2021), aucune source ne tabule la betterave fourragère
Betterave potagèretable-beet0,4560 à 100Pereira et al., 2021 (légumes)
Betterave sucrièresugar-beet0,5570 à 120FAO-56
Blé durdurum-wheat0,55100 à 150Hub (pas de ligne dans la FAO-56)
Blé tendre (hiver)winter-wheat0,55100 à 150Hub ; FAO-56 : 150 à 180
Blé tendre (printemps)spring-wheat0,55100 à 150Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Brocolibroccoli0,4040 à 60Pereira et al., 2021 (légumes)
Carottecarrot0,3030 à 50Pereira et al., 2021 (légumes)
Carthamesafflower0,60100 à 200Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Cerisiercherry0,50100 à 200FAO-56
Chou de Bruxellesbrussels-sprouts0,4040 à 60Pereira et al., 2021 (légumes)
Chou pommécabbage0,4030 à 50Pereira et al., 2021 (légumes)
Chou-fleurcauliflower0,4040 à 60Pereira et al., 2021 (légumes)
Citronnierlemon0,50120 à 150FAO-56
Clémentinierclementine0,50120 à 150FAO-56
Colzaoilseed-rape0,5080 à 130Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Concombrecucumber0,4060 à 120Pereira et al., 2021 (légumes)
Cotoncotton0,60100 à 170Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Courge d’hiverwinter-squash0,4090 à 150Pereira et al., 2021 (légumes)
Courgettezucchini0,5060 à 110Pereira et al., 2021 (légumes)
Épinardspinach0,2030 à 50Pereira et al., 2021 (légumes)
Féverolefaba-bean0,4550 à 70Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Figuierfig0,65120 à 170FAO-56, valeurs de l’olivier
Fraisestrawberry0,2530 à 50Pereira et al., 2021 (légumes)
Grenadierpomegranate0,65120 à 170FAO-56, valeurs de l’olivier
Haricot secdry-bean0,4550 à 90Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Haricot vertgreen-bean0,4550 à 70FAO-56
Houblonhop0,50100 à 120FAO-56
Kakipersimmon0,50100 à 200FAO-56, valeurs du pommier
Kiwi jaunegold-kiwifruit0,3570 à 130FAO-56
Laituelettuce0,3030 à 50FAO-56
Lentillelentil0,5060 à 80Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Linflax0,50100 à 150Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Luzerne (coupe 1)alfalfa-1st-cut0,55100 à 200FAO-56
Maïs douxsweet-corn0,5060 à 150Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Maïs fourragesilage-maize0,5060 à 150Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Maïs graingrain-maize0,5060 à 150Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Melonmelon0,4060 à 120Pereira et al., 2021 (légumes)
Millet perlepearl-millet0,55100 à 200Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Myrtillehighbush-blueberry0,5060 à 120FAO-56
Navetturnip0,5050 à 100Pereira et al., 2021 (légumes)
Niébécowpea0,4560 à 130Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Noisetierhazelnut0,40100 à 200FAO-56, valeurs de l’amandier
Noyerwalnut0,50170 à 240FAO-56
Oignon bulbebulb-onion0,3030 à 60FAO-56
Olivierolive0,65120 à 170FAO-56
Orangerorange0,50120 à 150FAO-56
Orge (hiver)winter-barley0,5560 à 120Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Panaisparsnip0,4050 à 100Pereira et al., 2021 (légumes)
Pastèquewatermelon0,4080 à 150Pereira et al., 2021 (légumes)
Patate doucesweet-potato0,40100 à 120Pereira et al., 2021 (légumes)
Pêcherpeach0,50100 à 200FAO-56
Pimentchili-pepper0,3050 à 100Pereira et al., 2021 (légumes)
Pistachierpistachio0,40100 à 150FAO-56
Poirierpear0,50100 à 200FAO-56
Pois chichechickpea0,4570 à 100Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Pois protéagineuxfield-pea0,4560 à 100Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Poivronsweet-pepper0,3050 à 100FAO-56
Pomme de terrepotato0,4040 à 60Pereira et al., 2021 (légumes)
Pommierapple0,50100 à 200FAO-56
Prairie temporairetemporary-grassland0,6060 à 100FAO-56
Prunierplum0,50100 à 200FAO-56
Radisradish0,3030 à 50Pereira et al., 2021 (légumes)
Ray-grass anglais (fauche)perennial-ryegrass-cutting0,6060 à 100FAO-56, ligne « Rye Grass hay »
Ray-grass anglais (gazon)perennial-ryegrass-turf0,4050 à 100FAO-56, ligne « Turf grass — cool season »
Ray-grass anglais (pâturage)perennial-ryegrass0,6050 à 150FAO-56, ligne « Grazing Pasture — Rotated Grazing »
Ricincastor-bean0,6080 à 130Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Riz (aérobie)aerobic-rice0,3550 à 100FAO-56 ; fraction p : Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Seiglerye0,5560 à 120Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Sésamesesame0,60100 à 150Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Sojasoybean0,5060 à 140Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Sorgho fourragerforage-sorghum0,55100 à 150Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Sorgho graingrain-sorghum0,55100 à 150Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Tomate (plein champ)tomato-open-field0,4060 à 120Pereira et al., 2021 (légumes)
Tournesolsunflower0,4580 à 200Pereira et al., 2021 (grandes cultures)
Vigne (raisin de cuve)grapevine-wine-grape0,45100 à 200FAO-56
Vigne (raisin de table)grapevine-table-grape0,35100 à 200FAO-56
Valeurs retenues par le hub : fraction p établie pour une ETc de 5 mm d’eau par jour, et fourchette de profondeur d’enracinement. Selon la culture, elles viennent du tableau 22 de la FAO4 ou de sa mise à jour de 2021 par Pereira et ses collègues, pour les grandes cultures5 et pour les légumes6. Le noisetier, le figuier, le kaki et le grenadier, absents de ces tableaux, reprennent les valeurs de l’arbre indiqué. Le calculateur retient la valeur basse de la fourchette, dont la FAO indique qu’elle peut servir à piloter l’irrigation4. Pour trois cultures, marquées « Hub », le hub retient des valeurs qui s’écartent du tableau 22 de la FAO-56, rappelé dans la colonne Source, ou que ce tableau ne donne pas.
Équations de Saxton et Rawls (2006) utilisées pour une analyse granulométrique
S = sable (%) / 100 C = argile (%) / 100 MO = matière organique (%)
θ1500t = 0.031 - 0.024 S + 0.487 C + 0.006 MO + 0.005 S×MO - 0.013 C×MO + 0.068 S×C
θpf = θ1500t + (0.14 θ1500t - 0.02) point de flétrissement (1 500 kPa)
θ33t = 0.299 - 0.251 S + 0.195 C + 0.011 MO + 0.006 S×MO - 0.027 C×MO + 0.452 S×C
θcc = θ33t + (1.283 θ33t² - 0.374 θ33t - 0.015) capacité au champ (33 kPa)
mm d'eau par cm de terre fine = (θcc - θpf) × 10 humidités en m³ par m³
Équations reprises de Saxton et Rawls1, avec la matière organique en %, comme dans le hub. La classe USDA du point est déterminée par le triangle textural USDA.
Tableau 6. Exemples du calculateur et résultats
ExempleHorizonsCulture, racinesRU (mm d’eau)RFU (mm d’eau)RFU en vague de chaleur (mm d’eau)
Loam limoneux sur sable30 cm de loam limoneux (USDA) sur 30 cm de sable (USDA)Autre culture (p de 0,50), 60 cm733722
Sol argilo-calcaire de 40 cm40 cm d’argile limoneuse (Aisne, horizon travaillé), 30 % de cailloux calcairesVigne, raisin de cuve (p de 0,45), 40 cm502212
Limon moyen sur 120 cm30 cm de limon moyen (Aisne, horizon travaillé) sur 90 cm de limon moyen (horizon profond)Maïs grain (p de 0,50), 120 cm25012575

Le hub fait le même calcul pour chaque sonde, et le confronte à la mesure. Dans les réglages de la sonde, la texture du sol se déclare à chaque profondeur de mesure, par une classe USDA ou à partir d’une analyse granulométrique, matière organique comprise ; le hub en déduit l’eau retenue par les équations de Saxton et Rawls. La culture déclarée fixe la fraction p et la profondeur d’enracinement, les mêmes que dans ce calculateur, et un plafond peut limiter cette profondeur lorsqu’un obstacle arrête les racines plus haut.

Le hub calcule alors la RU et la RFU de la zone racinaire (« réserve totale » et « réserve facile » dans son interface), puis, à partir de l’humidité mesurée chaque heure à chaque profondeur, le déficit, la part de la réserve restante et l’état hydrique de la sonde.

Le calculateur de cette page va plus loin sur quatre points :

  • les cailloux, selon leur nature ;
  • les références du triangle de l’Aisne ;
  • les mesures de laboratoire ;
  • la RFU en vague de chaleur.

La mesure montre ce que le calcul ne peut qu’estimer :

  • la profondeur atteinte par une irrigation ou une pluie ;
  • les horizons où les racines prélèvent l’eau ;
  • le rythme auquel l’humidité baisse.

Les sondes d’humidité du sol multi-profondeur connectées Akuasense, à partir de 135 € HT, mesurent l’humidité et la température du sol tous les 15 cm, une fois par heure ; leur principe de mesure est expliqué dans l’article Capteur d’humidité capacitif : principe de fonctionnement. Le hub rassemble ces mesures. La décision d’irriguer reste celle de l’agriculteur, qui connaît sa parcelle, sa culture et sa ressource en eau.

Kit de sonde Akuasense : boîtier 4G à panneau solaire clipé sur la tête de la sonde capacitive

Sondes capacitives d'humidité du sol multi‑profondeur

Un capteur capacitif tous les 15 cm mesure l'humidité volumique et la température du sol sur toute la hauteur de la zone racinaire.

  • 3 à 9 profondeurs selon le modèle : 30, 60, 90 ou 120 cm
  • Boîtier autonome, avec batterie et panneau solaire, qui accepte jusqu'à trois sondes
  • Mesures transmises toutes les heures en 4G, carte SIM et forfait compris
  • Position GPS de chaque boîtier dans la parcelle
  • Conçues et assemblées en France
Le hub : tableau de bord d'une exploitation, avec l'état hydrique et la courbe d'humidité de chaque sonde, et la carte de la parcelle

Le hub, l'application de suivi hydrique des parcelles

Le hub rassemble les mesures de toutes vos sondes, sur ordinateur, tablette ou téléphone.

  • L'humidité en synthèse sur la zone racinaire, pondérée selon le sol et la culture, en détail par profondeur et en carte de chaleur
  • L'état hydrique de chaque sonde en un coup d'œil
  • La température du sol, la batterie et le signal de chaque boîtier
  • La texture du sol par profondeur, la culture, l'installation d'irrigation et les arrosages, affichés en face des courbes
  • La carte des parcelles, la météo locale et des alertes par e-mail
  • Vos données accessibles par API, et par un serveur MCP
  1. Saxton K.E., Rawls W.J. (2006). Soil water characteristic estimates by texture and organic matter for hydrologic solutions. Soil Science Society of America Journal, 70(5), 1569-1578. doi:10.2136/sssaj2005.0117
  2. Bruand A., Duval O., Cousin I. (2004). Estimation des propriétés de rétention en eau des sols à partir de la base de données SOLHYDRO : une première proposition combinant le type d'horizon, sa texture et sa densité apparente. Étude et Gestion des Sols, 11(3), 323-332. afes.fr
  3. Bouthier A., Scheurer O., Seger M., Lagacherie P., Beaudoin N., Deschamps T., Sauter J., Fort J.-L., Cousin I. (2022). Réservoir en eau du sol utilisable par les cultures. Guide d'estimation. Éditions Arvalis, Paris. sols-et-territoires.org
  4. Allen R.G., Pereira L.S., Raes D., Smith M. (1998). Crop evapotranspiration. Guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper 56, Rome. Chapitres 7 et 8 (tableaux 19, 20 et 22 ; équations 82 à 84). fao.org
  5. Pereira L.S., Paredes P., Hunsaker D.J., López-Urrea R., Mohammadi Shad Z. (2021). Standard single and basal crop coefficients for field crops. Updates and advances to the FAO56 crop water requirements method. Agricultural Water Management, 243, 106466. doi:10.1016/j.agwat.2020.106466
  6. Pereira L.S., Paredes P., López-Urrea R., Hunsaker D.J., Mota M., Mohammadi Shad Z. (2021). Standard single and basal crop coefficients for vegetable crops, an update of FAO56 crop water requirements approach. Agricultural Water Management, 243, 106196. doi:10.1016/j.agwat.2020.106196
  7. Agriculture Victoria (2025). « Determining readily available water » [Déterminer la réserve facilement utilisable], fiche technique, mise à jour le 22 septembre 2026. agriculture.vic.gov.au
  8. Tetegan M., Nicoullaud B., Baize D., Bouthier A., Cousin I. (2011). The contribution of rock fragments to the available water content of stony soils: proposition of new pedotransfer functions. Geoderma, 165(1), 40-49. doi:10.1016/j.geoderma.2011.07.001
  9. Arvalis (2026). « Maïs grain : comment gérer la conduite de parcelles suite à la canicule ». Terre-net, 3 août 2026. terre-net.fr
  10. Arvalis. « Carte des sols – Ferme de Boigneville », d'après Bétrémieux R., Darthout R. (1968), Étude des sols du domaine de Boigneville, INRA. ecophytopic.fr
  11. Chambre régionale d'agriculture de Poitou-Charentes, IAAT (vers 2009). Inventaire, gestion et conservation des sols (IGCS) de Poitou-Charentes : unités de sols et objectifs de rendement. Gis Sol. gissol.hub.inrae.fr
  12. Roman Dobarco M., Cousin I., Le Bas C., Martin M. (2019). Pedotransfer functions for predicting available water capacity in French soils, their applicability domain and associated uncertainty. Geoderma, 336, 81-95. doi:10.1016/j.geoderma.2018.08.022

Ce calculateur est tiré de l’article Faut-il recharger la réserve utile du sol avant l’été ?, qui en propose trois autres : la capacité d’apport d’une installation d’irrigation, la profondeur humidifiée par un apport et un simulateur de bilan hydrique sur une saison.

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