Faut-il recharger la réserve utile du sol avant l'été ?

Photo : Jessica Griffiths, USDA ARS (domaine public).

Pendant une canicule, la réserve utile (RU) d’une parcelle baisse dès que l’installation d’irrigation ne peut plus apporter autant d’eau que la culture en évapore : elle perd chaque jour la différence. Une RU pleine au début de la vague de chaleur retarde alors le stress hydrique, d’autant plus longtemps que la réserve est grande. La recherche ne montre un intérêt à la recharger avant l’été qu’à certaines conditions : une capacité d’apport nettement inférieure à l’évapotranspiration de pointe de la culture, un sol sec en fin d’hiver et un apport limité à la zone racinaire. Sur un sol déjà humide, une grande part de l’eau apportée s’écoule sous les racines.

Pendant les vagues de chaleur de l’été 2026, la demande en eau du climat a souvent dépassé ce que les installations d’irrigation pouvaient apporter. L’humidité des sols a alors baissé, même lorsque l’irrigation fonctionnait à sa capacité maximale. Trois grandeurs expliquent ce phénomène : la quantité d’eau que le sol peut céder à la culture, la quantité d’eau que la culture et le sol évaporent chaque jour et la quantité d’eau que l’installation peut apporter chaque jour. Cet article explique chacune d’elles, sources à l’appui, puis examine ce que la recherche dit de la recharge de la RU avant l’été : l’irrigation de pré-saison et le démarrage anticipé de l’irrigation. Un calculateur et trois simulateurs permettent d’appliquer ces notions à une parcelle.

Outil 1 Calculer la réserve utile Horizon par horizon, à partir de la texture, de la granulométrie ou d'une analyse, cailloux compris. Outil 2 Calculer la capacité d'apport À partir du débit de la pompe ou des distributeurs (goutteurs, micro-asperseurs, asperseurs), des heures et des jours d'arrosage et de l'efficience du système. Outil 3 Jusqu'où descend l'eau ? Profondeur humidifiée par un apport, selon la texture du sol. Outil 4 Simuler une saison Bilan hydrique jour par jour, aux dates des vagues de chaleur de 2026.

À propos de ces indicateurs

Les indicateurs présentés ont pour objectif de vous aider à mieux comprendre l’évolution de l’humidité du sol et à piloter votre irrigation. Ils sont fournis à titre indicatif et constituent une aide à la décision, à compléter par votre connaissance des cultures et des conditions de votre exploitation. La décision finale d’irrigation reste de votre responsabilité ou de celle de votre conseiller.

Les termes employés

mm d'eau

Hauteur de la lame d'eau répartie sur la surface du sol. 1 mm d'eau correspond à 1 litre par mètre carré, soit 10 m³ par hectare.

Horizon

Couche de sol aux caractéristiques homogènes. Un sol superpose généralement plusieurs horizons de textures différentes.

Zone racinaire

Volume de sol où se trouvent les racines de la culture. Sa profondeur est la profondeur d'enracinement.

Capacité au champ

Humidité maximale que le sol conserve une fois que l'écoulement de l'eau par gravité est devenu négligeable.

Point de flétrissement permanent

Humidité en dessous de laquelle les racines ne parviennent plus à extraire l'eau du sol.

RU (réserve utile)

Quantité d'eau que le sol peut céder à la culture : l'eau comprise entre la capacité au champ et le point de flétrissement, sur toute la zone racinaire, en mm d'eau. La RU restante est la part de cette eau encore présente à un moment donné.

RFU (réserve facilement utilisable)

Part de la RU que la culture extrait sans réduire sa transpiration.

Stress hydrique

État d'une culture qui réduit sa transpiration, faute de pouvoir extraire assez d'eau du sol.

ETo

Évapotranspiration de référence : quantité d'eau qu'évapotranspire en une journée un gazon de référence bien alimenté en eau, calculée par la méthode FAO Penman-Monteith, en mm d'eau par jour. Elle traduit la demande en eau du climat. En France, on l'appelle souvent ETP (évapotranspiration potentielle), terme que la FAO déconseille, car il a recouvert des définitions et des formules différentes.

ETc

Évapotranspiration d'une culture qui ne manque pas d'eau, en mm d'eau par jour : ETc = Kc × ETo, où Kc est le coefficient cultural.

Capacité d'apport

Quantité d'eau maximale que l'installation d'irrigation peut mettre à la disposition de la culture chaque jour, pertes déduites, en mm d'eau par jour.

Vague de chaleur

Épisode de températures nettement plus élevées que les normales de saison pendant plusieurs jours consécutifs. Météo-France en détecte une à l'échelle nationale dès que l'indicateur thermique national atteint ou dépasse 25,3 °C et qu'il demeure élevé pendant au moins trois jours. Le mot canicule, d'usage courant, désigne plus précisément des températures élevées de jour comme de nuit pendant au moins trois jours.¹

À retenir

1. La RU dépend de la texture, de la teneur en cailloux et de l'épaisseur de chaque horizon compris dans la zone racinaire. Calculée à partir des humidités publiées par la FAO pour un sol homogène et sans cailloux, elle va par exemple de 30 à 66 mm d'eau pour un sable dont la zone racinaire atteint 60 cm, et de 117 à 171 mm d'eau pour un loam dont la zone racinaire atteint 90 cm.
2. Pendant une vague de chaleur, l'ETc d'une culture dont le feuillage couvre entièrement le sol peut atteindre ou dépasser 10 mm d'eau par jour, selon l'espèce, son stade et le climat. Lorsque la capacité d'apport est inférieure à l'ETc, la culture puise la différence dans la RU, et la RU restante diminue chaque jour, même si l'installation fonctionne à sa capacité maximale.
3. En l'absence de pluie, la RU restante ne remonte que lorsque l'ETc redevient inférieure à la capacité d'apport, et seulement au rythme de la différence entre les deux.
4. Une RFU pleine au début d'une vague de chaleur retarde l'apparition du stress hydrique. En première approximation, à déficit constant et sans pluie, le nombre de jours gagnés est égal à la RFU divisée par le déficit journalier : avec un déficit de 2,5 mm d'eau par jour, 10 jours pour une RFU de 25 mm, 30 jours pour une RFU de 75 mm. Ce délai est plus court lorsque l'ETc est élevée, car la RFU diminue alors.
5. Une fois toute la zone racinaire ramenée à la capacité au champ, l'eau apportée en plus s'écoule sous la zone racinaire et peut entraîner les nitrates qui s'y trouvent.
6. Recharger la RU avant l'été n'a montré d'intérêt qu'à certaines conditions : une capacité d'apport nettement inférieure à l'ETc de pointe (pour le maïs au Kansas, un gain à 2,5 mm d'eau par jour, pas à 5 mm), un sol sec en fin d'hiver et un apport limité à la zone racinaire. Pour la vigne, après un hiver sec, un apport pendant la dormance a mieux réussi qu'un apport au débourrement. Sur un sol déjà humide, une grande part de l'eau apportée est perdue.

01

Trois chiffres, un mécanisme : 8 mm d’apport, 10,5 mm d’ETc, 24 mm de RFU

Un agriculteur que nous équipons nous a résumé son été en trois chiffres. Pendant les vagues de chaleur, l’ETo de son secteur, que les bulletins agricoles appellent ETP, atteignait 10 à 11 mm d’eau par jour. Son installation, limitée par le débit de sa pompe et par les tours d’eau, c’est-à-dire la rotation qui fixe les jours ou les heures où chaque irrigant peut prélever, ne pouvait pas apporter plus de 8 mm d’eau par jour. La RFU de ses parcelles est de 20 à 25 mm d’eau. Bien qu’il ait irrigué à la capacité maximale de son installation, l’humidité de ses sols n’est jamais revenue au niveau qu’il visait.

8 mm/j

Capacité d'apport

La quantité d'eau maximale que l'installation peut apporter à la culture chaque jour.

10 à 11 mm/j

ETo

La demande en eau du climat : l'eau qu'évapore chaque jour un gazon de référence bien alimenté.

20 à 25 mm

RFU

L'eau du sol que la culture extrait sans réduire sa transpiration.

Pour une culture dont le feuillage couvre entièrement le sol, l’ETc est du même ordre que l’ETo ; selon l’espèce et son stade, elle peut être plus faible ou plus forte (partie 3). Supposons ici que l’ETc soit égale à l’ETo, soit 10,5 mm d’eau par jour au milieu de la fourchette, et que les 8 mm apportés soient entièrement disponibles pour la culture. Chaque jour de vague de chaleur, l’ETc dépasse alors de 2,5 mm d’eau ce que l’installation apporte, et la RU restante baisse d’autant. Une RFU de 24 mm, pleine au début de la vague de chaleur, est épuisée en 10 jours environ (24 ÷ 2,5 = 9,6). L’été 2026 a compté trois vagues de chaleur, les canicules du langage courant, du 17 au 30 juin, du 4 au 19 juillet et du 28 juillet au 19 août, soit 53 jours au total ; c’est l’été le plus chaud enregistré en France depuis le début des mesures, en 1900, selon Météo-France².

Figure 1. Bilan simplifié d’une journée de vague de chaleur sur la parcelle de notre client, avec une ETc supposée de 10,5 mm d’eau par jour et un apport de 8 mm entièrement disponible pour la culture, figurée ici par une vigne à titre d’exemple. Les 2,5 mm d’eau manquants chaque jour sont prélevés sur la RFU : pleine à 24 mm au départ, elle est épuisée en 10 jours environ. À droite, la RFU est représentée comme un réservoir : la hauteur d’eau figure la quantité restante, et non la position de l’eau dans le sol. Ce calcul est affiné dans la partie 5.

Ce cas n’est pas isolé. Pour le maïs, Arvalis indique que les ETP journalières ont atteint 10 mm d’eau au pic de la vague de chaleur de fin juin 2026, et qu’elles « dépassaient souvent les capacités d’apport du matériel d’irrigation (même sous pivot) »³. Les parties suivantes détaillent les trois grandeurs en jeu : la RU, l’ETc et la capacité d’apport.

02

Réserve utile (RU) et RFU : l’eau que le sol peut céder à la culture

Un sol est constitué de particules minérales et organiques entre lesquelles subsistent des vides, les pores. L’eau qui occupe ces pores n’y est pas retenue partout avec la même force. On distingue ainsi plusieurs états, caractérisés par l’humidité du sol, c’est-à-dire la part de son volume occupée par l’eau.

• Saturation. Lorsqu’une pluie ou une irrigation remplit tous les pores, le sol est saturé. L’eau des pores les plus larges s’écoule alors vers la profondeur sous l’effet de la gravité.
• Capacité au champ. Lorsque cet écoulement devient négligeable, l’eau restante est retenue par capillarité dans les pores les plus fins et autour des particules. L’humidité atteinte à ce stade est la capacité au champ : c’est l’humidité maximale que le sol conserve durablement. Une fois toute la zone racinaire à la capacité au champ, l’eau apportée en plus s’écoule sous cette zone⁴.
• Point de flétrissement permanent. À mesure que les racines prélèvent l’eau, celle qui reste est retenue de plus en plus fortement. Au point de flétrissement permanent, les racines ne parviennent plus à l’extraire et la plante flétrit sans pouvoir récupérer.

Figure 2. 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.

La RU est l’eau comprise entre la capacité au champ et le point de flétrissement, sur toute la zone racinaire⁴. La profondeur d’enracinement dépend de l’espèce, de la variété ou du porte-greffe, de l’âge des plantes, du mode d’irrigation et des obstacles rencontrés par les racines : horizon compact, roche, nappe d’eau.

Calculer la réserve utile d’un sol

La quantité d’eau qu’un sol peut stocker et céder aux plantes se calcule horizon par horizon, puis s’additionne⁵. Pour une culture donnée, on ne retient que les horizons atteints par ses racines :

$$\mathrm{RU} = \sum_{\text{horizons}} \left( \theta_{cc} - \theta_{pf} \right) \times e$$

$\mathrm{RU}$ : réserve utile, en mm d’eau, somme sur chaque horizon de la zone racinaire

$\theta_{cc}$, $\theta_{pf}$ : humidité volumique à la capacité au champ et au point de flétrissement, en m³ d’eau par m³ de sol

$e$ : épaisseur de l’horizon, en mm

exemple : un horizon de loam de 30 cm ($\theta_{cc} = 0{,}30\,;\ \theta_{pf} = 0{,}15$) sur un horizon sableux de 30 cm ($\theta_{cc} = 0{,}15\,;\ \theta_{pf} = 0{,}07$)

RU sur 60 cm : $0{,}15 \times 300 + 0{,}08 \times 300 = 45 + 24 = 69$ mm d’eau

Les humidités $\theta_{cc}$ et $\theta_{pf}$ dépendent de la texture de l’horizon, c’est-à-dire de ses proportions de sable, de limon et d’argile, mais aussi de sa teneur en matière organique, de sa structure et de son état de tassement. Les éléments grossiers, cailloux et graviers, réduisent le volume de terre fine qui retient l’eau ; leur prise en compte précise fait encore l’objet de travaux de recherche⁵. Le tableau suivant donne des ordres de grandeur pour un horizon de texture homogène, sans cailloux.

Texture de l’horizon (classe USDA)	mm d’eau par cm de sol	RU pour 30 cm (mm d’eau)	pour 60 cm	pour 90 cm
Sable (sand)	0,5 à 1,1	15 à 33	30 à 66	45 à 99
Loam sableux (sandy loam)	1,1 à 1,5	33 à 45	66 à 90	99 à 135
Loam et loam limoneux (loam, silt loam)	1,3 à 1,9	39 à 57	78 à 114	117 à 171
Argile (clay)	1,2 à 2,0	36 à 60	72 à 120	108 à 180

Valeurs calculées à partir des humidités à la capacité au champ et au point de flétrissement publiées par la FAO (tableau 19 de la publication FAO-56)⁴. La FAO utilise la classification texturale américaine (USDA), dont les classes ne correspondent pas exactement à celles du triangle textural utilisé en France. Le tassement modifie ces valeurs : la Chambre d’agriculture de la Drôme retient par exemple 1 mm d’eau par cm de sol pour un sable non tassé et 0,7 mm pour un sable tassé⁶. Le loam est une texture équilibrée entre sable, limon et argile ; le limon (silt) est une texture beaucoup plus fine.

Lorsque l’analyse de sol donne les proportions de sable, de limon et d’argile et la teneur en matière organique, les humidités $\theta_{cc}$ et $\theta_{pf}$ peuvent être estimées par des fonctions de pédotransfert. Celles de Saxton et Rawls, établies à partir de sols des États-Unis, sont celles qu’utilise le hub⁷. En France, les valeurs de référence par classe de texture du triangle de l’Aisne sont celles de Bruand, Duval et Cousin. Elles ont été mesurées sur des mottes de sol non perturbées et distinguent l’horizon travaillé des horizons plus profonds, mais elles ne couvrent pas les horizons calcaires⁸. Les deux méthodes ne retiennent pas la même définition de la capacité au champ : l’humidité sous une succion de 33 kPa pour Saxton et Rawls, de 10 kPa (pF 2) pour les références françaises. La seconde donne une capacité au champ plus élevée, donc une RU plus grande. Au laboratoire, la RU d’un horizon se mesure à partir de son humidité à pF 2, sur des mottes prélevées sans être déformées, et à pF 4,2, le point de flétrissement⁹.

Les cailloux et graviers occupent une part du volume du sol. Par convention, on les tient pour inertes, et l’on réduit la RU de l’horizon en proportion de leur volume ; Arvalis considère qu’on peut les négliger en dessous de 10 % du volume⁹. Tous ne sont pourtant pas inertes. Un centimètre de cailloux retient environ 0,2 mm d’eau pour du silex, 1 mm pour du calcaire et 2,3 mm pour de la craie, selon les valeurs que retient Arvalis⁹. 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 craie¹⁰.

$$\begin{aligned} \mathrm{RU}_{h} = \bigl[\, & \mathrm{RU}_{tf} \times (100 - \mathrm{EG}) \\ & + c \times \mathrm{EG} \,\bigr] \times \frac{e}{100} \end{aligned}$$

$\mathrm{RU}_{h}$ : RU de l’horizon, en mm d’eau

$\mathrm{RU}_{tf}$ : RU de la terre fine, en mm d’eau par cm

$c$ : eau des cailloux, en mm d’eau par cm

$\mathrm{EG}$ : part du volume de l’horizon occupée par les éléments grossiers, cailloux et graviers, en %

$e$ : épaisseur de l’horizon, en cm

exemple : un horizon de 40 cm retenant 1,5 mm d’eau par cm de terre fine, avec 30 % de cailloux calcaires retenant 1 mm d’eau par cm : $(1{,}5 \times 70 + 1 \times 30) \times 40 \div 100 = 54$ mm d’eau, contre 42 mm si les cailloux sont tenus pour inertes

Les sols argilo-calcaires illustrent ces limites. « Argilo-calcaire » désigne un type de sol plutôt qu’une classe de texture, et sa RU dépend d’abord de la profondeur à laquelle apparaît la roche calcaire et de sa charge en cailloux. Sur le domaine d’Arvalis à Boigneville (Essonne), la RU d’un sol argilo-calcaire superficiel, qui contient environ 10 % de cailloux sur ses 40 premiers centimètres, au-dessus d’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 mm¹¹. En Poitou-Charentes, le référentiel régional des sols retient, pour le calcul de la fertilisation azotée, une RU de 60 à 80 mm d’eau pour les terres de groies superficielles, de 80 à 110 mm pour les groies moyennes et de 110 à 130 mm pour les groies profondes¹². En Petite Beauce, la RU de deux sols caillouteux sur calcaire dur, calculée à partir de la rétention en eau mesurée au laboratoire sur la terre fine et sur les cailloux, est de 54 mm d’eau pour 50 cm de sol, avec 22 % de cailloux en surface, et de 109 mm pour 80 cm de sol, avec 34 % de cailloux en surface et 57 % à 70 cm¹³. La roche n’est pas toujours une limite pour les racines : Arvalis rappelle que des roches dures fissurées peuvent être prospectées⁹. Pour ces sols, les tables par texture ne donnent qu’un ordre de grandeur ; des mesures par horizon, ou le suivi de l’humidité du sol à plusieurs profondeurs, renseignent sur l’eau que la culture exploite réellement.

Outil 1

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

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

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Exemples

Loam sur sable (exemple de l'article) Sol argilo-calcaire superficiel Limon profond

1. Votre culture

   Culture

   Autre cultureAbricotierAilAmandierArachideArtichautAspergeAubergineAvocatierAvoineBetterave fourragèreBetterave potagèreBetterave sucrièreBlé durBlé tendre (hiver)Blé tendre (printemps)BrocoliCarotteCarthameCerisierChou de BruxellesChou pomméChou-fleurCitronnierClémentinierColzaConcombreCotonCourge d'hiverCourgetteÉpinardFéveroleFiguierFraiseGrenadierHaricot secHaricot vertHoublonKakiKiwi jauneLaitueLentilleLinLuzerne (coupe 1)Maïs douxMaïs fourrageMaïs grainMelonMillet perleMyrtilleNavetNiébéNoisetierNoyerOignon bulbeOlivierOrangerOrge (hiver)PanaisPastèquePatate doucePêcherPimentPistachierPoirierPois chichePois protéagineuxPoivronPomme de terrePommierPrairie temporairePrunierRadisRay-grass anglais (fauche)Ray-grass anglais (gazon)Ray-grass anglais (pâturage)RicinRiz (aérobie)SeigleSésameSojaSorgho fourragerSorgho grainTomate (plein champ)TournesolVigne (raisin de cuve)Vigne (raisin de table)

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

   Profondeur d'enracinement

   60 cm

   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.

   Eau utilisable retenue par chaque horizon
3. Le résultat

   Lancez la simulation pour calculer le résultat avec vos réglages.

   Lancer la simulation

   Réserve utile (RU)

   69mm d'eau

   sur 60 cm de zone racinaire, soit 690 m³/ha

   Réserve facilement utilisable (RFU)

   35mm d'eau

   fraction p de 0,50 pour cette culture

   RFU en vague de chaleur

   21mm d'eau

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

   facilement utilisable : 35 mmdifficilement utilisable : 35 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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1 sur 5 : Pas utile 2 sur 5 : Peu utile 3 sur 5 : Assez utile 4 sur 5 : Utile 5 sur 5 : Très utile

Pas utile Très utile

Calcul indicatif, horizon par horizon. Les humidités sont estimées à partir de la classe de texture ou de la granulométrie, selon la méthode choisie : Saxton et Rawls⁷, avec les classes texturales américaines (USDA), ou Bruand, Duval et Cousin⁸, avec les classes du triangle de l’Aisne. L’eau retenue par les cailloux suit les valeurs retenues par Arvalis⁹. La RFU est calculée avec la fraction p de la culture choisie, tirée de la FAO-56 ou de sa mise à jour de 2021, ou retenue par le hub^4,14,15. Seule une mesure par horizon donne la RU d’une parcelle donnée.

Mode d’emploi détaillé, interprétation du résultat et valeurs de référence : Calculer la réserve utile d’un sol.

Toute l’eau de la RU n’est pas aussi facile à extraire. Tant que l’humidité du sol reste au-dessus d’un seuil propre à la culture, les racines prélèvent l’eau sans que la culture réduise sa transpiration : cette part de la RU est la RFU. En dessous de ce seuil, l’eau restante est retenue plus fortement ; la culture ne parvient plus à en extraire autant que son ETc et ferme partiellement ses stomates, les pores des feuilles par lesquels elle transpire. C’est le stress hydrique. La part de la RU située sous ce seuil est appelée réserve difficilement utilisable, ou réserve de survie.

La RFU n’est pas une proportion fixe de la RU. Elle dépend de la culture, et parfois de la variété : répartition des racines, tolérance au manque d’eau. Elle dépend aussi de l’ETc du moment (voir l’encadré ci-dessous) et des horizons du sol. La FAO publie pour chaque culture une fraction de référence, notée p, valable pour une ETc de 5 mm d’eau par jour : 0,40 pour la tomate ou l’amandier, 0,55 pour le maïs grain, 0,65 pour l’olivier, par exemple. Le hub, comme cet article, retient ces fractions. La FAO précise que cette fraction varie de 0,30 pour des plantes à enracinement superficiel dont l’ETc dépasse 8 mm d’eau par jour, à 0,70 pour des plantes à enracinement profond dont l’ETc est inférieure à 3 mm d’eau par jour⁴. Les outils de pilotage de l’irrigation retiennent souvent une fraction unique, par simplification. Arvalis indique que la RFU représente de 40 à 80 % de la RU selon la profondeur du sol, c’est-à-dire l’épaisseur de sol au-dessus de la roche ou d’un horizon que les racines ne traversent pas, et selon les espèces cultivées¹⁶.

Avec la fraction de 0,5 que la FAO cite comme courante, une RFU de 20 à 25 mm d’eau correspond à une RU de 40 à 50 mm : par exemple, un sable retenant 0,8 mm d’eau par cm de sol, exploité par les racines sur 50 à 60 cm, ou un loam retenant 1,7 mm d’eau par cm de sol, exploité sur 25 à 30 cm. À titre de comparaison, un loam homogène exploité par les racines sur un mètre peut offrir une RU de 130 à 190 mm d’eau.

En pleine vague de chaleur, la RFU diminue

La fraction p n’est pas constante : lorsque l’ETc dépasse 5 mm d’eau par jour, les racines ne parviennent plus à extraire l’eau assez vite, et le stress hydrique apparaît à une humidité du sol plus élevée. La FAO propose d’ajuster la fraction ainsi : $p = p_{\text{référence}} + 0{,}04 \times (5 - \mathrm{ETc})$, avec l’ETc en mm d’eau par jour, la fraction ajustée restant comprise entre 0,1 et 0,8⁴. Exemple : pour une culture de fraction de référence 0,5 et une RU de 48 mm d’eau, la RFU est de 24 mm lorsque l’ETc vaut 5 mm d’eau par jour ; à 10 mm par jour, la fraction tombe à 0,30 et la RFU à 14 mm environ.

03

L’évapotranspiration de la culture (ETo ou ETP, Kc et ETc)

La quasi-totalité de l’eau prélevée par les racines traverse la plante et s’évapore par les stomates : c’est la transpiration⁴. S’y ajoute l’évaporation de l’eau directement à la surface du sol. La somme des deux est l’évapotranspiration.

L’évapotranspiration dépend du climat : rayonnement solaire, température, humidité de l’air et vent. Pour mesurer cet effet indépendamment de la culture, on calcule l’évapotranspiration d’une surface de référence, un gazon de 12 cm de haut couvrant entièrement le sol, en pleine croissance et bien alimenté en eau : c’est l’évapotranspiration de référence, notée ETo par la FAO⁴ et souvent appelée ETP en France. Pour les régions tempérées arides et semi-arides, la FAO situe ses valeurs moyennes entre 6 et 9 mm d’eau par jour lorsque la température moyenne journalière dépasse 30 °C⁴. Les valeurs de pointe calculées pendant les vagues de chaleur sont plus élevées : 10 mm d’eau par jour fin juin 2026, selon Arvalis³.

Figure 3. Le rayonnement, la température, l’humidité de l’air et le vent déterminent l’évapotranspiration : l’eau prélevée par les racines monte dans la plante et s’évapore par les feuilles. En conditions d’irrigation habituelles, les racines prélèvent environ 40 % de leur eau dans le quart supérieur de la zone racinaire et 10 % dans le quart inférieur, selon le service de conservation des ressources naturelles du ministère américain de l’Agriculture¹⁷ ; cette répartition varie selon la culture, le sol et le mode d’irrigation. La culture est figurée par une vigne palissée. Schéma de principe : les proportions ne sont pas respectées.

L’ETc s’obtient en multipliant l’ETo par le coefficient cultural Kc⁴ :

$$\mathrm{ETc} = \mathrm{Kc} \times \mathrm{ETo}$$

exemple : maïs grain à mi-saison, $\mathrm{Kc} = 1{,}20$¹⁴ ; $\mathrm{ETo} = 10{,}5$ mm d’eau par jour ; $\mathrm{ETc} = 12{,}6$ mm d’eau par jour

Le Kc dépend de l’espèce, de son stade de développement et de la part du sol couverte par le feuillage. Il varie aussi avec la variété, la densité de plantation, la conduite de la culture (taille, enherbement) et le climat : la FAO a publié en 1998 des valeurs de référence pour un climat modérément humide, avec une méthode pour les corriger en climat sec et venté⁴. Ces valeurs ont été mises à jour en 2021 à partir des mesures publiées depuis : pour les grandes cultures et les cultures légumières par Pereira et ses collègues^14,15, pour les arbres fruitiers et la vigne par Rallo et ses collègues¹⁸. Pour ces derniers, le Kc est donné par classe de densité de plantation et de couvert plutôt que par espèce. Ce sont ces valeurs mises à jour qu’utilisent le hub et cet article. Avec ces valeurs et une ETo de 10,5 mm d’eau par jour, une capacité d’apport de 8 mm d’eau par jour ne couvre l’ETc de mi-saison d’aucune des grandes cultures et cultures légumières de la figure 4 (maïs, tournesol, pomme de terre, tomate, melon, oignon), ni celle d’un amandier, d’une vigne de raisin de table ou d’un avocatier ; elle couvre celle d’une vigne de cuve, d’un olivier ou d’un verger d’agrumes. Pour le maïs, Arvalis donne un ordre de grandeur concordant : avec une ETP de 7 mm d’eau par jour, l’ETc d’un maïs à la floraison atteint 9 mm d’eau par jour¹⁹.

Figure 4. ETc de mi-saison de quelques cultures pour une ETo de 10,5 mm d’eau par jour, calculée avec les Kc standard mis à jour en 2021, sans correction climatique, et comparée à une capacité d’apport de 8 mm d’eau par jour. Pour les arbres fruitiers et la vigne, le Kc dépend de la densité de plantation et du couvert, c’est-à-dire de la part du sol couverte par le feuillage : la classe retenue est indiquée sous chacune de ces cultures. Les valeurs réelles dépendent aussi de la variété, de la conduite de la culture et du climat local^14,15,18.

Lorsque l’eau devient difficile à extraire, la culture ferme partiellement ses stomates. Elle limite ainsi ses pertes d’eau, mais réduit du même coup sa photosynthèse et sa croissance. La FAO souligne que la floraison et la formation du rendement sont des stades sensibles au manque d’eau, alors qu’un stress en phase végétative ou de maturation a en général un impact plus limité²⁰. Un manque d’eau pendant ces stades sensibles pèse donc davantage sur le rendement.

04

Calculer la capacité d’apport d’une installation d’irrigation

Entre la ressource en eau et les racines, chaque élément du système d’irrigation peut limiter la quantité d’eau apportée. La quantité d’eau pompée par jour, rapportée à la surface arrosée, est l’apport brut. Une partie de cette eau n’atteint pas la zone racinaire : évaporation, dérive au vent, ruissellement ou écoulement sous la zone racinaire. La part de l’eau pompée qui reste à la disposition de la culture est l’efficience. La capacité d’apport est l’apport brut maximal multiplié par l’efficience.

Figure 5. Un système d’irrigation au goutte-à-goutte, de la ressource aux racines : une retenue d’eau, une électropompe, un filtre à disques, une électrovanne commandée par un programmateur et une rampe de goutte-à-goutte le long d’un rang de vigne. La sonde mesure l’humidité du sol à plusieurs profondeurs ; le boîtier transmet ses relevés en 4G toutes les heures. Les symboles de la légende suivent les conventions des normes ISO 1219-1, ISO 14617 et ISA-5.1.

$$A_{\text{brut}} = \frac{Q \times t}{10 \times S}$$

$A_{\text{brut}}$ : apport brut maximal, en mm d’eau par jour

$Q$ : débit de la pompe, en m³/h ; $t$ : durée d’arrosage possible, en h/j ; $S$ : surface arrosée, en ha

le facteur 10 vient de ce que 1 mm d’eau sur 1 ha représente 10 m³

$$C = A_{\text{brut}} \times E$$

$C$ : capacité d’apport, en mm d’eau par jour ; $E$ : efficience

exemple : $40 \times 20 \div (10 \times 9) = 8{,}9$ mm d’eau pompés par jour (40 m³/h, 20 h/j, 9 ha) ; avec une efficience de 90 %, 8,0 mm d’eau par jour restent à la disposition de la culture

Quatre grandeurs fixent donc l’apport brut : le débit de la pompe, la durée d’arrosage possible chaque jour, le nombre de jours d’accès à l’eau et la surface arrosée.

Outil 2

Outil 2 : Calculateur de capacité d'apport d'une installation

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Comparez l'eau apportée chaque jour par votre installation au besoin de pointe de votre culture, puis convertissez une dose en durée d'arrosage ou, pour un enrouleur, en vitesse d'avancement.

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Exemples

Goutte-à-goutte, 9 ha 5 jours sur 7 Enrouleur, 20 ha Agrumes, goutteurs par plante

1. Votre installation

   Le calcul porte sur une arrivée d'eau (pompe, borne ou canal) et sur la surface qu'elle arrose avec un même système d'irrigation. Les champs à remplir dépendent du système choisi.

   Plusieurs systèmes, secteurs différents ou plusieurs pompes ?

   Système d'irrigation

   Goutte-à-goutteMicro-aspersionAspersion fixe (asperseurs sur toute la parcelle)Enrouleur (canon)Pivot ou rampe frontaleGravitaire : raie, planche, bassin

   Efficience d'application

   90 %

   Valeur préréglée pour ce système : aucune saisie n'est nécessaire. La FAO retient 90 % ; Irmak et ses collègues donnent 85 à 95 % pour une installation bien conçue et bien conduite.

   Modifier cette valeur

   Méthode de calcul

   Les deux méthodes décrivent la même installation. Choisissez-en une : seuls ses champs sont à remplir.

   À partir du débit de la pompe À partir des goutteurs

   Débit de la pompe ou de la borne

   m³/h

   Le débit réellement fourni pendant l'arrosage, et non le débit maximal annoncé pour la pompe.

   Surface arrosée

   ha

   Toute la surface alimentée par cette arrivée d'eau, tous secteurs compris : 9 ha arrosés en trois secteurs de 3 ha comptent pour 9 ha.

   40 m³/h sur 9 ha → 0,44 mm d'eau par heure, sur toute la surface

   Moyenne sur toute la surface : avec cette méthode, les secteurs n'ont pas à être indiqués. 1 mm d'eau sur 1 ha représente 10 m³.

2. Le temps d'arrosage

   Durée d'arrosage possible par jour

   20 h

   Pannes, déplacements et heures d'interdiction déduits : une interdiction de prélever de 11 h à 18 h retire 7 heures.

   Jours d'accès à l'eau par semaine

   7 / 7

   Tour d'eau ou jours d'interdiction : deux jours d'interdiction par semaine laissent 5 jours sur 7.

3. Le besoin de la culture

   ETc de pointe de la culture

   Je connais l'ETc La calculer : ETo × Kc

   ETc de pointe

   10,5 mm/j

   L'eau que la culture consomme chaque jour pendant la pointe.

   RFU de la parcelle

   24 mm

   Pour savoir pendant combien de jours la réserve du sol comble le déficit. Calculer la RFU d'un sol

   Retirer la RFU
4. Le résultat

   Lancez la simulation pour calculer le résultat avec vos réglages.

   Lancer la simulation

   Apport brut

   8,9mm d'eau/j

   chaque jour, eau pompée rapportée à la surface

   Capacité d'apport

   8,0mm d'eau/j

   pertes déduites (efficience de 90 %), soit 80 m³/ha/j

   Part de l'ETc couverte

   76%

   ETc de 10,5 mm/j : déficit de 2,5 mm d'eau par jour

   Un jour d'arrosagePertes déduites : capacité d'apport

   Eau que la culture puise chaque jour dans la réserve du sol

   Chaque jour de pointe, la culture puise 2,5 mm d'eau dans la réserve du sol : une RFU pleine de 24 mm est épuisée en 10 jours environ. La culture réduit ensuite sa transpiration.

   Pour couvrir cette ETc, il faudrait arroser 26 h par jour, ce qui dépasse 24 h, ou disposer d'un débit de 53 m³/h pendant 20 h.

   Eau pompée : 89 m³/ha/j, soit un débit continu de 1,03 L/s/ha.

5. Régler un arrosage

   Pour l'installation décrite à l'étape 1 : la durée d'arrosage qui donne une dose, ou la dose que donne une durée.

   Ce que vous connaissez

   La dose La durée

   Dose à apporter

   mm

   Dose brute : l'eau que distribue l'installation, en mm sur toute la surface, avant déduction des pertes.

   Secteurs arrosés l'un après l'autre

   Des secteurs semblables, comme à l'étape 1. Indiquez 1 si toute la surface est arrosée en même temps.

   Durée d'arrosage

   22 h 30min

   10 mm à 0,44 mm d'eau par heure

   Toute la surface

   1,1jour d'arrosage

   22 h 30 min, à 20 h par jour

   Dose nette

   9,0mm d'eau

   pertes déduites (efficience de 90 %)

   Cet arrosage demande 22 h 30 min, plus que les 20 h d'arrosage possibles par jour (étape 2).

   10 mm ÷ 0,44 mm/h → 22 h 30 min.

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Pas utile Très utile

Efficiences d’application indicatives : 90 % en goutte-à-goutte et 75 % en aspersion selon la FAO²¹ ; Irmak et ses collègues donnent pour chaque système une fourchette « potentielle », celle d’une installation bien conçue et bien conduite²². Sur le terrain, l’efficience dépend de l’état du matériel, du vent, de la pente et de la conduite de l’irrigation.

Mode d’emploi détaillé, interprétation du résultat et valeurs de référence : Calculer la capacité d’apport d’une installation d’irrigation.

Deux facteurs réduisent la quantité d’eau qui parvient effectivement à la culture.

• Les tours d’eau. Dans un réseau collectif, le gestionnaire peut instituer un tour d’eau pour répartir la ressource entre les irrigants²³. En période de sécheresse, les arrêtés préfectoraux peuvent en outre restreindre l’irrigation certains jours ou à certaines heures : en 2023, le niveau d’alerte en Gironde imposait par exemple soit l’interdiction des prélèvements agricoles deux jours par semaine, soit une réduction de 30 % en volume ou en temps²⁴. Une installation qui apporte 8 mm d’eau les jours où elle fonctionne, mais seulement 5 jours sur 7, apporte en moyenne 5,7 mm d’eau par jour.
• L’efficience. Avec une efficience de 90 %, 8,9 mm d’eau pompés ne laissent que 8,0 mm à la disposition de la culture.

À titre de comparaison, dans le bassin de l’Adour, en 2009, les volumes de prélèvement autorisés étaient convertis en surfaces irrigables sur la base d’un besoin unitaire théorique de 0,7 L/s/ha sur les sols filtrants (sables, alluvions) et de 0,6 L/s/ha sur les sols lourds (molasses)²⁵, soit 6,0 et 5,2 mm d’eau pompés par jour en continu. Pendant les vagues de chaleur de 2026, l’ETo a dépassé ces valeurs comme les 8 mm d’eau par jour de notre client.

05

Pourquoi la RU restante baisse pendant une vague de chaleur

Le bilan hydrique d’une parcelle compare, jour après jour, les entrées et les sorties d’eau de la zone racinaire : la variation de la RU restante est égale à la pluie et à l’irrigation, diminuées de l’évapotranspiration de la culture et de l’eau qui s’écoule sous la zone racinaire ; le ruissellement et les remontées d’eau depuis une nappe sont ici négligés⁴. Sans pluie, le bilan se résume à la différence entre l’irrigation et l’évapotranspiration. Comme le résument Fereres et Soriano, lorsque l’irrigation est inférieure à l’évapotranspiration, la culture puise dans la réserve du sol pour compenser le déficit²⁶. Trois phases se succèdent alors.

1. Pendant la vague de chaleur, l’ETc dépasse la capacité d’apport, et la RU restante diminue chaque jour de la différence. L’installation fonctionnant déjà à sa capacité maximale, aucun réglage de l’irrigation ne peut empêcher cette baisse.
2. Lorsque la RU restante passe sous le seuil de stress hydrique, la culture réduit sa transpiration : son évapotranspiration réelle devient inférieure à son ETc. La RU restante se stabilise alors, non parce que l’irrigation suffit, mais parce que l’évapotranspiration réelle de la culture se réduit à l’eau que l’installation lui apporte. Une humidité du sol stable pendant une vague de chaleur ne signifie donc pas que la culture est bien alimentée en eau.
3. Après la vague de chaleur, l’ETc diminue, par exemple à 6 mm d’eau par jour. Sans pluie, la RU restante ne remonte qu’au rythme de la différence entre la capacité d’apport et l’ETc : 8 − 6 = 2 mm d’eau par jour. Il faut donc 10 jours pour reconstituer une RFU de 20 mm. En 2026, les intervalles entre les vagues de chaleur n’ont duré que 3 jours, du 1er au 3 juillet, et 8 jours, du 20 au 27 juillet².

La figure 6 applique ce bilan, jour par jour, à une parcelle dont la RFU est voisine de celle de notre client. La RU restante ne remonte qu’entre les vagues de chaleur, d’environ 2 mm d’eau par jour : les 3 jours de début juillet n’y suffisent pas, les 8 jours de fin juillet la ramènent presque à la RU pleine juste avant la troisième vague. Pendant chaque vague, elle passe sous le seuil de stress hydrique, puis s’y stabilise. Ce mécanisme est cohérent avec ce qu’a observé notre client.

Figure 6. Bilan hydrique simulé jour par jour, de juin à août, aux dates des vagues de chaleur de 2026. Hypothèses, choisies pour illustrer le mécanisme : sable homogène sans cailloux retenant 0,8 mm d’eau par cm de sol, zone racinaire de 60 cm (RU de 48 mm d’eau, RFU de référence de 24 mm), culture dont le feuillage couvre le sol (Kc de 1,0), ETo maintenue à 10,5 mm d’eau par jour pendant toute la durée des vagues de chaleur (hypothèse haute : Arvalis relève 10 mm au pic), capacité d’apport de 8 mm d’eau par jour utilisée au maximum, RU pleine au 1er juin. La ligne pointillée marque le seuil de stress hydrique ; il remonte pendant les vagues de chaleur, comme l’explique l’encadré de la partie 2. Modèle de bilan hydrique de la FAO⁴, à visée pédagogique. Survolez le graphique pour lire les valeurs.

06

Recharger la RU avant l’été : dans quels cas ?

Un autre agriculteur nous a donné ce conseil : commencer l’irrigation plus tôt, voire avant la saison, pour remplir la RU et aborder les canicules de l’été avec une RU pleine, plutôt que de tenter de combler ensuite un déficit. Deux pratiques sont en jeu : l’irrigation de pré-saison, réalisée avant le semis ou avant la reprise de végétation, et le démarrage anticipé de la campagne d’irrigation. Elles reposent sur le même principe physique : lorsque la capacité d’apport ne couvre plus l’ETc, la RU restante est la seule eau dont la culture dispose. Au printemps, l’ETc reste inférieure à la capacité d’apport : l’eau stockée à ce moment dans la zone racinaire peut servir pendant la période de pointe, à condition d’y rester. La recherche montre qu’une partie se perd, et que le bénéfice dépend de la capacité d’apport, de l’humidité du sol en fin d’hiver et de la culture.

Ce que montre la recherche sur l’irrigation de pré-saison

L’irrigation de pré-saison a été étudiée en détail dans les Grandes Plaines américaines, principalement pour le maïs, sur des loams limoneux très épais (silt loam) irrigués par des installations d’une capacité brute de 2,5 à 5 mm d’eau par jour. Ces résultats ne se transposent pas directement à d’autres sols, cultures ou climats, mais ils éclairent les mécanismes en jeu.

• À Kansas State University, Schlegel et ses collègues ont mesuré, sur un loam limoneux profond du Kansas, l’efficience de stockage de l’irrigation de pré-saison : l’augmentation de l’eau du sol entre la récolte précédente et la levée du maïs, rapportée aux 75 mm d’eau apportés en avril. Elle atteint 82 % pour les parcelles irriguées en saison à raison de 2,5 mm d’eau par jour, 62 % à 3,8 mm et seulement 27 % à 5 mm par jour, parce que ces dernières terminent la saison précédente avec un sol plus humide. Sur quatre années, dont deux sèches, l’irrigation de pré-saison a augmenté le rendement du maïs de 1 t/ha en moyenne, soit 9 % environ ; les auteurs jugent toutefois qu’elle n’est probablement pas justifiée lorsque la capacité brute d’irrigation atteint 5 mm d’eau par jour ou plus²⁷.
• Une modélisation du bilan hydrique menée à Kansas State University montre que la part stockée dépend de l’humidité du sol au moment de l’apport : elle atteint 90 à 95 % pour un apport de printemps sur un sol très sec, et diminue rapidement sur un sol plus humide, en particulier lorsque la RU restante dépasse 60 % de la RU²⁸.
• Au Texas, une étude sur le coton citée par Lamm et ses collègues a mesuré des pertes de 45 à 70 % de l’eau apportée avant le semis par des installations à faible capacité, au cours des 30 à 45 jours précédant le semis²⁹.
• Une modélisation conduite pour le maïs sur le même site du Kansas, avec 29 années de données climatiques, conclut qu’avec une capacité brute d’irrigation de 2,5 mm d’eau par jour ou moins, 75 à 100 mm d’eau apportés avant le semis augmentent le rendement médian de 10 à 17 % les années de pluviométrie normale. Elle rappelle, avec la synthèse de référence de Musick et Lamm, que la décision doit s’appuyer sur la connaissance de l’eau du sol et du régime local des pluies³⁰.
• Pour les vergers de noyers et de pruniers de la vallée de Sacramento, en Californie, des conseillers de l’Université de Californie recommandaient, après un mois de février sec, d’apporter 75 à 100 mm d’eau en plusieurs fois avant la saison. Cette dose laisse de la place dans le sol pour stocker les pluies à venir³¹.

Vigne et vergers : l’hiver, le débourrement ou plus tard ?

• En Australie, dans la Barossa, des chercheurs du SARDI et du CSIRO ont simulé des hivers secs sur de la syrah, en excluant la pluie de mai à août pendant trois saisons. Ramener la pluie hivernale au tiers de la moyenne a réduit le rendement de 20 à 40 %. Une irrigation hivernale par micro-aspersion a donné des résultats proches du témoin ; remplir le sol au débourrement n’a pas compensé la perte de rendement, a accru le feuillage et a dégradé la composition des raisins et des vins^32,33.
• En Espagne, dans la Ribera del Duero, sur du tempranillo conduit en cordon de Royat sur un loam sableux profond, graveleux sous 50 cm, une recharge de 110 à 136 mm d’eau au goutte-à-goutte avant le débourrement n’a rien ajouté à une irrigation déficitaire d’été : 8,0 t/ha avec la recharge, 7,9 t/ha sans, en moyenne de 2021 à 2023. Sans irrigation d’été, la recharge seule a donné 3,4 t/ha environ³⁴.
• En Californie, pour des noyers sur un sol profond, de loam à loam sableux fin, retarder le début de l’irrigation en se fondant sur le potentiel hydrique de tige, mesuré sur l’arbre, a économisé environ 250 mm d’eau par saison (710 mm contre 965 mm) sans perte de rendement, sauf une baisse de 10 % une année au seuil le plus tardif. Les auteurs estiment qu’un sol maintenu trop plein au printemps peut causer plus de problèmes qu’il n’en résout³⁵.

Ce que disent les références françaises sur le démarrage de l’irrigation

Les références françaises que nous avons trouvées portent sur le démarrage de l’irrigation en saison, et non sur une recharge avant l’été ; aucune ne recommande de remplir la RU avant l’été, et nous n’avons trouvé aucun essai français sur les cultures pérennes méditerranéennes. Pour le maïs, Arvalis jugeait l’irrigation non nécessaire avant le stade 10 feuilles visibles, sauf levée difficile ou valorisation de l’azote, et limitait la première dose à 20 à 25 mm d’eau pour éviter le drainage et le ruissellement³⁶. À partir de ce stade, deux références insistent sur un démarrage sans retard. Le bulletin d’irrigation de la plaine de l’Ain, rédigé avec Arvalis et la Chambre d’agriculture, vise un démarrage vers 10 feuilles, pour que la dernière parcelle du tour d’eau soit irriguée à 12 feuilles sans stress : « Un retard au démarrage ne pourra se rattraper qu’avec un épisode pluvieux significatif ! »³⁷. Lorsque des restrictions précoces sont à craindre, Arvalis conseille d’« utiliser l’eau disponible dès le début de la période d’irrigation » et de « préserver au maximum la réserve en eau du sol »³⁸. Pour les blés, un message technique d’Ouest Occitanie calait au printemps 2020 le déclenchement de l’irrigation sur la RU, plus tardif dans les sols profonds, en rappelant qu’« une irrigation trop précoce et abondante conduit à un appareil végétatif exubérant, ce qui se traduit par une augmentation de la transpiration »³⁹. Pour la vigne, la Chambre d’agriculture du Var note qu’en début de saison, l’eau est « souvent puisée dans les réserves hivernales des sols », et que les irrigations « démarrent généralement vers mi-juin »⁴⁰.

Ce qu’apporte une RFU pleine

En première approximation, à déficit constant et sans pluie, le nombre de jours pendant lesquels une RFU pleine retarde le stress hydrique est égal à la RFU divisée par le déficit journalier, c’est-à-dire par la différence entre l’ETc et la capacité d’apport. Avec une capacité d’apport de 8 mm d’eau par jour et une ETc de 10,5 mm d’eau par jour, le déficit est de 2,5 mm d’eau par jour.

Figure 7. Nombre de jours avant l’apparition du stress hydrique, calculé en première approximation pour une RFU pleine au début d’une vague de chaleur et un déficit constant de 2,5 mm d’eau par jour, comparé à la durée des trois vagues de chaleur de l’été 2026. Hypothèses : horizons homogènes sans cailloux, retenant 0,8 mm d’eau par cm de sol pour le sable et 1,7 mm pour le loam (valeurs choisies dans les fourchettes du tableau de la partie 2), RFU égale à la moitié de la RU. Ce calcul ne tient compte ni de la diminution de la RFU lorsque l’ETc est élevée, ni des jours de répit.

Ce calcul donne 10 jours pour le sable exploité sur 60 cm et 31 jours pour le loam exploité sur 90 cm. La simulation, qui tient compte de la diminution de la RFU, donne moins. Pour le sable (figure 6), le stress hydrique apparaît dès le 7e jour de la première vague de chaleur. Pour le loam irrigué dès le 1er avril, la première vague est traversée sans stress hydrique, et le stress apparaît le 10 juillet, au 7e jour de la deuxième vague (outil 4). Une RU pleine apporte donc le plus là où la RFU est la plus élevée : 77 mm d’eau pour ce loam exploité sur 90 cm, contre 24 mm pour le sable exploité sur 60 cm.

Ses limites

• Le sol ne retient pas d’eau au-delà de la capacité au champ. Une fois toute la zone racinaire à la capacité au champ, l’eau apportée en plus s’écoule sous cette zone. Arvalis rappelle les risques d’un excès d’eau : perte de l’eau que le sol ne peut pas stocker ; lixiviation de l’azote, c’est-à-dire son entraînement sous forme de nitrates par l’eau qui s’écoule ; asphyxie racinaire en sol hydromorphe, c’est-à-dire engorgé d’eau de façon temporaire ou permanente³⁸.
• Une RU maintenue pleine ne peut plus stocker la pluie. Au printemps, ne pas remplir entièrement la RU permet de stocker les pluies à venir³¹.
• Des apports précoces et fréquents peuvent limiter l’enracinement en profondeur. À propos du maïs, la Chambre d’agriculture du Tarn met en garde : « Un arrosage trop précoce entraînera également un mauvais développement racinaire en profondeur si l’eau disponible reste dans la partie superficielle du sol »⁴¹. Or la quantité d’eau accessible à la culture augmente avec la profondeur d’enracinement.
• L’eau doit être disponible. Les réseaux collectifs et les autorisations de prélèvement ne permettent pas toujours d’irriguer hors saison.

En résumé, les études ne montrent un intérêt à recharger la RU avant l’été qu’à certaines conditions : une capacité d’apport nettement inférieure à l’ETc de pointe, un sol sec en fin d’hiver, une RU élevée et un apport limité à la zone racinaire, qui laisse de la place à la pluie. Pour la vigne, un apport pendant la dormance a mieux réussi qu’un apport au débourrement. Toutes ces sources subordonnent la décision à la connaissance de l’eau du sol.

Remplir la RU suppose donc d’humidifier le sol jusqu’à la profondeur d’enracinement de la culture, sans la dépasser, lorsque la capacité d’apport dépasse l’ETc. Il faut pour cela savoir jusqu’où l’eau descend.

Outil 3

Outil 3 : Jusqu'où descend l'eau ?

Estimez jusqu'où un apport d'eau humidifie le sol, selon sa texture et son humidité avant l'apport.

Texture du sol (homogène, sans cailloux)

Sable, 0,8 mm d'eau par cm de solLoam sableux, 1,3 mm d'eau par cm de solLoam, 1,7 mm d'eau par cm de solArgile, 1,6 mm d'eau par cm de sol

RU restante avant l'apport, en part de la RU

25 %50 %75 %

Profondeur d'enracinement de la culture

30 cm60 cm90 cm120 cm

Apport d'eau

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Pas utile Très utile

Modèle simplifié : chaque couche de sol doit atteindre la capacité au champ avant que l’eau ne passe à la suivante. Le front d’humectation est la limite entre le sol humidifié par l’apport et le sol plus sec situé en dessous. Sur le terrain, il est plus diffus ; la vitesse d’infiltration varie d’un horizon à l’autre et, en goutte-à-goutte, l’eau s’étale aussi latéralement selon la texture.

07

Simulateur de bilan hydrique sur une saison

Le simulateur ci-dessous applique le bilan hydrique de la FAO jour par jour, du 1er avril au 30 septembre, aux dates des trois vagues de chaleur de 2026. Il permet de faire varier la texture du sol, la profondeur d’enracinement, la culture, la capacité d’apport, l’ETo pendant les vagues de chaleur et la date de début de l’irrigation. Il illustre l’effet de chacun de ces facteurs ; ses hypothèses climatiques sont illustratives, et il ne prédit pas le comportement d’une parcelle réelle.

Outil 4

Outil 4 : Simulateur de bilan hydrique

Suivez jour par jour la réserve en eau du sol sur une saison, et le stress hydrique de la culture.

Exemples

Sable, zone racinaire de 60 cm (RFU voisine de celle de notre client) Loam, zone racinaire de 90 cm, irrigation dès le 1er avril Loam, zone racinaire de 90 cm, irrigation à partir du 15 juin

Texture du sol (homogène, sans cailloux)

Sable, 0,8 mm d'eau par cm de solLoam sableux, 1,3 mm d'eau par cm de solLoam, 1,7 mm d'eau par cm de solArgile, 1,6 mm d'eau par cm de sol

Profondeur d'enracinement

Culture (Kc de mi-saison)

Culture couvrant le sol (Kc 1,00)Maïs grain (Kc 1,20)Sorgho grain (Kc 1,10)Tournesol (Kc 1,20)Soja (Kc 1,15)Coton (Kc 1,10)Tomate de plein champ, pour l'industrie (Kc 1,10)Melon (Kc 1,05)Poivron (Kc 1,10)Amandier, verger dense (Kc 0,90)Raisin de table, treille horizontale (Kc 0,90)Avocatier, verger dense (Kc 1,00)Vigne de cuve, palissage vertical (Kc 0,70)Agrumes, verger dense (Kc 0,70)Olivier, haie intensive (Kc 0,45)

Capacité d'apport

ETo pendant les vagues de chaleur

Début de l'irrigation

1er avril1er mai1er juin15 juin

RU restante au 1er avril

RU pleine50 % de la RU

Réserve calculée

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Jours de stress hydrique

ETc non satisfaite

Irrigation apportée

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Hypothèses : sol homogène sans cailloux ; ETo hors vagues de chaleur de 3,4 mm d’eau par jour mi-avril à 5,9 mm mi-juillet (climat méditerranéen illustratif) ; pluie de 59 mm d’eau en avril, 36 en mai, 8 en juin, 0 en juillet, 10 en août et 40 en septembre ; vagues de chaleur aux dates de 2026, avec une ETo constante pendant chaque vague, ce qui constitue une hypothèse haute. Les Kc sont les valeurs standard mises à jour en 2021^14,15,18. Pour l’olivier, les agrumes et l’avocatier, qui gardent leurs feuilles, le Kc prend sa valeur initiale en avril et mai, sa valeur de mi-saison de juin à août et sa valeur de fin de saison en septembre ; pour les autres cultures, il passe de la moitié de cette valeur au 1er avril à cette valeur au 1er juin, puis baisse de 15 % en septembre. Ce calendrier simplifié ne reproduit pas le cycle réel de chaque culture : le maïs, par exemple, n’atteint sa valeur de mi-saison qu’en juillet. La profondeur d’enracinement reste la même toute la saison. Une fois l’irrigation commencée, l’installation ramène chaque jour la RU restante vers la RU pleine, dans la limite de sa capacité d’apport. Le seuil de stress hydrique est calculé avec la fraction p de chaque culture, tirée de la FAO-56⁴ ou de sa mise à jour de 2021^14,15, et ajustée chaque jour selon l’ETc⁴ ; la bande « vigilance » correspond au dernier quart de la RFU ainsi ajustée.

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Ce que la mesure de l’humidité du sol apporte

Ces raisonnements reposent sur des grandeurs qui varient d’une parcelle à l’autre, et parfois au sein d’une même parcelle : la profondeur d’enracinement réelle, la RU de chaque horizon, la profondeur atteinte par une irrigation ou une pluie. Les calculer donne un ordre de grandeur ; les observer permet de les vérifier. Sur une parcelle suivie par les Chambres d’agriculture des Pays de la Loire, la sonde n’a mesuré qu’une augmentation de 9,5 mm d’eau du stock du sol après un apport de 30 mm ; sur une autre, en maïs, un apport de 30 mm n’a humidifié que les 20 premiers centimètres du sol, l’eau ne pénétrant pas assez vite dans le sol⁴².

Une sonde qui mesure l’humidité du sol à plusieurs profondeurs rend visibles les mécanismes décrits dans cet article. Elle montre « le temps et la vitesse d’humectation de chaque horizon, suite à un tour d’eau ou à une pluie », comme le résume la Chambre d’agriculture du Tarn⁴³. Concrètement, elle permet de voir :

• jusqu’à quelle profondeur une irrigation ou une pluie a humidifié le sol ;
• si les horizons profonds se remplissent, ou si l’eau les traverse sans s’y arrêter ;
• à quelles profondeurs les racines de la culture prélèvent l’eau, jour après jour ;
• à quel rythme l’humidité du sol baisse pendant une vague de chaleur et, si ce rythme se maintient, dans combien de jours le seuil de stress hydrique sera atteint.

Les sondes Akuasense 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, et leur emplacement dans le guide de positionnement des sondes. À partir de ces mesures et de la caractérisation du sol, le hub calcule la RFU et affiche l’état hydrique de chaque sonde. Il estime l’eau retenue par chaque horizon à partir de sa texture, par les équations de Saxton et Rawls, et applique les coefficients culturaux mis à jour en 2021. La décision d’irriguer reste celle de l’agriculteur, qui connaît sa parcelle, sa culture et sa ressource en eau ; la mesure lui donne une vue directe de ce qui se passe sous la surface.

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

Voir les quatre modèles

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

Découvrir le hub

Sources

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43. Chambre d'agriculture du Tarn. « Les outils d'aide au pilotage de l'irrigation : les sondes tensiométriques et capacitives ». chambres-agriculture.fr

Comprendre l’eau du sol est une série d’articles d’Akuasense. Prochains épisodes : mesurer la réserve utile de sa parcelle, lire un profil d’humidité à plusieurs profondeurs, et comprendre la forme du volume de sol humidifié par un goutteur selon la texture.

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

Capteur d'humidité capacitif : principe de fonctionnement