« Mon réservoir est vide avant la fin du tour d’eau, est-ce qu’il me faut une plus grosse pompe ? » Dans la plupart des cas, non. Une pompe plus puissante remplit plus vite un bac qui reste trop petit, et le problème revient dès le pic de consommation. La capacité du réservoir se calcule, et le calcul tient en trois opérations : le besoin journalier de pointe de la culture en millimètres, sa conversion en mètres cubes sur la surface réelle, puis le choix d’une autonomie. La conception retenue par la FAO pour le pompage solaire consiste à envoyer la demande d’une journée entière dans un réservoir placé en hauteur.
Le besoin de pointe se calcule en deux multiplications
Le besoin d’eau d’une culture est le produit de deux termes : l’évapotranspiration de référence de la zone, notée ETo, et le coefficient cultural de la plante au stade où elle se trouve, noté Kc.
Pour l’ETo, le manuel FAO sur les besoins en eau des cultures donne des valeurs indicatives par zone climatique et par température moyenne journalière, exprimées en millimètres par jour :
| Zone climatique | Moins de 15 °C | 15 à 25 °C | Plus de 25 °C |
|---|---|---|---|
| Désertique ou aride | 4 à 6 | 7 à 8 | 9 à 10 |
| Semi-aride | 4 à 5 | 6 à 7 | 8 à 9 |
| Sub-humide | 3 à 4 | 5 à 6 | 7 à 8 |
| Humide | 1 à 2 | 3 à 4 | 5 à 6 |
Pour le piment, la fiche FAO d’information sur les besoins en eau des cultures retient un Kc de 0,6 au stade initial, 1,05 en pleine végétation et 0,9 en fin de cycle. La même fiche donne des repères de terrain voisins : 0,4 après repiquage, 0,95 à 1,1 à pleine couverture du sol, et 0,8 à 0,9 à la récolte. Les durées de stades retenues sont de 25 à 30 jours pour la phase initiale, 35 jours de développement, 40 jours de pleine végétation et 20 jours de fin de cycle, soit 125 jours au total, dans une fourchette de cycle de 120 à 150 jours du semis à la dernière récolte.
Le dimensionnement se fait toujours sur le stade le plus exigeant, donc sur le Kc de pleine végétation. C’est à ce moment que le bac doit tenir, pas en moyenne sur le cycle.
Du millimètre au mètre cube
Un millimètre d’eau sur un hectare représente 10 mètres cubes. C’est la seule conversion à retenir. Le besoin de pointe exprimé en millimètres par jour se multiplie donc par 10 pour obtenir des mètres cubes par hectare et par jour, puis par la surface réellement plantée, exprimée en hectares.
Sur l’ensemble du cycle, la fiche FAO situe le besoin total du piment entre 600 et 900 mm, et jusqu’à 1 250 mm pour les cycles longs avec plusieurs passages de récolte. Ce total sert à vérifier la cohérence du calcul journalier et la disponibilité de la ressource sur la campagne, mais il ne dimensionne pas le réservoir. Le réservoir se dimensionne sur la journée de pointe.
Attention : le chiffre obtenu est le besoin net de la culture. Le volume réellement prélevé dépend de l’efficience du réseau posé, qui n’est pas la même en goutte à goutte, en aspersion ou à l’arrosoir. Ce coefficient se détermine sur la parcelle, à partir du matériel effectivement installé.
La capacité : une journée de pointe pleine
La présentation de la FAO sur le pompage solaire pour l’irrigation, préparée par Ahmed Abdelfattah en 2017, décrit la configuration la plus répandue : un système autonome qui envoie la demande d’une journée entière dans un réservoir placé en hauteur, l’eau étant ensuite restituée par gravité sans pompe de reprise. L’intérêt est direct : le moment du pompage, qui dépend du soleil, est découplé du moment de l’arrosage, qui dépend de la culture.
Une journée de pointe pleine est donc la cible de base. Deux situations justifient d’aller au delà : une succession de journées très couvertes en saison des pluies, et un besoin de sécuriser la floraison. Sur ce second point, la fiche FAO du piment est nette : au début de la floraison, l’épuisement de l’eau du sol dans la zone racinaire ne doit pas dépasser 25 %. La perte de rendement la plus forte est observée avec un déficit continu jusqu’à la première récolte, et le facteur de réponse du rendement à l’eau sur la saison complète est de 1,1. Un arrosage sauté à la floraison ne se rattrape pas.
Stocker de l’eau plutôt que de l’électricité
La même présentation FAO compare les deux façons de passer la nuit et les passages nuageux. L’option batteries permet un fonctionnement sur la journée entière, mais, selon ce document, les batteries et leur remplacement obligatoire au fil du temps rendent le système très coûteux. Le chapitre de la FAO consacré aux dispositifs d’exhaure va dans le même sens sur la durée de vie : en climat tropical, elle est souvent limitée à quatre ou cinq ans, et les batteries non scellées réclament des compléments réguliers en eau distillée.
Un réservoir correctement dimensionné joue le même rôle sans pièce d’usure. C’est la raison pour laquelle un budget de pompage solaire gagne presque toujours à être arbitré en faveur du stockage d’eau. Pour le choix de la pompe elle-même, débit et hauteur manométrique, voyez notre article sur le dimensionnement du pompage d’une parcelle d’oignon.
La hauteur du bac donne la pression, pas son volume
Un réservoir de 30 mètres cubes posé au sol ne met pas un réseau en pression. Ce qui crée la pression à l’émetteur, c’est la hauteur de la surface de l’eau au dessus de cet émetteur. Le volume décide de l’autonomie, la hauteur décide du fonctionnement.
Le chapitre FAO consacré au goutte à goutte rappelle que l’eau y est appliquée à très faible débit, de 2 à 20 litres par heure par émetteur, à travers des passages de 0,2 à 2,0 mm de diamètre, et que l’eau d’irrigation doit être exempte de sédiments. Deux conséquences pratiques pour un bac de stockage. D’abord, la hauteur du support se détermine à partir de la pression nominale du goutteur retenu, pas au hasard. Ensuite, un filtre à la sortie du réservoir est indispensable, parce qu’un bac à ciel ouvert accumule poussière, débris et algues, et que des passages de deux dixièmes de millimètre se bouchent avec très peu de matière. Les autres causes de bouchage sur une petite parcelle sont détaillées dans notre article sur les erreurs qui font échouer les petits périmètres en goutte à goutte.
Exemple chiffré sur 2 500 m² de piment
| Donnée | Valeur | Origine |
|---|---|---|
| Zone sub-humide, température moyenne journalière supérieure à 25 °C | ETo de 7 à 8 mm par jour | Tableau FAO des besoins en eau |
| Piment en pleine végétation | Kc de 1,05 | Fiche FAO piment |
| Besoin net de pointe | 7,4 à 8,4 mm par jour | ETo multipliée par Kc |
| Besoin ramené à l’hectare | 74 à 84 m³ par hectare et par jour | 1 mm égale 10 m³ par hectare |
| Surface plantée | 2 500 m², soit 0,25 ha | Parcelle |
| Volume journalier de pointe | 18,5 à 21 m³ | Calcul |
| Capacité utile visée | Une journée pleine, soit 21 m³ utiles | Conception FAO du pompage solaire |
Le même calcul conduit à des bacs très différents selon la zone. En zone humide à plus de 25 °C, l’ETo tombe à 5 à 6 mm par jour selon le tableau FAO, le besoin de pointe du piment à 5,3 à 6,3 mm, et le volume journalier sur 2 500 m² à 13 à 16 mètres cubes. En zone semi-aride à plus de 25 °C, avec une ETo de 8 à 9 mm, il remonte à 21 à 24 mètres cubes. Une capacité copiée sur la parcelle d’un voisin situé dans une autre zone climatique est donc fausse par construction.
La capacité utile est inférieure à la capacité nominale
Un bac annoncé à 20 mètres cubes ne délivre pas 20 mètres cubes utiles. Trois pertes sont à retirer au moment du choix :
- Le volume mort sous le piquage de sortie, qui ne descend jamais dans le réseau.
- La garde d’air en haut, nécessaire pour que le remplissage ne déborde pas.
- La couche de dépôt au fond, qui réduit le volume exploitable entre deux nettoyages et qu’il vaut mieux ne pas mobiliser vers le filtre.
Comptez la capacité en volume utile, c’est à dire entre le niveau haut de remplissage et le piquage de sortie, et non en volume affiché. Un couvercle opaque limite en plus le développement des algues, ce qui allonge l’intervalle entre deux nettoyages de filtre.
Entretien du couple pompe et réservoir
- Chaque jour : relever le niveau le matin et le soir, et vérifier que le remplissage s’est fait dans la journée.
- Chaque semaine : nettoyer le filtre de sortie, contrôler le flotteur ou l’arrêt de remplissage, inspecter le support et les fixations.
- Chaque mois : ouvrir la vidange de fond quelques secondes pour évacuer les dépôts, contrôler le couvercle et les grilles anti-débris.
- Chaque campagne : vider, brosser et rincer le bac, purger les antennes du réseau, vérifier les ancrages du support.
Le volet panneaux et groupe de pompage suit son propre rythme, détaillé dans notre article sur l’entretien du pompage solaire semaine par semaine. Pour la conduite agronomique de la culture elle-même, pépinière, densité et calendrier, voyez la fiche technique de la culture du piment.
Questions fréquentes
Quelle capacité de réservoir pour une parcelle irriguée au solaire ?
La conception FAO du pompage solaire autonome consiste à envoyer la demande d’une journée entière dans un réservoir placé en hauteur. Une journée de pointe pleine est donc la cible de base, à majorer si la parcelle connaît des séquences de journées très couvertes.
Comment calculer le besoin journalier de pointe d’une parcelle de piment ?
Multipliez l’ETo de votre zone, lue dans le tableau FAO des besoins en eau, par le coefficient cultural du piment en pleine végétation, soit 1,05. Convertissez ensuite le résultat en mètres cubes, un millimètre valant 10 mètres cubes par hectare, puis multipliez par la surface plantée.
Combien d’eau consomme un cycle de piment ?
La fiche FAO retient 600 à 900 mm sur le cycle, et jusqu’à 1 250 mm pour les cycles longs avec plusieurs passages de récolte, pour une durée de 120 à 150 jours du semis à la dernière récolte.
Faut-il des batteries avec une pompe solaire d’irrigation ?
La présentation FAO sur le pompage solaire indique que les batteries et leur remplacement obligatoire rendent le système très coûteux, et privilégie le stockage d’eau en réservoir surélevé. Le chapitre FAO sur les dispositifs d’exhaure ajoute qu’en climat tropical la durée de vie des batteries est souvent limitée à quatre ou cinq ans.
Un réservoir surélevé suffit-il à faire fonctionner un goutte à goutte ?
La pression disponible correspond à la hauteur de la surface de l’eau au dessus des goutteurs, donc la hauteur du support se calcule à partir de la pression nominale du goutteur retenu. Un filtre à la sortie est indispensable : la FAO rappelle que les émetteurs délivrent 2 à 20 litres par heure à travers des passages de 0,2 à 2,0 mm et que l’eau doit être exempte de sédiments.
Peut-on sauter un arrosage à la floraison ?
Non. La fiche FAO du piment indique qu’au début de la floraison l’épuisement de l’eau du sol dans la zone racinaire ne doit pas dépasser 25 %, et retient un facteur de réponse du rendement à l’eau de 1,1 sur la saison complète.
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Sources
- FAO, Irrigation water management, Crop water needs, chapitre 2, tableau 2 des besoins journaliers moyens
- FAO, Crop water information, fiche Pepper
- FAO, Ahmed Abdelfattah, Solar Powered Water Lifting For Irrigation, 2017
- FAO, Water lifting devices, section consacrée au pompage photovoltaïque
- FAO, Irrigation water management, chapitre 6, Drip irrigation
