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Irrigation solaire: un équipement d'avenir ?

Pompes à eau solaire, l'avenir de l'irrigation agricole
Léon DELANERY
Ecrit par Léon DELANERY
le 19 août 2020
8 minutes de lecture

Un rapport parlementaire paru mardi dernier, appelle à une appropriation des infrastructures de la production d’énergie par les agriculteurs. Il indique également que le secteur agricole assure déjà 20% de la production d’énergies renouvelables française, dont 13% du solaire photovoltaïque. Grâce aux récents progrès technologiques, l’usage du photovoltaïque s’est développée notamment dans le secteur du pompage d’eau et de l’irrigation. Nous avons rencontré Claude Gaget, PDG de Solaris-store qui nous a éclairé sur les équipements en pompes à eau solaires.

SOMMAIRE

Quels sont les usages des pompes solaires ?

Le pompage solaire, comment ça marche ?

Les avantages du pompage solaire ?

Est-ce possible d’irriguer des grandes cultures avec une irrigation solaire ?

Quel est le coût d’installation d'une pompe à eau solaire ?

Comment adapter son système d'irrigation goutte à goutte ?

Le pompage solaire est-il aussi performant qu’un système d'arrosage classique ?

Est-ce possible de manquer d’ensoleillement ?

 

Quels sont les usages des pompes solaires ?

« Il y a différents secteurs :

  • L’élevage : avec l’abreuvement du bétail, qui représente actuellement une grosse partie du marché
  • L’irrigation : on va des jardins communaux aux grosses exploitations de maraîchage
  • Les habitats isolés
  • Les usages en surpression : exemple : besoin d’ouvrir un robinet la nuit, donc ça nécessite l’usage d’une batterie en appoint.»

Le pompage solaire, comment ça marche ? 

Une pompe à eau solaire est une pompe électrique alimentée par des panneaux photovoltaïques. Celle-ci est peut-être associée à un réservoir de stockage.

« Les pompes que nous commercialisons fonctionnement pour la plupart au fil du soleil, c’est-à-dire sans batterie. La batterie est un élément qui coûte cher donc on l’utilise uniquement lorsque l’on a des besoins en eau la nuit. Grâce à l’évolution de l’électronique, on privilégie le stockage de l’eau ou le fonctionnement au fil du soleil. Une pompe est prévue pour fonctionner toute la journée : elle démarre gentiment le matin, atteint rapidement sa puissance maximale en journée et décroit tranquillement en fin de journée. Le débit est proportionnel à l’ensoleillement.»

Exemple de rendement au cours d'une journée (en m3/h, source Solaris-Store)

 

«Depuis qu’on a commencé les pompes solaires en 2002, la technologie a beaucoup évolué. Maintenant on les pilote avec des applications Bluetooth, on a un suivi, un monitoring, on peut paramétrer les pompes pour différents usages:

  • Pour un puits limité en termes de réapprovisionnement en eau, on peut limiter la puissance pour éviter l’assèchement du forage, du puits.
  • Pour l’abreuvement du bétail : pour un abreuvoir équipé d’un robinet flotteur, on utilise un capteur de pression à la sortie de la pompe solaire. L’abreuvoir se remplie, le robinet flotteur ferme la vanne de l’abreuvoir, la mise en pression de la canalisation est détectée grâce au capteur, la pompe s’arrête et ainsi de suite.
  • Pour du goutte à goutte : on peut adapter la pression pour réguler de manière optimale l’irrigation.»

    Principe de fonctionnement d’une pompe solaire (source Solaris-Store)

     

Les avantages du pompage solaire ?

«L’autonomie énergétique est un argument de poids, on évite de consommer du carburant. Le temps de retour sur investissement est d’un an, en comparaison à des solutions traditionnelles de roulage de l’eau. Elles sont très coûteuses en gasoil, en entretien mais également en temps humain.
Il y a également un argument environnemental, pas de pollution issue de la combustion du gasoil. Une pompe solaire étant électrique, elle fait beaucoup moins de bruit qu’une pompe thermique.»

 

Est-ce possible d'irriguer des grandes cultures avec une irrigation solaire ?

«En France, on n’est pas vraiment sollicité là-dessus. A l’export ça nous arrive d’être sollicité pour de de l’irrigation de plantations de dattes, d’oliviers ou du maraîchage. Je pense que c’est lié au fait que les agriculteurs français utilisent plus facilement des pompes électriques raccordés au réseau électrique, quand il est à proximité. Ils utilisent également des groupes motopompes, des groupes électrogènes ou des pompes entraînées par la prise de force du tracteur.»

« Mais oui, concrètement c’est possible, c’est peut-être un marché potentiel. Si on souhaite irriguer des cultures où une dizaine d’heures d’arrosage suffisent, oui on le fait déjà à l’export. On peut réguler la pression et le débit, plus on est haut en pression plus on demande d’énergie à la pompe donc il y aura plus de panneaux solaires. Une pompe solaire dispose de tout le panel de réglages possibles mais sur une période restreinte de 10 heures. S’il faut impérativement avoir un système 24H/24, on peut compenser avec une motopompe ou un groupe électrogène, des batteries ne sont pas envisageables pour ce type de système. La motopompe d’appoint va prendre le relais de façon linéaire quand le soleil se couche.»

«Il est également possible d’ajouter un système d’apports azotés via l’eau d’irrigation. On peut utiliser un système de pompe doseuse couplé à un panneau solaire et une batterie. C’est un système peu gourmand en énergie. Théoriquement tout est possible. »

Les systèmes de goutte à goutte (utilisés en irrigation solaire) sont peu communs en grande culture. Plusieurs essais ont été effectués ou sont en cours pour comparer l’irrigation goutte à goutte aux systèmes d’irrigation classiques.

Arvalis a mis en place un essai à Pusignan (69), pour comparer l’irrigation goutte à goutte et l’irrigation par rampe sur enrouleur, selon différents régimes d’irrigation plus ou moins restrictifs. Ils ont également testés l’apport d’azote via l’eau d’irrigation. Pour l’instant les résultats n’ont montrés aucuns effets significatifs sur le rendement avec ou sans apports azotés par rapport à un système de rampe sur enrouleur.

Dans les landes, la Chambre d’Agriculture a mené un essai sur le bassin versant du Midou, fortement déficitaire en eau. Cette fois-ci le système de goutte à goutte a été enterré à 30cm de profondeur. Le suivi a montré une économie d’eau de 20% en moyenne pour une baisse de rendement de 6% (rendement moyen 130q/ha en maïs). Le pilotage de l’irrigation a été réalisé par un suivi de l’état hydrique du sol grâce à des capteurs. Des perspectives d'avenir intéressantes pour le développement des systèmes goutte à goutte en grande culture.

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Quel est le coût d'installation d'une pompe à eau solaire ?

«C’est difficile de répondre, tout dépend du besoin en eau, de la géométrie, de la profondeur de pompage, on est capable d’aller pomper jusqu’à 180-200 mètres. On a mis en place des partenariats avec les chambres d’agriculture pour aller faire des sensibilisations, des formations. Et pour donner un ordre d’idée, pour de l’abreuvement, pour un budget tout compris (installé), on va être à environ 2000€, pour un système solaire autonome avec entre 2 et 4m3 / jour.»


Calcul d'amortissement de la solution d'abreuvement solaire (source Solaris-Store)

*Système de pompage solaire SHURFLO complet installé avec une HMT (hauteur manométrique totale) de 30ML

Comment adapter son système d'irrigation goutte à goutte ?

«Pour un système goutte à goutte on a 2 possibilités selon le contexte de l’installation :

  • Pour un terrain avec un peu de dénivelé : on place une pompe au fil du soleil dans notre source d’eau et on remonte l’eau de façon géométrique au-dessus du terrain, puis on stocke l’eau dans des réserves tôlées ou creusés. Puis ça descend dans notre réseau goutte à goutte par gravité avec une pression constante (puisqu'elle est liée à la géométrie du terrain).
  • Quand on n’a pas de dénivelé, on dimensionne la pompe solaire de manière précise en fonction du réseau goutte à goutte. On demande les plans afin d’adapter parfaitement la pompe selon le débit souhaité et la pression minimale et maximale du réseau goutte à goutte »

 

Le pompage solaire est-il aussi performant qu'un système d'arrosage classique ?

«La seule différence, c’est si on a besoin d’un arrosage permanent, d’un arrosage de nuit ou d’une irrigation spécifique. Là on est obligé de faire appel à un groupe électrogène d’appoint au solaire. On ne va pas stocker l’électricité mais on va plutôt faire appel à un système hybride : solaire en journée et groupe électrogène d’appoint pour la nui. C’est assez rare, à l’export ça nous arrive sur de grosses installations d’irrigation. »

Est-ce possible de manquer d'ensoleillement ?

«Non, en France métropolitaine, la nécessité en eau va souvent se situer entre mars et octobre, que ce soit pour de l’arrosage ou de l’abreuvement. On va se situer sur la période d’ensoleillement la plus propice. De plus, on a un logiciel de dimensionnement assez pointu, qui prend en compte les données météo à 15km près.»

«On remet systématiquement au client un rapport de dimensionnement qui tient compte des données météo, du besoin du client, des caractéristiques de son terrain et de sa source :

  • On demande au client les différentes donnés géométriques (profondeur de forage, dénivelé…), le besoin en eau (1,10 ou 30 m3 par jour). On parle en journée car ce qu’on maîtrise ce sont les données quotidiennes d’ensoleillement.
  • On intègre les données météos à notre logiciel
  • On définit le matériel, les hauteurs et le niveau d’eau statique et dynamique (réapprovisionnement en eau rapide ou non).
  • Selon notre rapport de dimensionnement, on s’engage à répondre à vos besoins si vous mettez en place nos préconisations.
  • On lui vend un système complet prêt à être raccordé avec les câbles et une notice.
  • Pour l’installation, on travaille avec des foreurs mais certains clients sont débrouillards et les installent eux-mêmes.»

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