💧 Maîtriser l’irrigation en environnement contrôlé : substrats, eau, EC et stratégies de pilotage

Dans les cultures en environnement contrôlé (CEA), la gestion de l’eau et des nutriments est bien plus complexe que ce que l’on imagine. Ce n’est pas seulement une question d’arroser au bon moment — c’est une science qui repose sur des principes physiques fondamentaux et des outils de mesure de haute précision. Cet article vous plonge dans les notions essentielles à connaître pour optimiser vos cultures, que vous soyez débutant ou expert.

🌱 À quoi sert vraiment un substrat ?

Dans les systèmes hors-sol, le substrat n’est pas là pour nourrir la plante : il a trois fonctions principales.

1. Maintenir la plante debout

2. Fournir eau et nutriments (via la solution nutritive)

3. Assurer l’oxygénation des racines

La dernière est souvent négligée. Et pourtant, un manque d’oxygène nuit gravement à l’absorption des nutriments et favorise les pathogènes.

🔁 Le SPAC : comprendre le mouvement de l’eau

L’eau circule selon un gradient d’énergie, du substrat vers la plante, puis vers l’atmosphère : c’est le Soil-Plant-Atmosphere Continuum (SPAC).

Ce mouvement est dicté par le potentiel hydrique, une mesure de l’énergie de l’eau exprimée en kilopascals (kPa). Plus ce potentiel est bas (valeur négative), plus l’eau est difficile à extraire.

Trois forces composent ce potentiel :

• Potentiel matriciel : force avec laquelle l’eau est retenue dans le substrat (capillarité)

• Potentiel osmotique : influencé par la concentration en sels (plus de sels = eau moins disponible)

• Gravité : joue surtout dans les substrats grossiers

Total = Potentiel hydrique = Matriciel + Osmotique + Gravité

🧪 Substrats : comment leurs propriétés influencent l’irrigation

Chaque substrat se comporte différemment :

• Terre limoneuse : retient fortement l’eau, mais moins oxygénée.

• Coco : compromis entre rétention et aération.

• Laine de roche : relâche l’eau très facilement, forte aération, mais forte sensibilité à l’irrigation.

En laine de roche, par exemple, toute l’eau est quasiment immédiatement disponible pour la plante. Cela veut dire qu’un léger assèchement peut déjà être critique. À l’inverse, en sol traditionnel, on peut avoir 25 % d’eau et déjà observer un stress.

👉 En substrats poreux comme la laine de roche ou le coco, on ne peut pas se fier aux signes visibles de stress hydrique — quand on les voit, il est déjà trop tard.

🌊 L’importance du dryback

Le dryback (ou assèchement contrôlé du substrat) est une technique capitale pour piloter la culture (crop steering). Le principe : on laisse la plante consommer l’eau, ce qui fait monter la concentration en sels, donc baisser le potentiel osmotique.

➡️ Le stress qui en résulte oriente la plante vers une croissance plus générative (floraison) plutôt que végétative (feuilles, tiges).

Mais attention : ce n’est pas la quantité d’eau qui stresse la plante, c’est la concentration en sels, mesurée par l’EC (electrical conductivity).

🔌 L’EC : l’indicateur clé à surveiller

• L’EC mesure la quantité de sels dans l’eau du substrat.

• Plus l’EC est élevé, plus le potentiel osmotique est bas (= stress hydrique).

• Une formule simple permet de convertir :

  -40 kPa par dS/m

  Ex : 2,5 dS/m = env. -100 kPa

Il est essentiel de distinguer :

• EC bulk : mesuré dans le substrat global

• EC pore water : ce que “voit” réellement la plante (plus élevé)

On multiplie l’EC de l’eau interstitielle par la teneur en eau pour estimer la quantité de nutriments disponibles (kg/m³).

📉 Problème de channelling : l’eau fuit !

Dans les substrats très poreux comme la laine de roche, l’eau irrigue surtout par gravité, en ligne droite vers le fond. Résultat : les racines du haut ne sont pas arrosées.

👉 Solution : irriguer par petites doses régulières, avec des pauses pour laisser l’eau se répartir.

• Taille du shot recommandé :

  
  

  • 3,3 % du volume du pot pour phase végétative

  • < 10 % pour phase florale

  
  

• Pause idéale entre les shots : 15 minutes

🔍 Field Capacity et gestion des drains

Field capacity = quantité d’eau que le substrat retient après drainage naturel (saturation atteinte).

👉 Au-delà, toute irrigation file directement en drain.

Mesurer le moment où les drains apparaissent permet de savoir combien la plante a consommé.

Fraction de drainage (leaching fraction) = volume drainé ÷ volume irrigué

Cela permet de contrôler l’EC dans la zone racinaire.

🌬️ Oxygène : l’invisible mais vital

L’oxygène se diffuse mieux dans les substrats aérés (laine de roche >>> silt loam).

Mais plus le substrat est humide, plus cette diffusion est ralentie.

💡 Maintenir une bonne aération racinaire est essentiel pour éviter les pathogènes et optimiser la croissance.

🧠 Conclusion : piloter, c’est anticiper

L’irrigation dans les cultures en environnement contrôlé est une question de précision, d’anticipation, et de stratégie. Ce n’est ni “plus d’eau = mieux”, ni “moins d’eau = floraison”.

C’est un jeu d’équilibre entre eau, nutriments, oxygène et stress maîtrisé.

Et cela ne peut se faire qu’avec des capteurs fiables, des calculs rigoureux et une vraie compréhension du comportement du substrat.

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