LES MUTATIONS DU GOUTTE À GOUTTE EN ESPACES VERTS

Econome en eau et discret, le goutte à goutte positionné en surface, ou mieux en dispositif enterré, a évolué. De nouveaux types de goutteurs sont maintenant disponibles, et moyennant des traitements adaptés et une législation et certification modifiées, peuvent également mettre en œuvre des eaux recyclées.

LES ÉVOLUTIONS DES DERNIÈRES DÉCENNIES

De plus en plus présents sur le marché agricole ou en parcs et jardins les systèmes de micro-irrigation sont de plus en plus performants sur les divers marchés mondiaux. Les utilisateurs sont en constante recherche d’une meilleure définition d’irrigation obtenue par la réduction du débit disponible à l’émetteur. C’est une des raisons qui a poussé les divers fabricants à privilégier les produits type goutte à goutte avec des goutteurs rapportés ou goutteurs intégrés plutôt que des systèmes par aspersion et de développer des produits adaptés aux différents segments de marché (que l’on soit en agriculture ou en espaces verts d’ailleurs).

On trouve donc de classiques goutteurs rapportés à installer à la carte sur un tube porteur polyéthylène comme des lignes de goutteurs intégrés (c’est-à-dire montés en usine à l’intérieur du tube porteur en polyéthylène) avec écartements fixes, plus robustes et plus rapides à installer. Il existe deux catégories de goutteurs : les goutteurs basiques types Turbulents (une simple chicane placée dans le goutteur freine le passage du flux de façon à permettre au débit de se rapprocher le plus possible de la valeur nominale). Ces types de goutteurs sont très dépendants de la pression exercée dans le tube porteur à l’entrée du goutteur et assez sensibles aux risques de colmatage si on utilise des eaux chargées. La seconde catégorie est constituée par les goutteurs auto-régulants ou à compensation de pression (en plus de la chicane une membrane régule la pression et permet d’exploiter une bien plus grande plage de pression présente dans la ligne porteuse pour garantir au débit du goutteur d’être égal à la valeur nominale).

LES MOTIVATIONS DU MARCHÉ ESPACES VERTS ET LES ENJEUX

Pour aller encore plus loin dans la démarche, les fabricants les plus à la pointe ont développé les différents segments de marché agricole ou espaces verts et donné des propriétés particulières à chacun des produits présents dans la gamme. Cette segmentation a conduit à une plus grande spécialisation indispensable pour garantir de nouvelles applications réussies de micro-irrigation.

Les lignes de goutteurs intégrés possédant cette segmentation marquée sont aujourd’hui très courantes sur les marchés agricoles comme sur les marchés des espaces verts.

Pour introduire les motivations de cette segmentation marquée, il est indispensable à ce stade de rappeler les motivations et les enjeux, par exemple dans ce second marché des espaces verts :

• Des économies d’eau : les utilisateurs privilégient beaucoup plus un arrosage de précision qui restreint l’apport d’eau sur la zone ciblée sans pertes et sans projections sur les zones passantes, ou les chaussées. Sans pertes dans l’atmosphère par ruissellement ou évaporation, le goutte à goutte bas débit tel que préconisé par NETAFIM génère des économies d’eau importantes comparé aux systèmes classiques par aspersion (tuyères ou turbines).
• Une discrétion : en le positionnant sous mulsh ou en enterré, les utilisateurs cherchent à mettre à l’abri les systèmes des regards et des pensées malveillantes, réduisant ainsi les risques de vandalisme à néant.
• Une modularité et flexibilité : les systèmes goutte à goutte, compacts, discrets, modulables, s’adaptent à pratiquement toutes les situations.
• Une créativité qui rime avec respect de l’environnement : Ils permettent d’élargir le champ créatif et d’enrichir l’offre sur les espaces verts et sportifs qui finissent par devenir un bienfait pour l’environnement : le concept de Ville verte est alors réalisable (lutte contre le changement climatique, développement de la biodiversité, augmentation de salubrité de l’air, absorption du CO2...).

LES ÉVOLUTIONS PRODUITS MARQUANTES DU MARCHÉ ESPACE VERTS

Sur ce marché des espaces verts NETAFIM privilégie une lige de goutteurs de type marron qui en plus de se fondre plus facilement dans le paysage possède un conditionnement et des caractéristiques techniques liées à l’utilisation spécifique finale qui sera réalisée sur le terrain.

En premier lieu le conditionnement est donc adapté aux particularités de terrain : les couronnes sont de taille plus restreinte qu’en utilisation agricole, et font en moyenne 50m ou 100m. La nature du polyéthylène employé rend le produit plus flexible pour faciliter la pose et éviter les ovalisations.

Les débits sont adaptés avec une offre basée sur du faible débit comme le 1.6 l/h, 1.0 l/h voire même 0.6 l/h, le 2.3 l/h ou 3.5 l/h, très fréquents dans les années quatre-vingt et quatre-vingt-dix, étant de moins en moins demandés. Car si la technologie du goutteur est optimale, la résistante au colmatage est supérieure aujourd’hui à ce qu’elle était jadis et il n’est nullement besoin de rester sur l’offre ‘’haut débit’’.

Ainsi les utilisateurs sont de plus en plus professionnels et n’hésitent pas à contrôler la qualité de l’offre en se référant à des normes ISO internationales, comme la norme ISO 9261.

Cette demande de référence internationale et de transparence nous a par exemple poussés à publier ouvertement depuis de nombreuses années toutes les caractéristiques de nos goutteurs, comme par exemple, les dimensions de passage de l’eau, la surface de filtration du goutteur ou des constantes K et X permettant de connaitre très précisément et de caractériser les évolutions du débit par rapport à la variation de pression (goutteurs turbulents).

LE GOUTTE À GOUTTE ENTERRÉ EN ESPACES VERTS ET SES PARTICULARITÉS

Le goutte à goutte enterré est plus exigeant par le surplus de main d’œuvre nécessaire en cas d’incident, et il est important de rappeler que notre offre est différente selon que l’application est réalisée en surface ou en enterré.

En premier lieu il est nécessaire d’utiliser des goutteurs de type autorégulant à large labyrinthe et à compensation de pression, capables de délivrer exactement la même quantité d’eau du premier au dernier goutteur de la ligne sans risque de colmatages. Le bulbe d’irrigation formé sous chaque goutteur doit profiter aux racines et permettre aux plantes de connaître un développement optimal. Il est parfois nécessaire de faire varier la distance entre lignes selon la nature du sol : sur un sol léger on rapprochera les lignes alors que sur un sol lourd on cherchera à les éloigner.

On privilégiera également des goutteurs munis de la caractéristique anti-siphon : les goutteurs doivent pouvoir se fermer lorsqu’entre deux irrigations, et du fait de la pente, l’eau en s’évacuant des conduites crée le vide derrière elle et entraine la succion de particules extérieures aux goutteurs. A ne surtout pas confondre avec l’anti-vidange dont la propriété est de retenir l’eau dans les conduites entre deux irrigations : de toute façon à éviter pour les risques de développements de bactéries surtout dans l’hypothèse de l’utilisation d’une eau recyclée !

Enfin on veillera à ne surtout pas créer de stress hydrique sous peine de risquer d’avoir des entrées racinaires susceptibles de boucher les goutteurs. Là encore la technologie des goutteurs sera primordiale : ils devront être munis de propriété anti-racines, c’est-à-dire qu’ils devront comporter un labyrinthe séparé de la sortie par une chambre pour faire barrière aux entrées racinaires, mais idéalement également la présence d’un oxyde de cuivre mélangé à la matière du goutteur pourra encore améliorer la résistance à ces entrées racinaires comme aux développements bactériologiques et l’apparition de biofilms.

Dernier point et non le moindre : le design hydraulique d’un système enterré, s’il doit faire appel à un matériel dédié, doit également être réalisé dans les règles de l’art. C’est là qu’intervient le professionnel Distributeur/Installateur dont le travail sera de sélectionner les bons produits émetteurs d’eau adaptés mais également d’incorporer dans le design des éléments complémentaires comme des peignes de purge, des vannes à air, des filtres…pour garantir que la solution obtenue soit adaptée aux exigences du chantier.

LA PROBLÉMATIQUE DE LA RESSOURCE EN EAU

La micro-irrigation constituée d’un système goutte à goutte est désormais reconnue comme étant la plus efficace comme le montre ce tableau ci-dessous que l’on trouve dans beaucoup de sources bibliographiques :

Efficacité relative du mode d’irrigation en agriculture :

Une différence de performance qui peut s’illustrer par ce schéma ci-dessous :

Comme le montre la courbe en bleu, la micro-irrigation bas débit couplée à une fréquence d’irrigation élevée permet de conserver l’humidité dans le sol au plus près du système racinaire et évite des pertes critiques par évaporation ou par percolation profonde.

Mais cette efficacité si elle permet d’économiser l’eau utilisée par rapport à des méthodes plus anciennes et moins vertueuses et constitue donc déjà un énorme progrès, n’est pas suffisante pour éviter totalement de faire pression sur les ressources en eau disponibles. De nombreuses communes françaises utilisent encore le réseau d’eau potable pour alimenter le système d’irrigation, et avec le réchauffement climatique et la diminution des réserves disponibles en période de sècheresse, cela n’est pas sans poser de problèmes.

D’autres pays dans le monde ont connu bien avant la France ce type de problématique, et il est intéressant d’examiner quelles solutions ont pu être mises en œuvre pour réduire la pression sur la ressource en eau actuellement disponible.

Les solutions sont en général connues :

• Une utilisation plus efficace de l’eau (meilleure programmation de l’irrigation par exemple) = la programmation par exemple peu permettre d’irriguer sur de courtes durées mais avec des fréquences élevées comme suggéré sur le graphique ci-dessus).
• Trouver de nouvelles sources en eau (nouveaux forages profonds, …) = rarement une solution durable et sans effet sur le bilan hydrique global !
• Utiliser des eaux saumâtres = un traitement moins lourd que pour une eau de mer peu permettre une exploitation en irrigation espaces verts.
• Désaliniser l’eau de mer = une solution plus extrême, peu économique et technologiquement difficile à mettre en œuvre, sans compter l’aspect industriel lourd de la solution.
• Appliquer une tarification moins avantageuse pour les ressources les plus importantes et les plus rares = c’est une méthode dissuasive pour préserver par exemple les ressources en eau potable utilisées pour la consommation humaine
• Recycler des eaux usées

La tendance mondiale est de privilégier le recyclage de l’eau usée pour usage d’irrigation car cela permet :

• D’éviter l’exploitation de nouvelles sources en eau alternatives qui en réalité ont une incidence néfaste sur le cycle global de l’eau (ex : aquifères profonds)
• De réduire la demande sur la ressource en eau potable disponible
• De diminuer les pollutions sur les ressources en eau de surface (rivières ou estuaires…) : pour reconstituer plus facilement les réserves profondes, améliorer la qualité de l’eau potable disponible en général, éviter les discontinuités des approvisionnements, éviter de constituer des barrages destinés à retenir et collecter l’eau…

Cela apparait donc comme la solution la plus logique mais pas forcément la plus simple à mettre en œuvre ni la plus acceptable sur le plan de la perception des populations. Cependant elle se prête bien à la micro-irrigation goutte à goutte comme on le verra un peu plus loin.

Parmi les pays à la pointe on trouve sans surprise Israël qui a connu une forte progression de sa population sur les 5 dernières décennies pour atteindre une densité très élevée, tout en ayant des ressources naturelles très limitées et un climat sec, et enfin un tourisme développé ce qui a rendu indispensable la mise en œuvre de solutions dont celle privilégiée, l’intensification de l’utilisation d’eaux usées recyclées. Mais également des pays comme Singapour, l’Australie, les USA (Californie notamment), la Chine et plus proche de nous l’Espagne qui fait figure de bon élève en Europe avec 11% du volume total produit en eaux usées réutilisé pour l’irrigation. Dans la plupart des cas cités ici la tendance a été de substituer à l’utilisation d’eau potable l’eau recyclée de sortie des stations d’épuration municipales (après traitement primaire, secondaire et parfois tertiaire) pour l’utiliser sous forme de micro-irrigation goutte à goutte sur les espaces verts municipaux (voire même pour l’agriculture selon les cas).

TRAITER L’EAU USÉE AVANT UTILISATION DANS LES GOUTTEURS

En France également ce traitement des eaux usées existe donc souvent déjà près des zones d’utilisations des milieux urbains ou la collecte est déjà efficace et le traitement élaboré…car nos eaux usées ne peuvent être relâchées dans l’environnement sans un traitement destiné à retirer certaines des pollutions existantes.

Cependant il subsiste des freins, ils existent pour la réutilisation de ces eaux dans un but d’irrigation et on peut citer :

• Le coût du traitement et son transport (à relativiser si on traite déjà les effluents avant rejet dans l’environnement…).
• La perception du public, assez négative en général (mais à relativiser selon le segment de marché et le mode d’irrigation utilisé, on le verra plus loin)
• L’absence ou l’opacité d’une régulation/législation encadrant et encourageant la pratique (mais cela bouge car nécessité fait loi !)
• Le coût trop faible de solutions alternatives (pompage en rivière, comme sur la Seine à Paris…le réchauffement climatique rendant moins facile cette pratique)
• La variation des flux collectés et la nécessité d’un stockage tampon pour absorber ces différentiels (demandant un minimum d’investissement)

Mais cela ne présente pas de grand défi technique : les solutions existent, et sont exploitées dans ces autres pays avec succès. Il est possible d’utiliser l’eau en recyclage en sortie de station d’épuration municipale et si besoin de peaufiner le traitement (par exemple en ajoutant une microfiltration de type osmose inverse/membrane et retirer certaines bactéries résiduelles tout en améliorant la turbidité) et de préparer l’eau usée avant son utilisation en goutte à goutte sur espaces verts. Ce processus permet de garantir que l’eau utilisée soit compatible avec l’usage sur goutte à goutte enterré, c’est-à-dire avec un minimum de matières en suspensions (cible moyenne < 20 mg/l) ainsi qu’un minimum de concentration en matières biologiques (la Demande Biologique en Oxygène doit être considérablement réduite).

Le traitement des eaux usées est normalement effectué en 4 étapes successives :

1. Pré-traitement = Dégrillage et tamisage / Dessablage / Dégraissage
2. Traitement primaire = Décantation
3. Traitement secondaire = Voie biologique (Traitement des composés organiques / Nitrification / Dénitrification) et Physicochimique (Clarification et Dé phosphatation)
4. Traitement tertiaire = en option, pour baisse du taux de matières en suspension, élimination de l’azote et du phosphore si besoin, et traitement bactériologique).

La différence existante entre une eau dite potable et une eau recyclée traitée peut résider principalement dans les nutriments présents (Nitrates par exemple), la présence de sels et la microbiologie (agent pathogènes).

Cette différence peut affecter plusieurs aspects :

Le transport de cette eau entre le lieu de traitement et le lieu d’utilisation peut entrainer une formation de biofilms dans les canalisations, des précipitations, des dépôts organiques et de fertilisants, des agglomérations de sédiments.

L’utilisation dans les émetteurs d’eau peut provoquer des sédimentations de matériaux organiques et inorganiques (minéraux), des précipités de composés non-hydrosolubles, des développements de colonies de micro-organismes et de constitution de biofilms…pouvant provoquer un colmatage des goutteurs.

Cette différence doit être réduite ou persister selon chaque cas particulier et la constitution du réseau de transport de l’eau qui pourra comporter des réservoirs de stockage, des méthodes de traitement complémentaire comme une séparation physique ou filtration, un traitement chimique, des pompes, …

A titre indicatif voici un exemple de quelques valeurs cibles (parmi une bonne trentaine existante…) à atteindre pour envisager sereinement l’exploitation d’un tel système :

La raison pour laquelle il est difficile de présenter un schéma unique à ce stade est que chaque cas de terrain est différent, selon que les effluents contiennent tel ou tel polluant physique, chimique ou organique. Chaque cas de terrain doit être traité différemment en faisant alors appel à une entreprise ou une collectivité experte qui viendra ajouter sa pierre à l’édifice.

Au final il est intéressant de noter que la micro-irrigation au goutte à goutte en version enterrée s’imbrique parfaitement dans ce schéma global : car en localisant l’irrigation sous la surface du sol elle évite la propagation en surface de certains agents pathogènes et pollutions biologiques qui n’auraient pas été fixées par le traitement en amont. Certains composés organiques et nutriments d’ailleurs peuvent bénéficier aux plantations irriguées et contribuer ainsi à compléter le traitement de l’eau. C’est pourquoi elle se développe et questionne beaucoup d’acteurs de l’irrigation des espaces verts dans le monde.

Enfin il faut souligner Les législations locales et la certification globale (ISO par exemple) sont en pleine mutation pour tirer parti de ces avantages et pour fixer les règles indispensables au bon fonctionnement de ce procédé global très vertueux pour la préservation des ressources en eau.