Au cœur de l'agriculture moderne sous serre, bien que les cultures soient protégées des aléas climatiques, l'approvisionnement en eau, source de vie pour elles, ne dépend plus uniquement des précipitations, mais entièrement de la décision humaine. Longtemps, l'irrigation s'est souvent basée sur le jugement empirique des producteurs ou sur un calendrier fixe. Ce système peut facilement entraîner un apport d'eau irrégulier, provoquant un stress racinaire, des pertes de nutriments et des risques de maladies. L'apparition de capteurs de température et d'humidité du sol fait passer l'irrigation en serre d'une ère empirique à une ère de précision basée sur les données, garantissant ainsi que chaque goutte d'eau est apportée au moment opportun et de manière optimale.
I. Le caractère unique de l'environnement des serres : pourquoi les données sur le sol sont-elles si cruciales ?
Une serre est un micro-écosystème contrôlé, mais néanmoins complexe. Comparée à la production en plein champ, ses caractéristiques sont distinctes :
L'eau est entièrement régulée artificiellement : il n'y a pas de précipitations naturelles pour la renouveler, et l'irrigation est la seule source d'eau.
Évaporation et transpiration intenses : Dans un environnement isolé fermé ou semi-fermé, en particulier lorsqu'il y a suffisamment de lumière solaire, le taux de transpiration des cultures et d'évaporation de la surface du sol est important.
L'environnement du système racinaire est dense et sensible : les cultures sont plantées de manière dense et l'activité racinaire est concentrée. Une répartition inégale de l'eau ou un engorgement peuvent rapidement nuire à la santé générale des plantes.
Gestion de l'eau et des engrais hautement coordonnée : l'irrigation est souvent effectuée simultanément à la fertilisation, et la gestion de l'eau est directement liée à la disponibilité et à l'efficacité d'absorption des nutriments.
Par conséquent, la surveillance précise et en temps réel de la dynamique de l'humidité et de la température du sol de la couche racinaire est devenue la pierre angulaire permettant aux serres de parvenir à une gestion intelligente et raffinée.
II. Le rôle central des capteurs : agir comme « traducteur physiologique » des cultures
Les capteurs de température et d'humidité du sol installés dans la zone racinaire des cultures ont pour principal intérêt de convertir l'état physique du sol en un flux de données continu et quantifiable, permettant principalement deux fonctions de surveillance clés :
Teneur en eau volumétrique : Elle reflète directement la proportion d'eau liquide dans le sol qui peut être directement absorbée par les plantes et constitue l'indicateur de référence pour évaluer les besoins en irrigation.
Température du sol : Elle affecte profondément la vitalité des racines, le taux d'absorption de l'eau et des nutriments, ainsi que l'activité des micro-organismes du sol, et constitue un élément important pour optimiser les stratégies d'irrigation (telles que la température et le moment de l'arrosage).
III. Scénarios d'application transformatrice dans les serres
Pilotez l'irrigation de précision et dites adieu au « timing » et au « ressenti ».
Exercice : Définissez des seuils d’humidité du sol minimum et maximum en fonction des cultures et de leur stade de croissance. Lorsque le capteur indique un taux d’humidité inférieur au seuil minimum, le système déclenche automatiquement l’irrigation ou vous invite à le faire. L’irrigation s’arrête automatiquement lorsque le seuil maximum est atteint.
Valeur
Économies d'eau importantes : en évitant l'irrigation inefficace et les infiltrations profondes, il permet d'économiser de 20 % à 40 % d'eau par rapport au mode programmé traditionnel.
Améliorer la qualité et l'homogénéité des récoltes : Maintenir un niveau d'humidité du sol stable et optimal afin de réduire les problèmes tels que le fendillement des fruits et la perte de saveur causés par les fluctuations de l'eau.
Favoriser un développement racinaire sain : éviter l’hypoxie racinaire causée par une humidité excessive, encourager la croissance des racines vers le bas et renforcer la résistance de la plante au stress.
2. Optimiser l’intégration de l’eau et des engrais pour parvenir à une « alimentation précise ».
Pratique : Le système d’irrigation déclenche et contrôle automatiquement le programme de fertilisation en fonction des données d’humidité du sol en temps réel. Veillez à ce que le volume d’irrigation soit précisément adapté afin d’optimiser la concentration et le temps de rétention de la solution nutritive dans la zone racinaire.
Valeur ajoutée : Amélioration significative du taux d'utilisation des engrais, réduction du risque d'accumulation de sel dans la zone racinaire et réalisation d'une situation gagnant-gagnant en réduisant l'utilisation d'engrais tout en augmentant l'efficacité et en protégeant l'environnement.
3. Alerte aux stress environnementaux et rôle de « sentinelle » pour les maladies
Pratique : Un sol constamment humide constitue un environnement idéal pour le développement de nombreuses maladies telluriques, telles que la fonte des semis et le pourrissement des racines. Le capteur permet une surveillance continue et signale les épisodes d’humidité élevée prolongée.
Valeur : Rappeler en temps opportun aux gestionnaires d’ajuster leurs plans d’irrigation ou de prendre des mesures agronomiques, de rompre la chaîne d’apparition des maladies d’un point de vue environnemental et de réduire les coûts et les risques liés à la prévention et au contrôle.
4. Renforcer les modèles de culture et la prise de décision scientifique
Pratique : Les données accumulées à long terme sur l'eau et la chaleur du sol, combinées aux données des stations météorologiques de serres, peuvent être utilisées pour calibrer et optimiser les modèles de simulation de la croissance des cultures.
Valeur ajoutée : Prédire avec plus de précision le cycle de croissance, la formation des rendements et les changements de qualité des cultures, fournissant ainsi des orientations scientifiques prospectives pour la planification de la production, l'organisation de la main-d'œuvre et l'approvisionnement du marché.
IV. Considérations clés pour un déploiement efficace
Points d'aménagement représentatifs : Ils doivent être installés dans différentes zones à l'intérieur de la serre (par exemple près des bouches d'aération, au milieu et à l'extrémité de la source d'eau) ainsi que dans différentes zones de plantation afin de refléter fidèlement les différences spatiales de l'environnement.
Adaptation de la profondeur de surveillance : La profondeur d'installation du capteur est déterminée en fonction de la profondeur de distribution des principaux systèmes racinaires des cultures (par exemple, les tomates et les concombres se situent généralement entre 15 et 30 centimètres).
Compatibilité technologique et du milieu : Sélectionnez le type de capteur adapté au substrat de culture en serre (terre, fibre de coco, laine de roche, etc.) et assurez-vous qu'il présente une bonne stabilité à long terme, une bonne tolérance au sel et une bonne précision de mesure.
V. Pratiques réussies : un cas concret de production de tomates à haut rendement et de haute qualité, fondé sur des données probantes
Un projet de culture de tomates à grande échelle sous serre a déployé un réseau complet de capteurs de température et d'humidité du sol. Grâce à une analyse systématique des données, l'équipe de gestion a constaté que :
Le modèle d'irrigation diurne initial entraînait une consommation d'eau excessive lorsque la température du substrat augmentait l'après-midi, et les plantes subissaient un stress à court terme alors qu'elles avaient le plus besoin d'eau pendant la journée pour synthétiser les produits photosynthétiques.
2. En ajustant la stratégie d'irrigation pour un réapprovisionnement précis basé sur les données des capteurs tôt le matin et en soirée, non seulement le stress hydrique de midi a été éliminé, mais l'humidité maximale de l'air à l'intérieur de la serre pendant la période de midi a également été efficacement réduite.
Après une saison de production complète de vérification, cette serre a non seulement permis une économie d'eau de 35 %, mais a également augmenté la production totale de tomates de 18 %, tout en améliorant significativement la teneur en sucre et le rendement commercial des fruits. Le directeur technique du projet a conclu : « Désormais, nous ne nous fions plus à l'intuition pour savoir si les cultures ont besoin d'eau, mais nous sommes directement à l'écoute des signaux émis par le système racinaire. » Les capteurs nous ont permis d'établir une communication précise avec les cultures, élément clé de cette double avancée en termes de rendement et de qualité.
Conclusion
Dans la quête de rendements élevés, de qualité supérieure, d'une utilisation efficace des ressources et d'un développement durable en agriculture sous serre moderne, le contrôle précis du monde souterrain – l'environnement de la zone racinaire – est devenu aussi crucial que la régulation de la lumière, de l'eau, de la chaleur et de l'air en surface. Les capteurs de température et d'humidité du sol, tels des antennes sensibles pénétrant au cœur même des cultures, traduisent avec précision les besoins nutritionnels du système racinaire en données exploitables. Ils mettent fin à l'ambiguïté et à l'arbitraire de l'irrigation et initient un nouveau modèle d'approvisionnement précis, centré sur les besoins physiologiques en temps réel des cultures. Bien plus qu'une simple évolution des outils de production, il s'agit d'une transformation profonde de la philosophie de la culture : d'une alimentation pilotée par l'humain à une adaptation aux besoins des cultures. Grâce à l'intégration poussée de l'Internet des objets et de l'intelligence artificielle, ces « racines de données » profondément ancrées dans le sol seront sans aucun doute pleinement connectées au système de contrôle environnemental de la serre, dessinant ensemble l'image d'une agriculture sous serre plus intelligente, plus sobre en carbone et plus efficace.
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Date de publication : 23 décembre 2025