arrosage assisté, est-ce la solution -...

Arrosage assisté, est-ce la solution ?

Chargé d’enseignement filière agronomie axe sols et substrats [email protected]

Suivi de la reprise de plantations par la méthode tensiométrique.

Réflexion sur différents chantier de plantationde grands arbres à Genève et en Suisse.

Jardin Suisse« les grands arbres dans l’aménagement des parcs et jardins »

Mardi 9 décembre 2008Centre horticole de Lullier, 1254 Jussy

Sequoia sempervirens

Sequoiadendrongiganteum

Les 4 étapes et le rôle du tensiomètre

Sol & anthroposol

Alimentation hydrique & météo

L’eau & le sol

Technique

Sommaire

Résultats: planter gros & caduques persistants

Conclusions

Répercussions économiques et émotionnelles

Un double alignement de marronniers plantés en 1890 doit être remplacé pour des questions de sécurité. Un projet de remplacement voit le jour, il prévoit la plantation de 44 marronniers. Le concept de plantation prévoit la creuse des fosses, l’évacuation des matériaux et leurs remplacements par de la terre végétale, le budget prévisionnel est accepté, le montant est de 224'000 CHF.

Après étude pédologique du site de plantation, il s’avère que les matériaux du site sont de qualitésuffisante pour permettre la replantation.

Le montant final des travaux s’élève à 180'000 CHF; l’étude pédologique et les analyses de sol ont fait économiser 44'000 CHF sur ce chantier de replantation.

Etude pédologique avec analyses des sols ~ 2’000 à 4000 CHF

Les échecs

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Répercussions économiques et émotionnelles

Un alignement de 59 Tilia tomentosa est planté (l’hiver 2002-2003) dans un mélange terre pierre avec arrosage par cuvette.

Au printemps 2005, symptômes d’échaudure.Constat : 50 % des tilleuls (soit 29 arbres) doivent être remplacés.

Le coût total de ce remplacement (infrastructure, génie civil, fourniture, plantation et entretien) s’élève à ~ 3500 CHF par arbre soit un montant total de 101'400 CHF.

La plantation refaite, avec un suivi tensiométrique pour contrôler l’arrosage.

mortalité = 0 (circonférence 2005 27cm 2008 32 cm)Un suivi tensiométrique (3 ans), dans ce cas, coûte ~ 10’000 CHF.

A comparer aux plus de 100’000 francs perdus, sans compter l’impact auprès du public, la plantation dans les règles de l’art s'impose.

Les échecs

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

La tensiométrie dans le concept de plantation

Plantation d’un arbre en milieu urbain, 4 étapes :

1. Etude préalable du site de plantation

Historique

Pédologique

2. Elaboration du concept de plantation

3. Suivi de chantier

4. Suivi de la reprise des arbres

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Tensiomètre étape 4

suivi sur 3 ans Conclusions

Sol des villes - sol des parcs « Les anthroposols »

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

La transplantation des arbres en pépinière prive l’arbre de 70 à 80% des radicelles responsable de l’alimentation hydrique et minérale.

Première année de reprise, rééquilibré partie aériennesouterraine.

Sans flux d’eau à l’intérieur de l’arbre, pas de reprise.

Sans oxygène dans l’éponge du sol, pas de flux d’eau.

Sans eau disponible dans l’éponge, pas de reprise.

« Rappelle des évidences »

Excès d’eau pire que manque d’eau, mais symptômeidentique. (pas de flux d’eau au travers du végétal = perte de turgescence)

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Réflexion sur l’alimentation hydrique & météo

Source: Cours d’hydrologie EPFL

L' évaporation de référence (ET0) ETP évapotranspiration potentielle, évaporation (sol-plantes) et transpiration (plantes) surface de gazon, en pleine période de croissance et abondamment pourvue en eau.

L’évapotranspiration maximale (ETM) d'une culture donnée est définie à différents stades de développement végétatif, lorsque l'eau est en quantité suffisante et que les conditions agronomiques sont optimales.

L‘évapotranspiration réelle (ETR) est la somme des quantités de vapeur d'eau évaporées par le sol et par les plantes quand le sol est à son humidité spécifique actuelle et les plantes àun stade de développement physiologique et sanitaire réel.

Pour la culture de référence, on a toujours :ETR <= ETM <= ETP.

ETR = ETM – régulation (stomates, dessèchement des feuilles puis des branches)

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Réflexion sur l’alimentation hydrique En ville?Réflexion sur la météo » hier il a plut j’arrose pas »


Contrôle, accessibilité, perméabilité du sol ?

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

I : interception (pluie n'atteignant jamais le sol) [mm],


Pi : pluie incidente [mm],Ps : pluie atteignant le sol drainée au travers du couvert végétal) mm]Pt : pluie atteignant le sol par écoulement le long du troncs [mm].

I = Pi - (Ps + Pt)

De quel sol parlons-nous ?

Anthroposol ?

Perméabilité ?

Capacité de rétention ?

De stockage ?

I en forêt 25%/an

Pluie < 10mm, I=100%

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

I : interception (pluie n'atteignant jamais le sol) [mm],


• Lorsqu’il pleut, en forêt, 20 à 50 % de la pluie est retenue par le feuillage des arbres.

• Développement foliaire de l’arbre, de 3 à 10 m² par m² au sol.

• La surface foliaire et la persistance du feuillage conditionnent l’interception de la pluie.

• Dans une forêt, ~70 % de la pluie incidente atteint le sol en traversant la canopée.

•Se rajoute à cela, 5 % de la pluie qui s’écoule le long des troncs. .Au total, le bilan hydrologique est amputé de 25 % de la pluie incidente, ce qui est énorme.

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Cycle de l’eau , évaporation & transpiration « pompe à eau »

Source: biblio

La quantité d'eau transpirée par la végétation dépend de facteurs :

•météorologiques, (T°, rayonnement solaire, Albedo, HR, etc.)

•de l'humidité du sol dans la zone racinaire,

•de l'âge et de l'espèce de la plante,

•du développement de son feuillage,

•de la profondeur des racines.

Source de vapeur d'eau dans l'atmosphère.

La transpiration véhicule des éléments nutritifs dans la plante.

C’est le système de refroidissement des feuilles.

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Quantité d’eau évaporée pour les arbres ?

2154044831319891119150 ans

295502694183974115736 ans

251405575140980111930 ans

transpiration mmETR ETP

interception mm

pluie sol mm

pluie mmHêtraie

année 2002 l/m2/an

Platane place du Cirque rayon = 12m S = 452m2

Transpiration annuelle 250 l * 452m2 = ~113’000 l/an

/5 mois = 22,6 m3/mois soit ~ 750 litres/jour (transpiration)

0.031.16Pinus sylvestris0.031.03Picea abies

0.20.91Fagus sylvatica0.21.87Betula pendula

stomates fermésstomates ouvertsPertes d’eau en l/m2 de feuille /jour

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Quantité d’eau évaporée pour les arbres ?

Platane place du Cirque rayon = 12m S = 452m2

ISF indice surface foliaire (m2 feuille / m2 sol)= 4

Transpiration l/m2 de feuille/jour = stomates ouverts 1,0

4 * 1,0 l/m2/j * 452m2 = 1800 litres/jour

Stomates fermés 4 * 0,2 l/m2/j * 452m2 = 361 litres/jour

0.031.16Pinus sylvestris0.031.03Picea abies

0.20.91Fagus sylvatica0.21.87Betula pendula

stomates fermésstomates ouvertsPertes d’eau en l/m2 de feuille /jour

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Météo, pluviométrie et répartition mensuel GE

Cumul mensuel de la pluviométrie 2003 - 2006 - 2007

0

200

400

600

800

1000

1200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

mois

mm

2003

2006

2007

normes1961-1990

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Météo, pluviométrie et répartition mensuel GE

pluviométrie mensuelle 2003 - 2007

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12mois

mm

2003

2007

normes1961-1990

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Plaine de Plainpalais Tilia tomentosa plantation 22 avril 2005Quantité d’eau disponible dans le sol ?

En troisième année, les racines des tilleuls ont colonisé le mélange terre-pierressonde VJB (200/70) à plus de 2,5 m du tronc. On peut estimer par calcul le volume de sol exploré par le système racinaire :Volume prospecté = π * r2 * profondeur = 3.14 * 2,52m * 1m = ~20m3. C’est le volume minimal des fosses selon les directives du DT pour le mélange terre-pierres !

2,5 m

Réserve du sol=20m3*10%*1/3=700 litres

Pertes=37m2feuille*1mm/j*20j=738 litres

(r couronne = 1.4m ISF = 6)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

02.05.2007

01.06.2007

01.07.2007

31.07.2007

30.08.2007

ETP

mm

par

jour

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Jour

s d'

auto

nom

ie d

e l'a

rbreETP

Autonomie 3em annéeAutonomie 50% 2em annéeAutonomie 20% 1er année

+ goudron perméable

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Rappel des forces sRappel des forces s’’exerexerççant sur lant sur l’’eau dans un soleau dans un sol

Composante matricielle

Composante osmotiqueComposante

gravimétrique

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Etat remarquable de l’eau du sol

0 à 10 cb Eau de percolation, drainage rapide

10 à 100 cb Réserve facilement utilisable

100 à 1500 cb Réserve difficilement utilisable

> 1500 cb Eau non disponible pour la croissance des plantes

C’est la capacité au champ

C’est le point de flétrissement permanent

Capacité au champ : quantité d’eau retenue par un sol qui, après avoir été détrempé, est drainé naturellement pendant quelques jours

Point de flétrissement permanent : teneur en eau du sol àlaquelle les végétaux ne peuvent plus se rétablir du flétrissement diurne

Réserve utilisable

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Point de flétrissement permanent (en bar) en fonction de l’espèce et de la texture

Source: Morel R. Les sols cultivés, 1989

faible variation forte variation4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Les sondes tensiométriques utilités?

Mesurer la disponibilité en eau du sol

sol humide = tension faible sol sec = tension forte

Piloter les arrosages

fréquence, quantité

Caractériser les transferts hydriques du sol

suivi de chantier (préservation de la fertilité physique du sol)

Évaluer l’enracinement et suivre la progression du front racinaire

Résultats des études:

Dates d’apparition des racines

Fréquence et quantité d’arrosages

Quantité d’eau (litres/arbre/an)

Croissance et grossissement des troncs

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Mise en place des sondes

Etalonnage Assurer un bon contact sol-sonde4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Emplacement des sondes Seuils de déclenchement de l’arrosage (sol 25% argile RFU -10 à -100 cb)

motte

année plantation -50 cb

progression racinaire -50 cb

progression racinaire -50 cb

deuxième année -75 cb

troisième année -100 cb

A B C

A 30cm-28cm

B 80cm-28cm

C 110cm-80cm

Distance du tronc et profondeur

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Acquisition des données

Lecture sur place

de chaque sonde

en temps réel, sur simple pression du bouton

Radio détection par ondes hertzienne

Lecture manuelle

de chaque sonde avec le boîtier de mesure (préréglage température)

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Place du marché de Carouge

30 cm 60% Terre végétale 40% Compost (0-40 mm)

10 cm graviers de drainage(3-60 mm)

Rebords de protectioncontre les liquides de surface(sel de déneigement,lavage, etc.)

Tensiomètres pourle pilotage del’irrigation et le suivide l’enracinement(sonde Watermark)

- 28 cm

- 75 cm

30 cm Terre végétale

80cm 60% Terre végétale40% graviers

Décompactage du fond de fosse sur 15 cm

Canisses pour protégerles troncs contre l’échaudure

Grille pour préserver le sol des atteintes physiques(compactage)

Barre de protectiondu tronc (chocs voitures,affichage, vandalisme, etc.)

Motte

18 octobre 1998

30 novembre 2001

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Place du marché de Carouge (4 années de suivi)

18 octobre 1998

30 novembre 2001

Suivi tensiométrique de l'humidité du sol de la place du marché (2002)

29

0

20

40

60

80

100

120

2 8 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47

Vale

ur te

nsio

mét

rique

en

-cb,

plui

e et

arr

osag

e en

mm

(l/m

2 )

pluie en mm arrosage en mm

RG int. motte RV ext. motte

RJV sous sol valeur de déclenchement de l'arrosage

température de sol à -25 cm


28

0

20

40

60

80

100

120

14 16 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 43

vale

ur te

nsio

mét

rique

en

-cb,

plu

ie e

t arr

osag

e en

mm






0

20

40

60

80

100

120

11 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

vale

ur te

nsio

mét

rique

en

-cb,

plu

ie e

t arr

osag

e en

mm






0

20

40

60

80

100

120

140

160

19 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

n° de la semaine

vale

ur te

nsio

mét

rique

en

-cb,

plu

ie e

t arr

osag

e en

mm

pluie en mm arrosage en mmRG int. motte RV ext. motteRJV sous sol valeur de déclenchement de l'arrosagetempérature de sol à -25 cm

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Place du marché de Carouge, quantité d’eau utilisée

18 octobre 1998

30 novembre 2001

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

2002 2003 2004 2005

pluie l/m2 arrosage l/m2

16 arrosages

8 arrosages

2 arrosages

0 arrosage

0

20

40

60

80

100

120

140

160

2002 2003 2004 2005

Consommation d'eau en m3 pour l'ensemble de la place (35 platanes)

286 m3 utilisés * 2 Frs m3-1 / 35 arbres = cout de l’eau 16 Frs / arbre

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Place du marché de Carouge, grossissement

18 octobre 1998

30 novembre 2001

Grossissement moyen et nombres d’arrosages2002 1,1cm +/- 0,5 16 2006 4,8 cm +/- 1,0 02003 6,1cm +/- 1,1 8 2007 5,8 cm +/- 1,2 0 2004 6,0 cm +/- 0,9 2 2008 5,1 cm +/- 1,0 02005 6,1 cm +/- 0,9 0

Grossissement des troncs des platanes place du Marché de Carouge

30.035.040.045.050.055.060.065.070.075.080.085.090.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35n° du platane

Cir

conf

éren

ce d

u tr

onc

à 1m

(cm

)

plantation nov. 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Place du marché de Carouge, l’ombre…..

18 octobre 1998

30 novembre 200113 septembre 2004 - 34 mois 28 juillet 2005 - 45 mois

20 août 2002 - 9 mois après plantation

28 août 2003 - 21 mois

Prix des arbres uniquement30-35cm (2001) 35 arbres x 1350 CHF = 47’250 CHF55-60cm (2005) 35 arbres x 4211 CHF = 147’400 CHF

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Square de l’académie Platane plantation décembre 2004

Grossissement du tronc en cm et en % (circonférence à 1m)

14 octobre 2004 6 août 2007

13.3%

6.0 cm

Gross. 3em

38.9 cm

11.11.2002

11.9%15.7%%

6.1 cm6.1 cm57.1 cm51 cm45 cm37.8 cm

Gross. 4emGross. 2em28.11.200525.11.200428.11.200321.11.2001

< 1%

1.0 cm

Gross. 3em

104 cm

28.10.2005

< 1%1.9%%

1.0 cm2.0 cm107 cm107 cm106 cm~ 100 cm

Gross. 4emGross. 2em15.10.200828.11.20078.11.200612.12.2004

Place du marché accroissement en cm et en %

Planter très gros ou les vertus de la patience ?

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Des caduques aux persistants

Suivi tensiométrique Cèdre de l'OMPI (2008)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

2 8 14 18 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51

-cba

rs o

u m

m

pluie en mmarrosage en mm- 30 cm- 40 cm- 80 cmseuil d'arrosage

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions



0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

2 8 14 18 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51

-cba

rs o

u m

m


Suivi tensiométrique de l'humidité du sol, Tram Lancy (2008)Tulipiers (Liriodendron tulipifera) plantation avril 2006

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44

n° de semaine

Vale

urs

tens

iom

étriq

ues

en -c

b, p

luie

s et

arr

osag

es e

n l/m

2

pluie en mm arrosage en mmRouge 25/30 Noir 60/30Jaune Vert 70/80 VJR 150/120seuil d'arrosage

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions



0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

2 8 14 18 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51

-cba

rs o

u m

m


Suivi tensiométrique de l'humidité du sol Cèdre de l'OMPI (2005-2006)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

38 40 42 44 46 50 3 5 7 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42

n°semaine

Vale

urs

tens

iom

étriq

ues

en (-

cb),

plu

ies

et a

rros

ages

en

(l/m

2 )


Rouge 30 cm Noire 50 cm

Vert-jaune 80 cm seuil d'arrosage

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Nombre d’arrosage annuelle = 22 interventions

Nombre d’arrosage de décembre à février = 4 interventions

Grossissement (plantation 96 cm) + 6 cm

Sequoiadendron giganteum

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Nombre d’arrosage annuelle = 22 interventions

Nombre d’arrosage de décembre à février = 4 interventions

Grossissement (plantation 96 cm) + 6 cm

Sequoiadendron giganteum

Suivi tensiométrique de l'humidité du sol, Chantier Serono (2008)(Moyenne des séquoias 4-5-6, plantation novembre 2007)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

48 50 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52

n° de semaine

Vale

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l/m

2

pluie en mm arrosage en mmRouge 30/50 Noir 50/100Jaune Vert 100/160 seuil d'arrosage

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Résultats provisoires – chantiers en cours

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

Nb = nombre d’arbres suivis

G1 G2 G3 = grossissement nombre d’arbres = 572 nombre d’espèces = 21

Résultats provisoires – chantiers en cours

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

nestle 2.wmv

Poids de la grue = 72 t

Contrepoids additionnels =97,5 t

Charge par arbre ~ 8 t

Portée horizontale 46 m

La tensiométrie est d’une aide certaine!

Elle ne protège pas les arbres du trafic automobile…

Importance des 4 étapes

Importance de sols

Importance du long terme

100% de réussite c’est:

33% travail de la pépinière (qualité de l’arbre)

33% le respect du sol (fosse de plantation)

33% une bonne gestion de l’eau

Conclusions

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

• Mes collègues A. Besson, P. Boivin, F. Cuenoud, F. Lamy, N. Freyre, S. Ingold.

• C.-M. Gillig, N. Amann, R. Perroulaz, L. Essig• CEPL Lullier E. Amos, D. Verdel,• Etat de Genève. Domaine de la nature et du paysage, DT• Ville de Genève SEVE C. Jelk & co• Communes Genevoise, Cologny, Veyrier, Plan-les Ouates• Ville de Carouge A.Vuadens, A. Leclerc, L. Dumont• Ville de Bâle• Ville de Neuchâtel

• Bureau Gillig & Associés G. Lecoultre,• Entreprise Boccard P. Curtil, X. Sylvestre, • Entreprise Joseph Menu S.A. M. Chaffard,• Alain Etienne, architecte paysagiste• Bureau Hüsler, architecte paysagiste T Bonani,• Bureau Oxalis C. Comoy & co• Bureau Paysagestion L. Salin

Remerciements

4 étapes

Sol&anthroposol

L’eau & le sol

Technique


Résultats

Conclusions

arrosage assisté, est-ce la solution -...

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