Principe de fonctionnement

La serre « type horticulture » utilise la subirrigation sur substrat organique et une station de fertirrigation simple. La solution nutritive est envoyée sur la culture. La solution drainée, 80 % de la solution incidente, retourne dans la fosse de récupération. Cette dernière, de par son volume important, joue un rôle de tampon. L’analyse s’effectue sur un échantillon prélevé dans la fosse. Le logiciel Vegenut® propose une fiche de fabrication pour remplir les cuves A et B à partir des engrais disponibles dans la serre. Au cours de la fabrication, 80 % du volume de la nouvelle solution est prélevé dans la fosse, les 20 % restants provenant du réseau. La station de fertirrigation suit les consignes d’électroconductivité et de pH. L’enrichissement par les solutions mères A et B est contrôlé par une sonde d’Ec. Après correction du pH (acide nitrique à 53,5 %), soumise elle aussi à l’action d’une sonde, la nouvelle solution est envoyée sur la culture.

Hebdomadairement, la composition des solutions mères A et B est déterminée par Vegenut®. Pour éviter toute pollution de l’équilibre, il est souhaitable que lors de l’opération, les cuves A et B soient vides. Il suffit pour cela d’estimer chaque semaine le volume de solution nutritive à fabriquer, et de remplir les cuves A et B en proportion. Au bout d’une semaine, les cuves sont vides et prêtes à recevoir les nouveaux mélanges d’engrais. L’importance du taux de drainage laisse à priori peu de marge de manœuvre pour rééquilibrer la solution. Le grand volume de la fosse de récupération et le substrat d’origine organique compensent cet effet. Ils donnent une grande inertie au système. La composition de la fosse varie donc lentement, ce qui rend possible le rééquilibrage de la solution nutritive.

Dispositif expérimental

Cette expérimentation a porté sur 648 Cyclamen persicum ‘Fuschia Vif’ de la société EYRAUDPLANTS.

L’équilibre fourni aux plantes a été dans un premier temps 12-7-24, puis 8-17-23. L'essai a été conduit suivant deux modalités totalement indépendantes.

• 324 plantes sur tablette de subirrigation par flux/reflux, équipée d’un système de recyclage de solution nutritive (fosse de récupération de 7,8 m3). Le recyclage a fonctionné en vase clos sans apport d’eau d’irrigation. La solution nutritive est fabriquée et rééquilibrée à partir d’un pool de 3 engrais (12-7-24 + 4,5 MgO + 3,75 CaO ; 8-17-23 + 4 MgO + 3 CaO ; 5-14-36) ;
  
  
• 324 plantes sur tablette de subirrigation par flux/reflux, sans système de recyclage de solution nutritive. La solution nutritive est fabriquée successivement à partir de deux engrais (12-7-24 + 4,5 MgO + 3,75 CaO ; 8-17-23 + 4 MgO + 3 CaO).

Résultats agronomiques

La conduite en recyclage n’a posé aucun problème particulier. Le bassin de recyclage a été initialement rempli au maximum (7,8 m3), et il n’y a pas eu de rajout d’eau durant toute la culture, car le seuil minimum de remplissage de la cuve défini au départ n’a pas été atteint (3 m3). La consommation d’eau durant les 16 semaines de conduite en subirrigation est donc de 4,45 m3, soit une consommation moyenne de 14 litres par plante.

La qualité des plants, aussi bien en recyclage qu’en solution perdue, est bonne. Chaque modalité est homogène, tant en développement végétatif que floral. Il n’y a pas eu de plants déclassés pour la commercialisation.

Les plants conduits en recyclage sont un peu plus développés que les témoins en solution perdue : en solution perdue, le diamètre moyen est de 30 cm, alors qu’il est de 35 cm sur la modalité recyclée (avec certaines plantes ayant jusqu’à 40 cm de diamètre). On avait déjà noté que les cyclamens conduits en subirrigation avaient un développement plus important que ceux conduits avec d’autres techniques comme le goutte à goutte. Les résultats de cet essai montrent que le recyclage est aussi un facteur important dans ce domaine puisque, sur deux modalités conduites en subirrigation, celle qui est recyclée a des plants plus développés que celle qui ne l’est pas.

Sur le plan agronomique, le recyclage « PROGRES » de la solution nutritive d’une culture de Cyclamen donne de meilleurs résultats qu’une conduite en système ouvert. En fin d’expérimentation, le diamètre moyen des plants est favorisé par le recyclage.

Gestion de la nutrition hydrominérale des plantes

Le niveau de la fosse de récupération n’a jamais été complété au cours de la culture. Le système recyclé a fonctionné sans apport d’eau d’irrigation. Dans ces conditions, l’essai montre que le recyclage a une double influence sur les solutions nutritives.

• Il provoque un déséquilibre chimique de la solution qui a fait l’objet d’un rééquilibrage grâce à l’utilisation de différentes formulations d’engrais et du logiciel Vegenut®.
  
• Il entraîne une inertie non négligeable du système lorsque l’on change les consignes d’équilibrage de la solution. La semaine 39, la consigne est passée de l’équilibre 12-7-24 à 8-17-23. La baisse de la concentration en nitrates (12 à 8) n’est constatée qu’à partir de la semaine 43.

C’est peut-être ce deuxième point qui a entraîné la différence de croissance entre les deux modalités : l’augmentation de la concentration en azote de la solution de drainage (et donc du bassin) provoqué une consommation azotée plus importante. La dernière étape du rééquilibrage se fait sur une consigne de conductivité ; la solution a été complétée avec un équilibre relativement azoté, avant que le logiciel (grâce à l’analyse effectuée dans le bassin de recyclage) ne donne une consigne de fertilisation différente pour rééquilibrer les éléments chimiques en solution. Mais comme une partie de la conductivité est déjà fournie par les éléments déjà présents dans la solution, le rééquilibrage se fait lentement par « petites touches ».

Le logiciel Vegenut® intègre la concentration en éléments chimiques de la solution de drainage pour proposer un apport d’engrais qui rééquilibrera cette solution vers la formulation souhaité ; mais le fait d’avoir une eau déjà très concentrée en éléments chimiques rend ce rééquilibrage difficile, à moins d’utiliser des équilibres « extrêmes » (ce qui a été fait à la fin de l’expérimentation en intégrant à la base d’engrais un équilibre 5-14-36 pour essayer de compenser le déficit en potassium. Il y a deux solutions pour éviter ce problème.

• Compléter très régulièrement le bassin de recyclage avec de l’eau claire. Cela a pour effet de diluer la solution et donc de permettre un temps de réaction beaucoup plus court puisque l’on injecte plus d’engrais à chaque arrosage, ce qui permet de travailler avec une base d’engrais relativement restreinte (deux ou trois équilibres, ce qui paraît plus applicable chez un producteur). Cela a aussi pour avantage de diluer les agents pathogènes, point important puisque l’on a montré que plus les agents pathogènes étaient dilués, moins il y avait de risque de contamination.
  
  
• Anticiper l’évolution du système en passant plus précocement à une consigne plus faible en azote et plus riche en potassium. Dans la présente culture, la consigne initiale était 12-7-24. Elle a été changée en consigne 8-17-23 à partir de la semaine 39. Il aurait peut-être fallu anticiper ce passage et peut-être même travailler sur un autre équilibre.

De fait, la reconduction de cet essai devra être complétée par une analyse chimique régulière de la solution du substrat de culture, de façon à mieux mettre en relation les phénomènes décrits avec les consommations en différents éléments minéraux de la plante.

L’utilisation du système analytique portable n’a pas posé de problème particulier. L’intérêt est de pouvoir faire un suivi régulier et rigoureux d’un grand nombre d’éléments présents dans les solutions.

Le procédé PROGRES a permis de rééquilibrer correctement la solution nutritive recyclée. L’expérimentation révèle toutefois la grande inertie du système, liée à l’importance du volume de la fosse de récupération. A l’avenir, il paraît souhaitable d’en compléter le niveau à chaque rééquilibrage et d’utiliser des engrais de formulations très éloignées les unes des autres.

Interprétation des résultats

Les résultats obtenus valident le procédé sur les points agronomiques et nutritionnels. Certaines données inattendues méritent d’être développées.

Augmentation de la valeur commerciale des plants

L’expérimentation Cyclamen conclue à un effet positif du recyclage sur le diamètre moyen des plants. Ces résultats s’expliquent par le rééquilibrage efficace assuré par le procédé PROGRES. Durant ces expérimentations, la composition des solutions nutritives est restée conforme à l’objectif. Les faibles écarts dus à l’inertie du système n’ont pas eu de conséquence néfaste sur le rendement.

La seule dérive de concentration d’un élément minéral constatée concerne l’azote dont la concentration augmente au cours du temps. Cette accumulation, prévisible, ne provient pas d’un défaut du procédé. Dans les deux essais, le rééquilibrage a été calculé sans entrer de consigne de correction de pH. Vegenut® a donc défini la composition des solutions mères en considérant comme nul le volume d’acide nitrique apporté automatiquement au moment de la correction de pH par la station de fertirrigation. Or ce volume n’est pas nul. Le rééquilibrage aurait donc été « exact » sans les nitrates provenant correction de pH. Cette source de nitrates n’a pas été prise en compte parce les volumes correspondants n’ont pas été fournis par les centres d’expérimentation. Les faits montrent que ces apports doivent à l’avenir être pris en compte dans la mise en œuvre du procédé PROGRES.

Il faut signaler que la dérive azotée s’est révélée bénéfique. On peut vraisemblablement lui attribuer l’effet positif du recyclage. Ce fait remet en cause les habitudes de fertilisation de ces espèces. Si l’apport d’azote entraîne une augmentation de la production, c’est que l’azote était le facteur limitant. Les équilibres chimiques fournis aux plantes ne sont donc pas adaptés à leurs besoins. Dans ce domaine, le recyclage ouvre une voie gigantesque ; en système ouvert, il fallait trouver un compromis entre les besoins des plantes et le coût de la fertilisation (en se préoccupant éventuellement de l’environnement). En système fermé, les éléments minéraux étant recyclés, les pertes d’engrais sont nulles : il est donc possible d’augmenter l’apport de tel ou tel élément sans que la contrainte économique (et environnementale) ne devienne inacceptable.

Recyclage et environnement

Les expérimentations Cyclamen ont donné des résultats précis sur les valeurs agronomiques et commerciales des plantes. Les données concernant l’évolution de la composition de la fosse de récupération sont à notre connaissance les premières disponibles dans la bibliographie. Malheureusement, les infrastructures n’étaient pas conçues pour relever les informations concernant les consommations d’eau et d’engrais.

Compatibilité avec les systèmes de désinfection

Les essais Cyclamen ont fait l’objet d’une désinfection des solutions nutritives au peroxyde d’hydrogène. On peut noter la parfaite compatibilité du procédé PROGRES avec les systèmes de désinfection existants.

Bilan économique du recyclage dans une serre « type horticulture »

Les économies réalisées grâce au recyclage

• L’eau et les engrais
  Ne disposant pas de données chiffrées, nous utiliserons les estimations citées dans la bibliographie. Le recyclage de la solution drainée permet d’économiser chaque année entre 0,45 et 1,06 € HT/m² sur les dépenses en eau et en engrais. L’économie moyenne est de 0,76 € HT/m².
  
  
• Les taxes
  La législation prévoit dès 2001 de soumettre les installations horticoles à une taxation sur les rejets d’azote. Le fonctionnement en système fermé permettra d’être en règle et donc de faire l’économie de ces taxes dont le montant est en cours de définition.

Le surcoût lié au recyclage

• L’aménagement de la serre
  Pour fonctionner en système fermé, un certain nombre d’aménagements doivent être envisagés. Cet investissement est estimé à 4 500 € HT/ha.
  
  
• Utilisation du procédé PROGRES
  Le procédé PROGRES utilise un kit comprenant le logiciel Vegenut®, le RQflex®, et les fournitures pour réaliser les analyses de solutions pendant un an. Ce kit est commercialisé par l’INPT au prix de 1 500 € HT. Le renouvellement des fournitures d’analyses est de 380 F HT/an.

Bilan

Les différentes informations concernant les économies et les surcoûts sont regroupées dans le tableau ci dessous :

Sur 3 ans, l’utilisation du procédé de recyclage PROGRES génère une économie de 16 000 € HT. Cette économie peut éventuellement servir à financer un module de désinfection au chlore ou par filtration lente (3-7 000 € HT). Les calculs ne prennent pas en compte la taxation à venir, ni les subventions susceptibles d’être accordées. Les installations de recyclage sont éligibles à l'ONIFLHOR (circulaire du 08/04/99) dans le cadre des aménagements particuliers. Elles bénéficient alors d'une aide de 22 à 25 % du coût suivant la situation du demandeur.

L’investissement pour le kit PROGRES ainsi que les charges pour son fonctionnement pendant 3 ans sont fixes. Pour une serre « type horticole » le seuil de rentabilité est donc défini par une surface critique de 1 500 m². Pour les exploitations de taille supérieure, l’utilisation de PROGRES est rentable.