IRRINET: Système d’irrigation informatique pour la gestion de l’eau agricole en Émilie-Romagne, Italie
Irrinet est un système d’irrigation informatique visant à conseiller les agriculteurs sur une gestion efficace de l’eau. Ce service web a été développé avec un financement public par le CER (Canale Emiliano Romagnolo, consortium de l’eau situé dans la région Émilie-Romagne) sur la base d’un projet de 1984 qui a testé l’utilisation d’outils télématiques en agriculture en Emilie-Romagne. En 1999, avec l’arrivée d’Internet, IRRINET a commencé à être développé sous une forme web et est toujours actif et opérationnel dans cette région italienne. Compte tenu du besoin croissant d’une utilisation rationnelle et efficace de l’eau et des impacts du changement climatique sur la disponibilité de l’eau, l’Association nationale des offices de remise en état des terres (ANBI) a développé IRRIFRAME un service informatique similaire calqué sur IRRINET. En 2014, le ministère des politiques agricoles, alimentaires et forestières a identifié IRRIFRAME comme le système d’irrigation d’information le plus répandu et le plus avancé pour les agriculteurs en Italie.
En Émilie-Romagne, IRRINET est disponible gratuitement et fournit actuellement plus de 12 000 fermes avec un planning d’irrigation quotidien via une interface Web, SMS et Tablet App. Ces informations appuient l’utilisation efficace des ressources en eau dans le secteur agricole, contribuant ainsi à faire face à la pénurie d’eau à la lumière du changement climatique. Irrinet traite des données et des informations sur les paramètres météorologiques (pluie et évapotranspiration), les sols et les cultures, dont la combinaison génère le bilan hydrique pour les cultures individuelles, permettant de définir la demande réelle en eau et d’économiser l’eau d’irrigation sans diminuer la qualité de la production végétale. En 2017, on estime que ce service permet une économie d’eau annuelle d’environ 90 millions de mètres cubes (correspondant à 20 % de la demande agricole totale) dans la région d’Émilie-Romagne, sans diminuer les rendements.
Description de l'étude de cas
Défis
Les conditions météorologiques et climatiques représentent des facteurs clés de la productivité agricole et leur impact sur le secteur primaire est important. L’un des principaux effets du changement climatique réside dans les variations de productivité et de qualité de la culture dues à l’augmentation de la température, aux changements des tendances pluviométriques et aux changements dans la disponibilité de l’eau. En juillet 2018, la région Émilie-Romagne a adopté la stratégie régionale d’adaptation et d’atténuation, qui fournit un cadre commun de référence pour évaluer les implications du changement climatique dans les différents secteurs concernés. La stratégie rend compte des projections climatiques les plus récentes pour la région: pour la période 2021-2050, selon les scénarios d’émission RCP4.5 et RCP8.5 du GIEC, la température régionale minimale et maximale devrait augmenter d’environ 1,5 °C en hiver, au printemps et en automne et environ 2,5 °C en été. Le signal d’augmentation de température devient beaucoup plus intense, entre 3 °C et 4,5 °C, pour le scénario RCP4.5 dans la période 2071-2100, avec des pics pendant la saison estivale: le nombre de jours sans précipitations en été devrait augmenter d’environ 20 %.
Selon le scénario RCP4.5, la quantité de précipitations au niveau régional au cours de la période 2021-2050 pourrait diminuer au printemps et en été, tandis que l’automne pourrait être caractérisé par une augmentation (environ 20 %). Un signal similaire a été trouvé pour le scénario d’émission RCP8.5, un peu plus élevé pour la saison d’automne où l’augmentation prévue est d’environ 25-30 %.
Les changements dans la répartition géographique des précipitations dans la région d’Émilie-Romagne ont entraîné un déficit important en eau dans certaines régions et les épisodes de pénurie d’eau devraient augmenter à l’avenir. La disponibilité des ressources en eau est faible par rapport à d’autres régions de la vallée du Po et est également affectée par les pertes dans le réseau actuel de distribution d’eau (Programma di Sviluppo Rurale 2014-2020). Compte tenu des scénarios de changement climatique, la région est de plus en plus exposée au risque de déficits hydriques, en particulier lorsque l’on considère les cultures ayant un cycle de production printemps-été. Ceux-ci pourraient être affectés par de fortes baisses des rendements, comme cela a été le cas lors des sécheresses précédentes de 2003 et 2012, qui seront associées à un risque commercial accru en raison de l’augmentation des coûts d’irrigation.
Objectifs
Emilia-Romagna est une région leader dans la production agricole italienne avec plus de 84 000 exploitations agricoles et environ 1 million d’hectares investis. Environ 33 % des exploitations agricoles régionales comprennent des terres irriguées. Dans ce contexte, il est devenu de plus en plus important d’utiliser l’eau aussi efficacement que possible. La pénurie d’eau et les sécheresses augmentent en Émilie-Romagne et le changement climatique devrait aggraver cette situation, ce qui entraînera une réduction de la quantité d’eau disponible pour l’agriculture. Compte tenu des sécheresses de 2012 et 2013 qui ont touché l’Italie et en particulier certaines zones de la vallée du Po, l’autorité régionale d’Émilie-Romagne a fait pression pour améliorer l’efficacité de l’utilisation de l’eau, en introduisant de nouveaux critères en matière de gouvernance et de gestion des ressources en eau et en développant et en adoptant des techniques innovantes qui pourraient permettre aux agriculteurs d’améliorer la production économique et durable globale, comme la programmation de l’eau.
Pour ces raisons, il est important d’estimer quantitativement les effets attendus du changement climatique sur les besoins en eau d’irrigation. Le système IRRINET apporte une réponse à ce problème, en encourageant une utilisation efficace des ressources en eau, sans diminuer la qualité de la production végétale. À long terme, et en particulier en ce qui concerne le changement climatique et la variabilité, IRRINET optimise l’utilisation des ressources en eau et soutient la production agricole, en particulier pendant les années sèches.
Options d'adaptation mises en oeuvre dans ce cas
Solutions
Irrinet est un système d’information gratuit et basé sur des experts pour la planification de l’irrigation qui met en œuvre les résultats de plus de 50 ans de recherche sur les relations entre les plantes et l’eau et la gestion durable de l’irrigation.
La planification de l’irrigation est déterminée en appliquant un modèle mathématique complexe basé sur l’équilibre hydrique quotidien du système sol-plant-atmosphère visant à la gestion de l’irrigation des cultures à l’échelle du champ. Différentes données et informations sont combinées pour estimer le volume exact de la demande en eau, y compris: combien d’eau de pluie s’infiltre dans le sol; simulation de la croissance du système racinaire de la plante et alternance des phases phénologiques; l’état du stress hydrique dans la culture; contribution de l’eau souterraine et de l’écoulement de l’eau à travers trois couches de sol (couche superficielle occupée par les racines et les couches sous-jacentes). En quelques secondes, la pondération de ces éléments est communiquée sous la forme d’un service de message court (SMS) et d’informations via l’interface Web et l’application Tablet. De cette façon, les cultivateurs sont équipés d’une information facile à utiliser et compréhensible sur la quantité d’eau utilisée par leur culture, combien de temps ils ont besoin pour faire fonctionner leur système de pompe ou de goutte à goutte pendant l’irrigation et dans quelle partie de leur propriété ils doivent agir, grâce à l’intégration avec Google Maps où la seule parcelle de terrain est géolocalisée.
Les données traitées par IRRINET sont collectées quotidiennement et proviennent de trois sources différentes: le Service météorologique régional fournit des données météorologiques (pluie et évapotranspiration); le Service géologique régional fournit des données sur les sols et les paramètres culturels sont fournis par le CER.
Les systèmes d’information IRRINET permettent à l’utilisateur de stocker des paramètres sur une base annuelle, mensuelle et quotidienne et de personnaliser le service en spécifiant des informations supplémentaires sur les parcelles agricoles, les types de cultures, les données locales sur l’humidité du sol, les irrigations et les données locales sur les eaux souterraines.
Le premier prototype IRRINET, qui comprenait une interface web, a été développé par le CER en 1999 avec l’arrivée d’Internet, sur la base des résultats d’un projet de 1984 visant à tester l’utilisation de la télématique dans l’agriculture d’Émilie-Romagne. En 2009, IRRINET a évolué dans IRRINET Plus qui met en œuvre le calcul économique de l’avantage lié à l’irrigation à travers un système de conseil de feux de circulation. Les agriculteurs sont stimulés par l’approche économique visant à maximiser les profits tout en réduisant la surutilisation de l’eau. Les experts impliqués dans l’avancement de l’IRRINET travaillent à une intégration plus étroite avec les couches d’information SIG ouvertes qui peuvent réduire la quantité de données que les utilisateurs sont invités à enregistrer dans le système et sur l’utilisation des informations satellitaires pour déterminer les coefficients de culture effectifs (Kc) pour le calcul du bilan hydrique.
Le service d’Irrinet concerne actuellement plus de 12 000 exploitations, couvrant près de 22 % de la zone irriguée de la région d’Émilie-Romagne. Au cours de la saison d’irrigation 2017, 28 500 SMS IRRINET ont été envoyés et 147 000 calendriers d’irrigation ont été produits. L’application d’Irrinet en 2017 a permis d’économiser plus de 90 millions de m3 d’eau.
À partir de 2011, un projet national appelé IRRIFRAME géré par l’ANBI a apporté le service à l’ensemble des zones gérées par les régies de remise en état et les agences d’irrigation italiennes. Le service IRRIFRAME est appliqué dans 26 100 colis dans tout le pays italien et a été amélioré année par année en fonction des commentaires des utilisateurs et des résultats de la recherche.
Pertinence
Cas principalement développé et mis en œuvre en raison d’autres objectifs politiques, mais avec une prise en compte significative des aspects d’adaptation au changement climatique
Détails supplémentaires
Participation des parties prenantes
Irrinet a été développé et est géré par CER. À partir de 2011, le service a ensuite été soutenu et cofinancé par la région d’Émilie-Romagne et l’ANBI en collaboration avec le CER, y compris la contribution de l’UE. D’année en année, les retours des utilisateurs ont conduit l’évolution des systèmes IRRINET et IRRIFRAME.
Facteurs de réussite et facteurs limitants
Début 2019, IRRINET-IRRIFRAME est présent dans 16 régions italiennes et implique 69 offices de remise en état des terres et plus de 16 000 utilisateurs, dont 12 000 seulement dans la région d’Émilie-Romagne où le service est plus consolidé. L’élément clé du succès de cette initiative est le simple, avec de faibles coûts de gestion, un système d’information convivial qui a été mis en place pour que les agriculteurs décident quand et combien irriguer. Ce service est accessible gratuitement et est adapté à un grand nombre de cultures.
Compte tenu des avantages directs pour les utilisateurs en termes d’économies d’eau et d’énergie, les gestionnaires de l’eau (c’est-à-dire les conseils de remise en état des terres) et les autorités chargées de l’eau (c’est-à-dire les plans de développement rural de la région Émilie-Romagne) encouragent et encouragent les agriculteurs à adhérer à IRRINET. Comme indiqué dans le règlement Emilia-Romagna, au lieu de compter sur l’eau à des fins d’irrigation gérées par l’Office de remise en état des terres, les utilisateurs d’IRRINET sont autorisés à retirer les eaux de surface de l’ensemble du bassin Reno en cas de pénurie d’eau. En outre, ils sont tenus de s’inscrire auprès d’IRRINET au cas où ils seraient intéressés à demander un financement au titre du plan régional de développement rural.
Irrinet-IRRIFRAME peut être facilement transféré dans d’autres contextes partout où des données locales sont disponibles, en particulier pour calibrer le modèle aux conditions locales. La limitation peut, par exemple, affecter la disponibilité de données météorologiques (min, température maximale et moyenne journalière et pluie horaire) ou de cartes géoréférencées du sol. Ces derniers, s’ils sont disponibles, peuvent réduire les besoins d’entrée pour l’estimation des paramètres du sol et rendre les résultats de production plus robustes.
Les prochains défis pour l’évolution du service seront l’intégration avec les systèmes de capteurs et d’actionneurs, ainsi que les données sur les coefficients de récolte des intrants fournies par la télédétection, pour faire face à la fois à quelques informations fournies par l’utilisateur ou disponibles sur la zone et aux besoins d’une plus grande précision dans le calcul de la teneur en eau du sol.
Coûts et bénéfices
À partir de 1999, le service IRRINET a été soutenu et cofinancé par le CER, la région d’Émilie-Romagne, l’ANBI et l’Union européenne. Le coût du développement du système d’information sur l’irrigation (TI) s’est élevé à 200 000 EUR, y compris les activités de recherche et d’essai. Dans l’ensemble, la plateforme présente des coûts de gestion très faibles, soit environ 0,02 EUR/ha et le service est fourni gratuitement aux utilisateurs finaux.
Aspects légaux
Le ministère italien des politiques agricoles, alimentaires et forestières utilise IRRIFRAME pour planifier les politiques agricoles en réponse aux observations de la Commission européenne sur les économies d’eau (conformément au cadre de la directive sur l’eau et aux exigences des lignes directrices pour la protection de l’eau). En outre, certaines lignes directrices régionales mentionnent IRRINET — IRRIFRAME comme un outil de soutien pour satisfaire à la conditionnalité de l’eau du règlement du Fonds européen de développement régional et le respect du calendrier d’irrigation IRRINET-IRRIFRAME est obligatoire pour de nombreux agriculteurs.
Temps de mise en œuvre
Le système IRRINET est opérationnel depuis 1984 avec des outils télématiques et depuis 1999 avec des outils web. L’extension avec le système IRRIFRAME a été mise en œuvre en 2 ans de 2011 à 2013. L’IRRIFRAME WEB et l’APP sont actuellement (début 2019) dans une phase de mise à jour mise en œuvre et gérée par Agronica Group Srl. Une nouvelle version sera disponible d’ici la fin de 2019.
Durée de vie
Le système IRRINET-IRRIFRAME est mis à jour en fonction des évolutions informatiques en moyenne tous les 3 à 5 ans.
Informations de référence
Contacter
Roberto Genovesi
E-mail: genovesi@consorziocer.it
Stefano Anconelli
E-mail: anconelli@consorziocer.it
Consorzio di bonifica di Secondo Grado per il Canale Emiliano Romagnolo
Via E. Masi 8, Bologna - Italy
Tel. +39 051 4298811
Gianfranco Giannerini
Agronica Group Srl
Via Calcinaro, 2085 - 47521 Cesena (FC) – Italy
E-mail: giannerini@agronica.it
Sites Internet
Référence
Publié dans Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Dernière modification dans Climate-ADAPT Apr 18 2024
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