Calculateur d'irrigation solaire
Dimensionner une irrigation solaire à partir des données ETo Météo-France, coefficients culturaux INRAE et règles ADEME / NF C 15-100.
Calculateur d’irrigation solaire
Comment utiliser ce calculateur
Saisissez huit valeurs et le calculateur retourne le besoin journalier en eau, l’énergie hydraulique et électrique nécessaires, le champ PV recommandé en Wc, le nombre de modules à la puissance choisie, la puissance de pompe en service et le débit moyen pendant les heures de soleil.
- Surface de la parcelle (hectares) — surface effectivement irriguée. Pour les vergers et vignes, la surface au sol projetée du couvert ; pour le maraîchage, la surface des planches.
- ETc des cultures (mm/jour) — valeurs de pointe : pomme de terre 4,8, maïs 5,5, vigne (RDI) 3,2, pommier 5,0, tomate de plein champ 5,5, maraîchage 5,0–6,0. ET₀ Météo-France × Kc culturale.
- Efficacité d’irrigation (%) — 90% goutte-à-goutte, 85% micro-asperseur, 80% couverture intégrale, 70% enrouleur, 60% surface.
- Hauteur manométrique totale (m) — niveau dynamique du forage plus pertes de charge plus pression aux goutteurs (goutte 7–14 m, asperseur 28–55 m).
- Heures de soleil/jour — moyenne annuelle ou pire mois. Valeurs typiques (PVGIS JRC) : Marseille 4,8, Montpellier 4,7, Bordeaux 3,9, Toulouse 4,1, Lyon 3,9, Paris 3,1, Rennes 3,3, Strasbourg 3,2.
- Rendement global pompe (%) — 45% par défaut pour une Lorentz PS2 ou Grundfos SQFlex submersible sans courbe constructeur ; 50% pour un rotor hélicoïdal bien dimensionné.
- Pertes système (%) — régulateur, câblage, salissure. 85% est la valeur conservatrice par défaut.
- Puissance module (W) — 400 W standard français 2026 ; modules bifaciaux 540 W dominants en sol fixe agricole.
Fonctionnement de l’irrigation solaire en France
Une installation d’irrigation solaire comprend le champ PV, le régulateur MPPT de pompe, la pompe DC et le réseau d’irrigation : filtration, conduite principale, antennes, rampes, goutteurs ou asperseurs. La norme NF C 15-100 couvre la partie continue (Section 712 pour le photovoltaïque), et le décret du 19 décembre 2018 régit l’installation hors-réseau pour pompage agricole.
La plupart des installations françaises tamponnent avec une cuve PE de 5.000–25.000 L surélevée à 3–6 m, la pompe remplissant la cuve en journée tandis que la gravité assure la pression aux goutteurs lors des tours d’eau. Ceci découple le fonctionnement de la pompe du planning d’irrigation et permet de servir les tours du matin ou du soir, quand l’ETc est plus faible.
Les prélèvements en eau souterraine au-delà de 1.000 m³/an nécessitent une déclaration au titre de la Loi sur l’eau (Code de l’environnement L.214-1) ; au-delà de 200.000 m³/an, une autorisation. Le pompage solaire ne modifie pas la procédure mais est privilégié dans les zones de répartition des eaux (ZRE) par les Agences de l’Eau, qui cofinancent les conversions diesel-vers-solaire dans les ZRE Adour-Garonne, Rhône-Méditerranée et Loire-Bretagne.
La physique depuis les premiers principes
Besoin journalier en eau à partir de l’ETc et de l’efficacité :
V_L_jour = ETc_mm × Surface_m² / Efficacité_fraction
V_m3_jour = V_L_jour / 1000L’ETc en mm/jour multipliée par la surface en m² donne directement les litres par jour (1 mm × 1 m² = 1 L).
Énergie hydraulique pour élever l’eau contre la HMT :
E_hyd_Wh = 1000 × 9,81 × V_m3 × H_m / 3600 ≈ V_m3 × H_m × 2,725Énergie électrique d’entrée via les pertes pompe et système :
E_elec_Wh = E_hyd_Wh / (η_pompe × η_système)
PV_Wc = E_elec_Wh / Heures_soleilExemple — 1 ha de vigne RDI, Vallée du Rhône
- Surface = 10.000 m², ETc = 5,0 mm/jour, efficacité goutte 85%
- V = 5,0 × 10.000 / 0,85 = 58.824 L/jour = 58,82 m³
- HMT = 30 m (20 m niveau dynamique du forage + 3 m filtration + 7 m pression goutteurs)
- E_hyd = 58,82 × 30 × 2,725 = 4.809 Wh/jour
- η_pompe 45%, η_système 85% : E_elec = 4.809 / (0,45 × 0,85) = 12.572 Wh/jour
- Heures de soleil 3,6 : PV = 12.572 / 3,6 = 3.492 Wc → neuf modules 400 W (3.600 Wc, 3% de marge)
L’ADEME et l’INRAE recommandent 25–40% de surdimensionnement PV par rapport au calcul du pire mois. La parcelle dimensionnée sur moyenne d’été nécessite 25% supplémentaires, soit environ 4.500 Wc (douze modules 400 W).
Efficacité d’irrigation par méthode
| Méthode | Efficacité de distribution | Pression requise |
|---|---|---|
| Goutte-à-goutte enterré | 88–95% | 10–14 m |
| Goutte-à-goutte surface | 85–92% | 10–14 m |
| Micro-asperseur | 80–88% | 14–21 m |
| Couverture intégrale fixe | 75–85% | 28–55 m |
| Pivot central | 80–90% | 30–55 m |
| Enrouleur | 65–75% | 50–70 m |
| Surface / gravitaire | 50–70% | 5–15 m |
Pour le pompage solaire dont le coût PV évolue avec la puissance pompe, le goutte-à-goutte est la bonne réponse pour la plupart des cultures permanentes méditerranéennes. La vigne, l’arboriculture et le maraîchage en PACA, Languedoc et Vallée du Rhône sont aujourd’hui à 90% en goutte-à-goutte.
Données climatiques françaises et planification saisonnière
L’ETc de pointe estivale est de 5–6 mm/jour en zone méditerranéenne, 4–5 mm/jour dans le Nord. Saison d’irrigation active de mai à septembre en plein champ, février à novembre sous serre. Trois réalités structurent le dimensionnement solaire :
- Le pire mois est la contrainte pour les cultures continues. Le PSH de décembre à Marseille est de 1,8 ; même avec un champ surdimensionné 3×, le pompage solaire-direct ne fonctionne pas en hiver. Les cultures sous serre nécessitent un secours réseau.
- Les cultures de plein champ sont coïncidentes-été. ETc de pointe en juin/juillet, simultanément au pic PV — le solaire-direct fonctionne idéalement pour la vigne, l’arboriculture, le maïs et les légumes d’été.
- La variabilité nuageuse est le problème opérationnel. 20% de surdimensionnement PV plus 2 jours de cuve tampon couvrent la météo française ; sans cette réserve, la pompe cycle 200+ fois/jour en temps couvert et perd la moitié de sa durée de vie.
Aides françaises et financements
- FEADER Mesure 4.1.3 — hydraulique agricole, cofinancement de l’irrigation solaire dans les zones de répartition des eaux à 30–50% selon les régions.
- Agences de l’Eau — Adour-Garonne, Rhône-Méditerranée et Loire-Bretagne cofinancent les conversions diesel-vers-solaire dans les ZRE.
- PRAD (Plan Régional d’Agriculture Durable) — programmes régionaux (Occitanie Agri-PV, Région Sud Énergie, AURA Hydraulique).
- France 2030 / Plan Ferme du Futur — appel à projets pour l’agriculture bas-carbone incluant le pompage solaire.
- Prime à l’autoconsommation — applicable si la pompe est raccordée au réseau et exporte le surplus ; généralement non applicable aux pompes isolées.
- Crédit d’impôt CITE / MaPrimeRénov’ — non applicable aux exploitations agricoles ; voir plutôt la fiscalité agricole et le suramortissement.
Erreurs courantes en France
- Utiliser ET₀ au lieu de ETc. Oublier le Kc sous-dimensionne de 15–25% pour la pomme de terre et le maïs en pleine croissance, sur-dimensionne de 30% pour la vigne en RDI.
- Niveau statique du forage. Le rabattement sous pompage agricole en aquifère calcaire méditerranéen et alluvial alluvial atteint couramment 5–15 m. Utilisez le niveau dynamique du rapport de pompage d’essai.
- Dimensionnement sur PSH annuel. Le système est 30% sous-capacité en mai et septembre. Dimensionnez sur le pire mois de la saison d’irrigation active.
- Oublier les pertes de filtration. Un filtre à sable pour goutte-à-goutte solaire ajoute 6–10 m de HMT au débit nominal ; un filtre à disques 4–7 m. Les eaux de forage calcaires nécessitent un traitement supplémentaire ajoutant 4–6 m.
Sources
- Météo-France Climathèque — ET₀ quotidienne aux stations agro-météorologiques
- INRAE — recherche agronomique — coefficients culturaux et études d’efficacité d’irrigation
- ADEME — Photovoltaïque agricole — données techniques et financières
- Hespul — guide solaire — performances PV France
- Chambres d’Agriculture France — conseil bewässerungseffizienz régional
- CTIFL — Centre Technique Interprofessionnel des Fruits et Légumes — efficacité d’irrigation maraîchère
- FAO Bulletin d’irrigation et drainage 56 — méthodologie ET₀
- Lorentz France — manuels de dimensionnement — courbes pompes solaires