[Les pouvoirs méconnus du nucléaire] Comment l’atome aide à économiser l’eau des cultures

De la qualité de l’eau aux traces de pinceau cachées sous les chefs-d’œuvre, de la lutte contre les insectes à la protection des rhinocéros, le nucléaire déploie ses talents bien au-delà de la production d’électricité et de chaleur. Dans cette série estivale, la RGN vous invite à découvrir ces usages aussi méconnus que fascinants. Au programme aujourd’hui : comment les techniques nucléaires permettent de mesurer l’humidité des sols, de mieux piloter l’irrigation et d’économiser l’eau.

L’agriculture représente environ 70 % des prélèvements mondiaux d’eau douce. Or, dans de nombreux pays, une grande partie de cette eau est perdue avant même de profiter aux cultures. Dans le même temps, les besoins alimentaires continuent de croître et le changement climatique accentue les tensions sur la ressource. Pour produire davantage avec moins d’eau, encore faut-il savoir précisément quand irriguer… et en quelle quantité.

C’est précisément ce que permettent certaines techniques nucléaires développées depuis plus de soixante ans par l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) et la FAO.

Du bon usage de l’eau

Pour décider d’un arrosage, un agriculteur doit répondre à deux questions. Combien d’eau reste-t-il dans le sol ? Et cette eau est-elle réellement utilisée par les plantes ou simplement perdue par évaporation ?

La première réponse est apportée par l’humidimètre à neutrons. L’appareil émet des neutrons dans le sol. Ceux-ci sont ralentis par les atomes d’hydrogène présents dans les molécules d’eau : plus le sol est humide, plus les neutrons perdent de leur énergie. En comptant les neutrons qui reviennent vers le détecteur, l’appareil détermine directement la quantité d’eau disponible pour les cultures.

La seconde question est résolue grâce aux isotopes naturels de l’eau. Lorsqu’elle s’évapore, les molécules les plus légères quittent plus facilement le sol. L’eau restante s’enrichit légèrement en oxygène 18 et en deutérium, tandis que les plantes absorbent cette eau sans modifier cette signature isotopique. En comparant la composition isotopique de l’eau du sol et de celle prélevée dans les végétaux, les chercheurs peuvent distinguer la part d’eau réellement consommée par les cultures de celle perdue par évaporation.

Observer une parcelle entière

Une autre technique permet de changer d’échelle : la sonde à neutrons de rayons cosmiques.

En permanence, les rayons cosmiques venus de l’espace frappent l’atmosphère terrestre et produisent des neutrons. Une partie atteint le sol, où ces particules sont freinées par l’hydrogène contenu dans l’eau. Plus le terrain est humide, plus le nombre de neutrons mesurés au-dessus de la parcelle diminue.

Installée sur un mât, la sonde compte ces neutrons naturels et en déduit l’humidité moyenne d’une surface pouvant atteindre plusieurs dizaines d’hectares. Contrairement à l’humidimètre classique, qui mesure un point précis, elle fournit une vision globale d’une parcelle entière, particulièrement utile pour piloter l’irrigation.

Un outil, pas une solution miracle

Pour l’AIEA et la FAO, ces techniques ne constituent pas une solution miracle. Elles ne remplacent ni une bonne gestion des sols, ni des systèmes d’irrigation performants. Elles apportent en revanche une information précieuse : savoir où se trouve réellement l’eau, où elle est perdue et où elle profite effectivement aux plantes.

Comme souvent dans les applications du nucléaire, l’atome ne produit pas directement la solution : il rend visible ce qui ne l’était pas. Et en agriculture, mieux mesurer l’eau est déjà une manière d’en économiser. ■