La solarisation est une méthode de désinfection thermique du sol, largement adoptée en agriculture biologique, notamment en maraîchage. Cette technique consiste à exploiter l'énergie solaire pour élever la température du sol, ce qui permet de contrôler efficacement les adventices, les maladies et certains ravageurs telluriques. Elle représente une alternative écologique aux désherbages et désinfections chimiques, s'inscrivant ainsi dans une démarche de durabilité des systèmes de culture.
Comprendre le Principe de la Solarisation
La solarisation agit principalement par l'élévation de la température du sol, qui peut atteindre 40°C à 50°C ou plus sous abri. Ce réchauffement est induit par la pose d'un film plastique transparent sur un sol préalablement humidifié. Les ondes lumineuses pénètrent le plastique, chauffent directement le sol en dessous, et la chaleur est ensuite piégée par un effet de serre. L'eau présente dans le sol joue un rôle crucial en agissant comme un conducteur thermique, transférant la chaleur des couches superficielles vers les couches plus profondes, jusqu'à environ 30 cm de profondeur.
Cette élévation de température favorise la germination des graines dormantes, qui sont ensuite détruites par la chaleur excessive. Elle accélère également la dégradation des bioagresseurs par l'augmentation des processus microbiens et chimiques dans le sol. Il a été observé que les graines humides sont plus sensibles à la destruction thermique que les graines sèches, et l'humidité peut stimuler leur germination, rendant le traitement plus efficace.
Best4Soil: (Bio)Solarisation – Informations pratiques
Conditions Optimale de Mise en Œuvre
L'efficacité de la solarisation est fortement dépendante de plusieurs facteurs environnementaux et techniques. Pour obtenir les meilleurs résultats, il est essentiel de respecter certaines conditions.
Localisation et Période Idéale
La solarisation des sols est plus efficace dans les régions chaudes et ensoleillées. Dans les zones où l'ensoleillement est moindre, il est préférable d'envisager l'occultation ou une combinaison des deux techniques. La solarisation est optimale dans les zones où la pente est faible ou inexistante, ou lorsque la pente est exposée au sud ou au sud-ouest, afin de maximiser l'exposition au soleil. En France, la période la plus favorable pour la mise en place de cette pratique se situe entre le 15 juin et le 15 juillet, grâce à un ensoleillement suffisant, avec plus de 250 heures par mois. Le Sud-est de la France et la côte Ouest sont particulièrement propices à cette technique.
Il est conseillé de mettre en place la solarisation entre début mai et le 15 juin et de la laisser en place sur une durée de 30 jours minimum. Les températures du sol les plus élevées se produisent lorsque les journées sont longues, que les températures sont élevées, que le ciel est dégagé et que le vent est faible. L'effet de réchauffement du sol n'est pas aussi important par temps nuageux, et le vent peut disperser la chaleur emprisonnée ou endommager les bâches. Les zones ombragées ne peuvent pas être traitées efficacement par la solarisation.
Choix et Caractéristiques du Film Plastique
Le plastique utilisé pour la solarisation doit être transparent, en polyéthylène de 30 à 50 μm d’épaisseur, non perforé, traité anti-UV et résistant à 700 heures d’ensoleillement (spécial solarisation). Pour les petites surfaces, des rouleaux en plastique de 0,025 à 0,1 mm peuvent durer les 4 à 6 semaines de la période de solarisation sans commencer à se dégrader.
L'épaisseur du plastique a un impact sur l'efficacité et la durabilité. Un plastique fin (0,025 mm) permet un meilleur chauffage, mais est plus susceptible de se déchirer sous l'effet du vent ou des animaux. Un plastique légèrement plus épais (0,037 à 0,05 mm) est préférable dans les zones venteuses. Le plastique épais, de 0,1 mm ou plus, est durable et peut être réutilisé pendant plusieurs années, notamment pour les petites échelles où il peut être retiré et plié/roulé manuellement. Il est également possible de récupérer du plastique de serre (par exemple, du polyéthylène de 6 mm après 3 à 6 ans d'utilisation), à condition qu'il soit exempt de trous.
La largeur du plastique doit être celle du tunnel, plus 50 cm. En plein champ, des bâches de 3,60, 4,70 ou 5,80 m peuvent être utilisées pour couvrir des surfaces plus importantes.
Préparation du Sol et Pose du Film
La préparation du sol est une étape cruciale pour assurer l'efficacité de la solarisation. Le sol doit être travaillé sur 25 à 30 cm de profondeur avec une structure fine et régulière, comme avant un semis ou une plantation. Il est recommandé d'éviter l'ameublissement profond par un labour ou rotobêche, mais de privilégier les outils à dents (cultivateur, cultibutte, actisol) qui maintiennent le positionnement des semences dans le profil du sol. Un passage de rouleau est ensuite indispensable pour bien aplanir le sol et optimiser le contact avec le paillage plastique.
Le sol doit impérativement rester humide pendant toute la durée de la solarisation afin d'assurer une bonne conduction de la chaleur en profondeur. Un arrosage par aspersion apportant de 50 à 80 mm (voire plus selon le sol) et permettant de faire le plein en eau du sol sur 50 cm de profondeur doit être réalisé avant la pose du plastique. Il est conseillé d'attendre le lendemain ou le surlendemain, que le sol soit un peu ressuyé, avant de poser la bâche plastique.
La bâche doit être bien tendue et plaquée au sol afin d’empêcher la pousse des mauvaises herbes et d'éviter tout passage d’air ou creux dans le sol. Une courte aspersion après la pose peut améliorer le plaquage du plastique. La pose peut se faire seulement sur les bandes de plantation, mais l'application sur tout un champ peut rendre la solarisation plus efficace, car la perte de chaleur par les bords est réduite. La fixation serrée des bords en plastique conduit à de meilleurs résultats, et l'étanchéité entre les jonctions est un facteur de réussite essentiel.
Durée du Traitement et Conditions Spécifiques
Il est impératif d’avoir au moins 3 jours consécutifs ensoleillés lors de l’installation pour une élévation rapide de la température et pour éviter le développement trop poussé de certaines adventices. Il faut laisser le film plastique en place pour une durée minimale de 45 jours pour les cultures sous abri et de 60 jours pour les cultures en plein champ. Plus la température du sol est basse, plus le plastique doit rester en place longtemps pour augmenter la température jusqu'aux niveaux souhaités. L'objectif est de maintenir les températures maximales quotidiennes dans les 15 premiers centimètres du sol à environ 43 à 52°C ou plus.
En cas de cultures sous abri, pour une montée rapide en température, il est conseillé de laisser les serres fermées pendant quelques jours, en évitant cependant les températures excessives qui pourraient endommager les équipements (notamment certaines installations d’irrigation). Il est recommandé de laisser une aération au faîtage (environ 20 cm) pour un effet « cheminée ».
La solarisation doit être stoppée le plus tard possible avant la remise en culture, en retirant tout d'abord la bâche plastique. Après le retrait, le sol doit être travaillé superficiellement (maximum 10 cm) pour éviter la remontée des couches de sol avec des bioagresseurs et des adventices non détruits.
Amélioration de l'Efficacité et Alternatives
Pour optimiser les effets de la solarisation, diverses stratégies peuvent être mises en œuvre, et des alternatives existent pour des contextes spécifiques.
Incorporation de Matière Organique (Biosolarisation)
Il est possible d'augmenter les effets de la solarisation en incorporant des matières organiques, telles que des résidus de culture et des composts, dans le sol avant la solarisation. Lors de la décomposition des matières organiques, des changements chimiques se produisent, libérant des produits naturels (comme les acides organiques) qui sont toxiques pour les organismes résidant dans le sol. Cette technique est appelée biosolarisation. Elle a montré d'excellents résultats dans plusieurs cultures pour lutter contre les maladies transmises par le sol, notamment les fraises, les fleurs de serre, les poivrons, les tomates et les concombres de serre.
Cependant, il faut veiller à ne pas incorporer des quantités excessives de matières organiques, car le sol traité peut être impacté pendant une période prolongée par ces toxines naturelles. Dans ce cas, la plantation doit être retardée jusqu'à ce que les conditions du sol soient adéquates.
Alternatives pour des Climats Plus Frais ou des Besoins Spécifiques
Pour traiter de petites surfaces dans les climats plus frais, il peut être utile d'utiliser une double couche de plastique avec un espace d'air créé par des objets tels que des bouteilles en plastique ou des tuyaux en PVC entre les couches. Cette technique améliore l'effet de serre et la rétention de chaleur.
L'occultation, qui utilise des bâches noires pour bloquer la lumière et empêcher la germination de certaines graines, peut se combiner avec la solarisation dans des conditions qui nécessitent une optimisation de l’itinéraire technique de désherbage. Ce peut être le cas en prévision d’un semis précoce de carotte ou pour l’implantation d’une pépinière de poireau. On aura alors recours à une solarisation estivale (début août - fin septembre) suivie d’une occultation afin de maintenir propre la parcelle jusqu’à la mise en culture en sortie d’hiver. Si la parcelle est disponible l’été précédent l’occultation, il peut être intéressant d’implanter un engrais vert estival gélif, le sarrasin (Fagopyrum esculentum) par exemple, qui a la capacité de se développer rapidement et de sécréter, par ses racines, des toxines limitant le développement des adventices.
Efficacité Agronomique de la Solarisation
La solarisation est une technique de lutte préventive efficace contre de nombreux bioagresseurs, incluant les larves d’insectes, les nématodes et les champignons. Elle est également très efficace contre de nombreuses adventices. L’humidité et la chaleur apportées par cette technique permettent aux graines de germer au cours des premiers jours suivant la mise en place du dispositif. Au cours des semaines suivantes, les jeunes plantules sont ensuite détruites par l’élévation de température excessive. La technique est ainsi efficace contre les graines enfouies peu profondément.
Lutte contre les Bioagresseurs et les Adventices
La solarisation contrôle de nombreux pathogènes végétaux fongiques et bactériens importants transmis par le sol qui peuvent causer le flétrissement du Verticillium, le flétrissement du Fusarium, la pourriture des racines de Phytophthora, le mildiou, la fonte des semis, la galle du collet, le chancre de la tomate, la tavelure de la pomme de terre, et bien d'autres. La solarisation du sol peut également être utilisée pour réduire les populations de nématodes.
Cependant, la sensibilité au traitement varie selon les espèces de ravageurs et d'adventices. Certaines sont très sensibles à la solarisation, tandis que d'autres sont modérément résistantes et nécessitent des conditions optimales (bonne humidité du sol, bâches en plastique bien ajustées et rayonnement solaire élevé) pour un contrôle efficace. La solarisation ne contrôle généralement pas aussi bien les mauvaises herbes vivaces que les annuelles, car les plantes vivaces ont souvent des structures végétatives souterraines profondément enfouies (racines, tubercules, cormes et rhizomes) qui ont plus de ressources et peuvent survivre plus longtemps. Les adventices à des stades plus avancés, les vivaces, les adventices à multiplication végétative et les graines d’adventices enfouies plus en profondeur, seront moins affectées et pourront survivre.
Effets sur la Productivité et la Qualité des Cultures
Les plantes poussent souvent plus rapidement, avec des rendements plus élevés et de meilleure qualité, lorsqu'elles sont cultivées après la solarisation du sol. Cet effet positif est dû à la diminution des populations de certains bioagresseurs (maladies, ravageurs et adventices), et donc à une réduction de leurs pressions lors des cultures suivantes. La solarisation stimule également la minéralisation de la matière organique, améliorant ainsi la fertilité du sol pour la culture suivante.
Cependant, il est important de noter que certains bioagresseurs enfouis en profondeur ou pouvant migrer en profondeur (certains nématodes) peuvent ne pas être affectés par cette technique. De plus, la solarisation n'est pas sélective et a un impact potentiel négatif sur la biodiversité du sol et les équilibres microbiens, pouvant affecter les biomasses microbiennes et les vers de terre à long terme. Les champignons antagonistes naturellement présents dans le sol, comme Coniotirium sp., sont également impactés par la technique.
Limitations et Considérations pour la Durabilité
Malgré ses nombreux avantages, la solarisation présente certaines limites et implique des considérations importantes pour la durabilité du système de culture.
Contraintes Climatiques et d'Organisation des Cultures
La principale limite de la solarisation reste l’ensoleillement dans la zone de mise en œuvre à la période prévue. Elle n’est pas envisageable dans des régions où l’ensoleillement en été est inférieur à 250 heures par mois. Cette technique impose de libérer la parcelle pendant l’été, ce qui interdit les cultures longues de printemps-été (tomate, aubergine, poivron…). Sous abri, elle est souvent positionnée après une culture courte (courgette, melon, concombre…) ou après une culture tardive de salade. En plein champ, la solarisation ne peut être envisagée que dans des parcelles qui ne sont pas cultivées pendant l’été sur une durée de 60 jours.
La solarisation entre en concurrence avec la culture estivale, ce qui peut entraîner une perte économique. Cependant, à terme, la marge peut augmenter si la technique permet de limiter un problème sanitaire important.
Impact sur l'Environnement et la Biodiversité
Sur le plan environnemental, la solarisation diminue les transferts de polluants vers l’air et l’eau grâce à la réduction des fumigants et des herbicides. Cependant, elle entraîne une augmentation indirecte et directe des consommations en énergie due à la fabrication du plastique, à sa mise en place et à son recyclage. Bien qu'il y ait une diminution de la fabrication et de l'utilisation d'intrants phytopharmaceutiques, et que les sols soient souvent bâchés après application de ces produits, il n’y a pas nécessairement une augmentation des besoins en films plastiques.
Concernant la biodiversité fonctionnelle, la solarisation n’est pas sélective et a un impact potentiel négatif sur la biodiversité du sol et les équilibres microbiens. Tous les auxiliaires qui effectuent une partie de leur cycle biologique dans le sol peuvent être impactés par cette technique (carabidés, araignées, staphylins…), ainsi que certains hyménoptères pollinisateurs qui vivent dans le sol (comme les osmies). Toutefois, certains organismes fonctionnels du sol, comme les Trichoderma (champignons saprophytes utiles empêchant le développement de certaines maladies racinaires), sont préservés.
Coûts et Temps de Travail
Les charges opérationnelles liées à la solarisation sont en augmentation, avec un prix de mise en place (main-d’œuvre et plastique) estimé entre 1 500 à 2 000 €/ha. Le temps de travail est variable : il y a une diminution du nombre de passages pour le désherbage et la protection des cultures, mais la mise en place du dispositif est assez chronophage, d'environ 70 h/ha (préparation du sol, pose et retrait du film plastique). Cela peut créer une augmentation du temps de travail pendant les périodes de pointe. Cependant, elle permet des économies sur les passages nécessaires pour les produits phytosanitaires.
Gestion du Plastique Usagé
Le financement de la filière de recyclage mise en place par Adivalor est à soutenir. Elle est financée par une éco-contribution à la source qui s’élève à 240 €/t de plastique neuf (en 2020) pour les films de paillage, et des frais de reprise de 145 €/t de film agricole usagé (FAU) pour les paillages lorsque le taux de souillure est supérieur à 50 % (en 2020). Si le plastique utilisé n'est pas réutilisable, son recyclage doit être prévu via une filière agréée.
Solarisation en Pratique : Exemples et Conseils
La solarisation peut être pratiquée tous les 2-3 ans en entretien et au moins deux années consécutives si le sol est très contaminé. La technique a été employée avec succès dès le 15 avril en zone continentale dans certains cas.
Des exemples de mise en œuvre réussie incluent la solarisation sous grand abri plastique avec une très bonne efficacité avant culture de mâche et de carotte primeur (expériences CTIFL dans l’ouest de la France), ainsi que l'utilisation de la solarisation pour réduire la pression des maladies fongiques, ravageurs et adventices dans une succession artichaut - scarole/céleri en Pyrénées Orientales (projet DEPHY EXPE ECOLEG).
Une autre technique qui utilise également la chaleur pour désinfecter le sol est la solarisation. Le principe est de provoquer un échauffement rapide du sol en captant et piégeant l'énergie solaire. Pour cela, on pose un paillage plastique sur le sol après l'avoir humidifié, et c'est le rayonnement solaire qui est capté et immobilisé par ce paillage plastique, qui va permettre un échauffement du sol. L'eau permet un transfert de température et de chaleur depuis la couche de surface jusqu'aux couches plus profondes.
La solarisation, bien que nécessitant une planification rigoureuse et une adaptation aux conditions locales, offre une méthode puissante et respectueuse de l'environnement pour la gestion des bioagresseurs en maraîchage biologique, contribuant ainsi à des systèmes de production plus durables et résilients.
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