TECHNIQUE

Désinfection du sol à la vapeur en cultures légumières


1. Présentation


Caractérisation de la technique

Description de la technique :

Crédit photo : Désinfection vapeur - © CA85

 

Informations intialement issues du Guide pratique pour la conception de systèmes de culture légumiers économes en produits phytopharmaceutiques (2014) / Fiche technique T9.

 

Principe :

La désinfection à vapeur est un moyen de lutte physique (thermique) qui permet de contrôler la plupart des bioagresseurs présents dans le sol (champignons, nématodes, semences d’adventices…). Cette méthode consiste à désinfecter le sol grâce à l’injection de vapeur d’eau à 180 °C pour faire monter la température du sol jusqu’à 85-90 °C. Elle est surtout pratiquée pour les cultures légumières sous serre et permet de réduire le stock semencier.

 

Matériel et mise en œuvre :

L’injection de vapeur se fait par différentes techniques. Soit sous des bâches plastiques pour une désinfection en profondeur, soit à l’aide de plaques métalliques appelées cloches ou coffres pour une désinfection en surface. Traditionnellement, ces systèmes de cloches ou de bâches demandaient un déplacement régulier mais actuellement différents modèles automoteurs ont été mis au point.

 

Ci-dessous un exemple pour un générateur d’une puissance de 1400 kg de vapeur/heure

Tout d’abord, le sol doit être préparé avant la désinfection comme pour une plantation ou un semis à 25-30 cm de profondeur. Il doit avoir une structure meuble et fine et ne devra pas être trop humide ni avoir des résidus de cultures et de racines.

Ensuite, la vapeur est obtenue par un générateur qui chauffe l’eau à 170-180 °C et à 1 kg/cm2 de pression. Le générateur fonctionne au fuel-oil/gas-oil en standard, mais peut recevoir un brûleur fonctionnant au gaz. Il nécessite une alimentation électrique.

La technique est plus efficace avec un pH élevé de l’eau (> 8) pour limiter la corrosion des métaux. Celle-là doit être peu chargée en éléments minéraux afin d’éviter les dépôts de tartre.

La distribution de la vapeur se fait grâce à des tuyaux calorifugés qui transportent la vapeur du générateur au lieu à désinfecter. Des bâches plastiques sont placées sur le sol et maintenues par des sacs de sable. On y introduit la vapeur pendant quelques dizaines de minutes à plusieurs heures jusqu’à obtention de la température désirée sur la profondeur souhaitée. Pour des profondeurs et des surfaces plus superficielles, des cloches ou coffres (plaques métalliques) sont utilisés.

Le temps moyen d’application varie en fonction de la profondeur à désinfecter, du matériel (surface de l’application, puissance, pression…) : 5 à 10 minutes sont nécessaires pour monter la température à 90 °C sur une dizaine de centimètres avec des cloches, tandis que pour atteindre cette même température à une profondeur de 30 cm sur une surface de 100 m², le temps nécessaire est de 1 30. Pour une profondeur de 50cm, une durée d’application de 2h30 est nécessaire. La durée d’application varie également en fonction du bioagresseur ciblé : elle sera plus courte pour lutter contre des champignons de surface (Rhizoctonia solani par exemple) et plus longue pour des champignons vivant en profondeur (Verticillium dalhiae par exemple).


Exemple de mise en oeuvre :

Exemple d'application :

Avec une machine équipée d’une surface de bâche de 300 m² il faudra pour désinfecter ces 300 m² à une température de 90 °C un temps de 4h 40min pour une profondeur de 30 cm, 6 heures pour 40 cm, 7h 30min pour 50 cm et 9 heures pour 60 cm. Pour des profondeurs moindres, les cloches ou coffres sont utilisés. Ce sont des plaques métalliques en aluminium et acier galvanisé de 3 à 4 m de long et de 1,30 à 1,4 m de large qui entrent en partie dans le sol. Les largeurs traitées peuvent varier de 2,50 m à 10 m pour les serres et abris et jusqu’à 25 m pour le plein champ. La surface des cloches est fonction de la puissance du générateur. Une charge de 50 kg de vapeur par heure au m² est optimale. Les temps moyens d’application vont varier en fonction de la profondeur désinfectée. Pour une désinfection de surface (10 cm) avec des cloches ou coffres, il est de 5 à 10 minutes pour une consommation moyenne en gas-oil de 0,5 à 1 l/m². Une désinfection profonde avec des bâches nécessite un temps moyen de 3 heures pour une consommation de 2 l/m². La surface horaire désinfectée avec des cloches à 12 cm de profondeur varie selon la puissance des générateurs de 15 à 350 m² par heure.

Source : Le Point Sur les méthodes alternatives « La désinfection vapeur » ( Voir la fiche )

Précision sur la technique :

Même si la désinfection à vapeur peut être réalisée toute l’année, la période estivale est la plus propice pour mettre en œuvre cette pratique car, plus le sol sera froid et humide et plus la quantité de chaleur nécessaire sera élevée.  

La désinfection des sols à la vapeur n’introduit aucun facteur nocif persistant dans le sol. Les délais de remise en culture après une désinfection du sol à la vapeur sont très rapides. Néanmoins, après une désinfection à la vapeur, une élévation du niveau d’azote ammoniacal par destruction des bactéries nitrifiantes ou bien une modification du pH du sol peuvent être observées et cela peut conduire à des phytotoxicités nécessitant un certain délai avant remise en culture. Par ailleurs, l’élévation de température tue de manière non sélective les organismes nuisibles et les organismes utiles du sol et, à la suite du vide biologique causé par la désinfection, les producteurs peuvent se trouver confrontés à une recolonisation rapide par des bioagresseurs. La désinfection à la vapeur est également très gourmande en combustible et très coûteux dans sa mise en œuvre, qui est longue et fastidieuse.



Période de mise en œuvre
Pendant l'interculture


Echelle spatiale de mise en œuvre
Parcelle


Application de la technique à...

Toutes les cultures : Facilement généralisable

Facilement généralisable

La technique peut être utilisée aussi bien sous abri qu’en plein champ. Attention cependant car la désinfection à la vapeur peut entraîner une forte modification du pH ou une élévation du niveau d’azote ammoniacal, ce qui est susceptible d’entraîner des problèmes de croissance ou de phytotoxicité pour certaines cultures (laitue par exemple).



Tous les types de sols : Facilement généralisable

Facilement généralisable

Tous les types de sol peuvent être désinfectés à la vapeur. Cependant, dans les sols argileux ou limoneux une désinfection à une profondeur supérieure à 30 cm peut être difficile. Par ailleurs, la durée de désinfection doit être adaptée à la texture, à la structure, à l’humidité et à la température du sol.



Tous les contextes climatiques : Facilement généralisable


Réglementation

Aucune réglementation particulière pour cette technique


2. Services rendus par la technique



3. Effets sur la durabilité du système de culture


Critères "environnementaux"

Effet sur la qualité de l'air : En diminution
émission phytosanitaires : DIMINUTION
émission GES : AUGMENTATION


Effet sur la qualité de l'eau : En augmentation
N.P. : NEUTRE
pesticides : DIMINUTION
turbidite : NEUTRE


Effet sur la consommation de ressources fossiles : En augmentation
consommation d'énergie fossile : AUGMENTATION
consommation de phosphore : NEUTRE


Autre : Pas d'effet (neutre)

 

Commentaires

Emission de produits phytosanitaires : La désinfection vapeur permet de limiter le recours aux fongicides, nématicides et herbicides

Emission de GES: augmentation de la pollution atmosphérique par rejets de CO2 (et de soufre si utilisation de fioul)

Résidus de pesticides dans l'eau : diminution des transferts de polluants vers les eaux grâce à la réduction des fumigants et des herbicides

Energies fossiles : technique très consommatrice en combustible (de 0,5 à 2 L de fioul par m²).




Critères "agronomiques"

Productivité : Variable

Variable

La modification du pH et du niveau d'azote ammoniacal dans le sol peut perturber la croissance des plantes via des phénomènes de phytotoxicité



Qualité de la production : Pas d'effet (neutre)
pas d'effet (neutre)

Fertilité du sol : Variable

Variable

Modification possible des caractéristiques physico-chimiques du sol et de la nitrification.

Modification du pH susceptible d’entraîner des phytotoxicités liées à des excès de manganèse ou de cuivre.

Augmentation du risque de lixiviation d’éléments nutritifs lors de désinfections longues.



Stress hydrique : Pas d'effet (neutre)
Pas d'effet (neutre)

Biodiversité fonctionnelle : En diminution

En diminution

méthode non sélective, impact possible sur la biodiversité du sol




Critères "économiques"


Charges opérationnelles : En augmentation

En augmentation

coût de l’intervention très élevé (main-d’oeuvre + combustible).



Charges de mécanisation : En augmentation

En augmentation

Achat de matériels spécifiques



Marge : Pas de connaissance sur impact
Pas de connaissance sur impact

Autres critères économiques : En augmentation
Coûts énergétiques élevés car technique très consommatrice en combustible (de 0,5 à 2 L de fioul par m2)


Critères "sociaux"


Temps de travail : Variable

Variable

- Très variable (de 30 à 670 h/ha) selon le type et l’humidité du sol, la cible et le matériel.
- Diminution du nombre de passages pour le désherbage et la protection des cultures.
- Augmentation du temps de travail global.



Période de pointe : Variable

Variable

A priori, le délai de remise en culture après une désinfection est très rapide. Néanmoins, si trop fortes modifications du pH et du niveau d'azote ammoniacal du sol, un délai entre la désinfection vapeur et le semis de la culture suivante doit être respecté.





4. Organismes favorisés ou défavorisés


Bioagresseurs favorisés

Organisme Impact de la technique Type Précisions

Bioagresseurs défavorisés

Organisme Impact de la technique Type Précisions
Verticillium dalhiae MOYENNE agent pathogène (bioagresseur) La technique peut avoir un impact sur ce bioagresseur à condition de faire une désinfection longue et en profondeur
adventices FORTE adventices efficace dès 70-80 °C
botrytis cinerea FORTE agent pathogène (bioagresseur) efficace dès 50-60 °C
mouches des cultures légumières FORTE ravageur, prédateur ou parasite la technique peut éventuellement avoir un impact sur les espèces de mouches dont une partie du cycle biologique s’effectue dans le sol (stade pupe ou nymphe). Par exemple, Delia platura (mouche des semis), Delia radicum (mouche du chou), Delia antiqua (mouche de l’oignon), Psila rosae (mouche de la carotte)
nématode (bioagresseur) MOYENNE ravageur, prédateur ou parasite efficace dès 50-60 °C
rhizoctone brun FORTE agent pathogène (bioagresseur) efficace dès 50-60 °C
sclérotinia FORTE agent pathogène (bioagresseur) efficace dès 60-70 °C
virus FORTE agent pathogène (bioagresseur) efficace dès 90 °C

Auxiliaires favorisés

Organisme Impact de la technique Type Précisions

Auxiliaires défavorisés

Organisme Impact de la technique Type Précisions
Araignées FORTE Ennemis naturels des bioagresseurs 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 tels que les osmie.
Carabes prédateurs et granivores FORTE Ennemis naturels des bioagresseurs 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 tels que les osmie.
Champignons (auxiliaire) FORTE Ennemis naturels des bioagresseurs Les champignons antagonistes naturellement présents dans le sol sont impactés par la technique (coniotirium sp. et trichoderma sp. par exemple)

Accidents climatiques et physiologiques favorisés

Organisme Impact de la technique Précisions

Accidents climatiques et physiologiques défavorisés

Organisme Impact de la technique Précisions


5. Pour en savoir plus

Désinfection des sols à la vapeur
Ministère de l'agriculture et de l'alimentation
Site Internet, 2012
La désinfection du sol à la vapeur
Céline Gilli, Vicent Michel
Agroscope, Brochure technique, 2016
Le Point Sur les méthodes alternatives : La désinfection vapeur
Icard C. et al.
CTIFL, Brochure technique, 2010

6. Mots clés


Méthode de contrôle des bioagresseurs : Lutte physique
Mode d'action : Action sur le stock initial
Type de stratégie vis-à-vis de l'utilisation de pesticides : Substitution
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Contributeurs

19/12/2018
11/01/2018
Paola SALAZAR - INRA - Rennes (35000)
ingenieur - paola.salazar@inra.fr

30/11/2017
Sébastien Picault - CTIFL - Carquefou (44470)
ingenieur - picault@ctifl.fr

11/09/2017
Lola Leveau - Irstea - Clermont-Ferrand (63000)
ingenieur - lola.leveau@irstea.fr