Hydroponie intelligente : cultiver hors sol avec des capteurs et une serre pilotée

Hydroponie, culture hors sol, aquaponie : de quoi parle-t-on ?

La culture hors sol regroupe toutes les techniques où la plante ne pousse pas dans le sol en place. Les racines sont soit dans l’eau, soit dans un substrat inerte : laine de roche, fibre de coco, perlite, pierre ponce. L’eau et les éléments nutritifs arrivent ensemble, sous forme de solution nutritive. On parle aussi de culture « sans sol » : le sens est le même.

Au sens strict, l’hydroponie désigne la culture dans une solution nutritive, sans substrat solide. Dans l’usage courant, en Tunisie comme ailleurs, le mot couvre aussi la culture sur substrat irriguée au goutte à goutte. La FAO rappelle que, dans tous les systèmes hors sol modernes, fertilisation et irrigation forment un seul apport : c’est la fertigation (FAO, 2013).

L’aquaponie est une variante : l’eau d’un élevage de poissons nourrit les plantes, qui l’épurent en retour. Elle oblige à gérer deux productions vivantes à la fois et reste plus délicate à conduire à grande échelle.

Ce qu’apporte l’hydroponie « intelligente » : capteurs, automate, alertes

Une culture hydroponique vit de consignes précises. Si le pH ou la CE dérive, la plante le ressent en quelques heures, car il n’y a pas de sol pour amortir l’erreur. L’hydroponie intelligente confie la surveillance à des capteurs et la correction à un automate. Elle suit en particulier :

• le pH de la solution, qui conditionne l’absorption des éléments ; en hors sol, la FAO situe l’optimum généralement entre 5,5 et 6,5 (FAO, 2013) ;
• la conductivité électrique (CE), qui traduit la concentration en sels, donc en engrais et en sels déjà présents dans l’eau ;
• la température et l’oxygène dissous de la solution, le niveau des cuves et le débit des pompes ;
• le climat de la serre : température, humidité, rayonnement, CO₂.

Mesurer, doser, recirculer : la boucle de pilotage

La boucle est simple. Le système mesure, compare à la consigne, dose (acide, solutions mères A et B), recircule la solution, puis alerte en cas d’écart. L’exploitant fixe les consignes et garde la main ; l’automate exécute et enregistre chaque correction. Ce journal devient une mémoire de la culture, utile pour comprendre une baisse de rendement ou refaire une bonne saison.

L’intelligence artificielle a un rôle utile, mais limité. Elle aide à repérer une dérive lente, une pompe qui faiblit ou un capteur qui décroche, avant que la culture n’en souffre. Le fondateur de SESIT mène avec Sup’Com des travaux de recherche sur la détection d’anomalies en temps réel dans les réseaux d’eau (HydroNeuro, revue Sensors, 2026). Ces outils aident à décider ; ils ne remplacent ni l’agronome ni l’œil du chef de culture.

NFT, radeaux, Dutch bucket, substrat : quel système hydroponique choisir ?

Le bon système dépend de la culture, du climat et de la tolérance aux coupures. Voici les quatre familles les plus utilisées en serre.

• NFT (technique du film nutritif) : une fine lame de solution coule en continu dans des gouttières. Peu d’eau, pas de substrat, mais presque aucune réserve si la pompe s’arrête, et une solution qui se réchauffe vite. La FAO le réserve de préférence aux cultures courtes, de 30 à 50 jours, comme la laitue (FAO, 2013).
• Radeaux flottants ou DFT : les plantes reposent sur des plaques posées sur une lame d’eau de 50 à 150 mm. Ce volume amortit les variations de température et facilite le contrôle de la solution (FAO, 2013). Adapté à la laitue, au basilic et aux herbes.
• Dutch bucket (seaux hollandais) : chaque plante pousse dans un seau de perlite ou de pierre ponce, alimenté au goutte à goutte, et le drainage revient à la cuve. Pour la tomate, le concombre et le poivron.
• Substrat en pains ou en sacs (laine de roche, fibre de coco, perlite), irrigué au goutte à goutte : selon la FAO, c’est le système le plus utilisé pour la tomate de serre en Méditerranée (FAO, 2013). Le substrat garde une réserve d’eau autour des racines.

Combien d’eau économise l’hydroponie ?

L’économie d’eau ne vient pas du mot « hydroponie », mais de la recirculation. En circuit ouvert, le surplus drainé est perdu. La FAO indique que les cultures hors sol méditerranéennes, surtout conduites en circuit ouvert, reçoivent 30 à 50 % de solution en plus des besoins, pour éviter l’accumulation de sels (FAO, 2013). En circuit fermé, ce drainage est collecté, corrigé et réutilisé. La FAO précise que ces systèmes ont l’impact environnemental le plus faible, mais coûtent plus cher et demandent un haut niveau d’automatisation et de savoir-faire.

Une étude souvent citée compare la laitue en hydroponie et en plein champ dans la région de Yuma, en Arizona. Elle estime le besoin en eau à 20 ± 3,8 litres par kilo et par an en hydroponie, contre 250 ± 25 litres en culture conventionnelle (Barbosa et al., 2015). Les auteurs soulignent que ce résultat est modélisé, propre à la laitue et à ce climat, et que la serre hydroponique consomme en contrepartie beaucoup plus d’énergie pour chauffer et refroidir.

En Tunisie, l’enjeu est réel : selon la Banque mondiale, l’agriculture représente environ 76 % des prélèvements d’eau douce du pays (donnée 2022). Chaque litre recyclé compte. Nous mesurons la consommation d’eau de nos installations et publierons ces mesures site par site.

Hydroponie en climat tunisien : chaleur, eau salée, coupures

La chaleur est la première contrainte. L’été, à Tozeur, Kébili, Gabès ou Kairouan, la solution nutritive peut dépasser la température que tolèrent les racines. Une eau chaude contient moins d’oxygène, ce qui favorise l’asphyxie et les maladies racinaires.

L’eau saumâtre du Sud est la deuxième. La CE de l’eau brute s’ajoute à celle des engrais et réduit d’autant la marge de dosage. Le sodium et les chlorures s’accumulent, surtout en circuit fermé. Notre guide sur la fertigation détaille ce réglage.

Troisième contrainte : les coupures d’électricité et de réseau mobile. Le NFT y est le plus exposé : selon la FAO, il n’offre presque aucune réserve en cas d’interruption de l’alimentation en eau et en nutriments (FAO, 2013). Voici les parades, contrainte par contrainte :

• Chaleur : écrans d’ombrage ou blanchiment de la couverture ; refroidissement de l’air par évaporation, la FAO décrivant le système pad and fan (paroi humide et extracteurs) comme le plus répandu en horticulture et plus efficace en climat sec (FAO, 2013) ; cuves enterrées ou isolées, tuyaux à l’abri du soleil, suivi continu de la température de la solution.
• Eau salée : analyse de l’eau avant tout projet (CE, sodium, chlorures, bicarbonates) ; selon la salinité, cultures plus tolérantes, mélange avec une eau plus douce ou dessalement par osmose inverse.
• Coupures : onduleur ou batterie pour les pompes, système qui garde une réserve d’eau, alertes sur téléphone, et un automate capable de travailler seul quand la connexion tombe, puis de transmettre ses données au retour du réseau.

Quelles cultures choisir en hors sol ?

Presque toutes les cultures maraîchères poussent hors sol. En pratique, on retient celles dont la valeur justifie l’investissement en serre :

• tomate, dont la tomate cerise, filière exportatrice du Sud tunisien : substrat ou Dutch bucket ;
• concombre et poivron : substrat ou Dutch bucket ; le concombre est sensible au sel, avec une CE de zone racinaire idéalement proche de 2,7 dS/m, sans dépasser 3 dS/m en serre méditerranéenne (FAO, 2013) ;
• fraise : gouttières ou sacs surélevés, pour une récolte plus propre et plus confortable ;
• laitue, basilic, menthe et herbes aromatiques : NFT ou radeaux flottants, cycles courts ;
• fourrage hydroponique (orge germée) : une demande existe chez les éleveurs, avec ses propres exigences d’hygiène et d’énergie.

Combien coûte une serre hydroponique en Tunisie ?

Il n’existe pas de prix au mètre carré valable pour tous. Le coût d’un projet dépend de la surface et de la structure (tunnel ou multichapelle), du système hors sol, du refroidissement, du niveau d’automatisation (capteurs, doseurs, boîtiers, tableau de bord), du traitement de l’eau, du secours électrique, de l’énergie, de la main-d’œuvre et de la formation. Chaque projet est donc chiffré après analyse de l’eau et visite du site : c’est la meilleure façon d’éviter un devis trop optimiste ou une serre surdimensionnée.

Pour les aides, l’Agence de promotion des investissements agricoles (APIA) gère les incitations prévues par la loi n° 2016-71 portant loi de l’investissement : primes liées à la valeur ajoutée et à la compétitivité, dont l’investissement matériel pour la maîtrise des nouvelles technologies, prime de développement durable, entre autres. Les taux et conditions évoluent : vérifiez-les sur www.apia.com.tn et auprès du CRDA de votre gouvernorat.

Comment SESIT accompagne un projet hors sol

AgroSelf, la serre hors sol intelligente portée par SESIT, est née d’un projet de recherche national financé par le ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche scientifique, mené avec des partenaires académiques dont Sup’Com et l’INAT. Une serre hors sol équipée de cette technologie fonctionne à l’INAT, à Tunis. Notre accompagnement suit cinq étapes :

• échange, visite du site et analyse de l’eau ;
• dimensionnement du système hors sol et du pilotage ;
• installation des capteurs, boîtiers et doseurs, puis paramétrage ;
• formation de votre équipe à la conduite et à la maintenance courante ;
• suivi, maintenance et assistance technique, à distance ou sur site.