L'irrigation est d'une importance cruciale pour nourrir le monde, mais ce n'est pas très efficace. Environ 70 % de la consommation mondiale d'eau douce va à l'irrigation. Ce pourcentage est encore plus élevé dans l'ouest des États-Unis.

L'eau irriguée est en grande partie acheminée vers les champs par des canaux en terre, qui sont intrinsèquement perméables. Il est difficile d'évaluer la quantité d'eau d'irrigation qui s'infiltre dans le sol, mais les estimations du monde entier vont de 15 à 70 %.

Dans une étude récente, Des chercheurs de la Colorado State University ont prouvé que le polymère connu sous le nom de LAPAM est efficace comme agent temporaire, mastic économique pour réduire les pertes d'eau d'irrigation. Cette recherche pourrait non seulement réduire la perte d'eau, cela pourrait empêcher la dégradation de l'eau et du sol.

Depuis plus de 25 ans, Tim Gates, professeur de génie civil et environnemental, a étudié les pertes par infiltration des canaux en terre et ce qui arrive à l'eau qui s'égare. Sa récente étude collaborative représente la preuve la plus solide et la plus complète à ce jour que l'application de polyacrylamide anionique linéaire, LAPAM pour faire court, en tant que scellant pour les canaux en terre, il en résulte une réduction significative des infiltrations.

"La grande majorité des systèmes de distribution d'eau pour l'agriculture irriguée sont réalisés par des canaux ouverts en terre - probablement 95%, c'est donc un problème qui s'étend sur le globe, " dit Gates.

Gates et ses collègues de la CSU et du Pakistan ont testé deux canaux au Colorado et un au Pakistan, endroits avec des conditions et des défis différents. Les taux d'infiltration ont diminué de 69 à 100 % lorsque les canaux ont été scellés avec du LAPAM.

Contrairement à d'autres types de doublures coûteuses et permanentes, comme le béton, Le LAPAM est économique et ne dure que la saison de l'eau au cours de laquelle il est appliqué. Cela peut être stratégiquement précieux pour les gestionnaires de l'eau, qui peuvent vouloir stocker de l'eau en rechargeant les réservoirs souterrains de la nature pendant les années les plus humides. La plupart des producteurs n'ont pas les ressources nécessaires pour des gaines plus chères, faisant du LAPAM une option viable.

LAPAM colmate les fuites dans les canaux en terre en déposant des particules d'argile dans l'eau et en créant une barrière d'argile polymère fine mais efficace.

LAPAM est utilisé dans diverses applications partout dans le monde. Bien qu'il ait moins d'impact sur l'environnement que les revêtements en plastique ou en béton, il est synthétique et pourrait avoir des effets secondaires négatifs potentiels sur l'environnement s'il est utilisé en excès.

Maintenant que les chercheurs ont prouvé que le LAPAM fonctionne, ils tournent leur attention vers la recherche d'une alternative aux biopolymères qui ne soit pas dérivée du pétrole. Les tests sont en cours dans le laboratoire du professeur adjoint Joe Scalia, et les premiers résultats sont prometteurs.

"L'eau est clairement très importante, mais dans la mesure du possible, nous ne voulons pas ajouter d'autres produits chimiques synthétiques dans l'environnement juste pour résoudre un problème, " dit Scalia.

Une fois les portes, Scalia et son équipe identifient un biopolymère ou un mélange biopolymère-LAPAM efficace, ils développeront des conseils pour les gestionnaires de l'eau sur la façon de l'utiliser.

L'équipe comprend plusieurs étudiants diplômés et de premier cycle de la CSU; parmi eux, doctorat candidat Rehman Lund, qui a mené les études de terrain du LAPAM au Pakistan pour sa maîtrise en recherche à l'Université d'ingénierie et de technologie de Mehran, sous la direction du professeur Munir Babar.

L'équipe, dirigé par Scalia, travaille avec Larimer and Weld Irrigation Company pour quantifier la quantité d'eau locale perdue par infiltration. Plus tard cet été et l'été prochain, ils appliqueront leur biopolymère ou mélange de biopolymères de pointe aux canaux de l'entreprise pour des tests sur le terrain.

Gates a souligné l'importance des partenariats avec les entreprises d'irrigation dans l'étude des méthodes de réduction des infiltrations. Les tests en laboratoire sont utiles, mais pas suffisants pour prouver qu'une solution est viable.

« Il faut montrer que ça marche sur le terrain où les choses sont nettement plus complexes et les enjeux plus grands, " Gates a déclaré. " Le fait que nous ayons des entreprises et des services d'irrigation qui coopèrent avec nous pour démontrer la validité de cette méthodologie est vraiment un élément important de cette recherche. "

Où va l'eau?

L'eau gaspillée et la baisse des rendements agricoles ne sont pas les seules raisons d'empêcher les infiltrations. Heures supplémentaires, l'eau d'irrigation perdue dégrade la qualité de l'eau et du sol.

Au fur et à mesure que l'eau d'irrigation s'infiltre dans le sol, il mobilise des sels naturels et des oligo-éléments potentiellement toxiques qui sont ensuite transportés vers les rivières et ruisseaux, ainsi que tous les pesticides et engrais que l'eau d'irrigation peut avoir ramassés. Cette eau chimiquement altérée diminue la qualité de l'eau en aval.

L'infiltration dans les eaux souterraines augmente également la nappe phréatique, rendre l'eau souterraine accessible à l'évaporation et à la transpiration par les plantes. Comme cette eau est perdue du système, le sel qu'il contenait est laissé, augmenter la salinité des eaux souterraines et du sol restants.

Avec la répétition annuelle de ce processus, il y a moins d'eau pour travailler et sa qualité est inférieure. Alors que la demande en eau douce augmente avec l'augmentation de la population, nous ne pouvons pas nous permettre d'épuiser l'eau dont nous disposons.

« Nous avons ce problème mondial massif qui crée des problèmes de quantité et de qualité dans la gestion de l'eau. Il a été démontré statistiquement que ces mastics fonctionnent sur de nombreux canaux, et ils sont économiquement à portée de main, " Gates a déclaré. "Maintenant, nous devons affiner notre compréhension afin que nous puissions proposer des directives pratiques qui seront utiles aux gestionnaires de l'eau et aux irrigants du monde entier."