On propose une méthode originale d'évaluation de la fonction de demande en eau d'irrigation qui s'effectue en deux temps. Premièrement, on a conçu un programme mathématique dynamique décrivant le comportement de l'agriculteur en matière de conduite de l'irrigation. Une procédure numérique couplant un modèle économique, un modèle de production agronomique et un algorithme d'optimisation globale permet de résoudre ce programme et d'optimiser les décisions d'irrigation. Ce modèle est utilisé pour créer une base de données. Deuxièmement, ces données sont utilisées pour estimer les fonctions de profit et de demande en eau agricole par une procédure d'estimation non-paramétrique. On applique cette méthodologie en simulant des données se référant à la région du sud-ouest de la France. Cette zone est caractérisée par des conflits d'usage fréquents en période estivale ou de sécheresse. On montre que la fonction de demande est fortement dépendante du climat retenu mais présente une forme générale commune : d'abord inélastique, la demande d'eau devient élastique à partir d'un prix de la ressource seuil variant de 0,27 à 1,57 F/m3 selon le scénario climatique.