Irrigation localisé

Irrigation localisé
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I.1)  bref  historique :

Dérnière née des technique, l’irrigation ponctuelle  qui par sa forme la plus fine, est qualifiée de goutte à goutte, est une synthèse de méthode précédente en apportant  des correctifs aux inconvinient technique et humains tout en espérant des correctifs économiqe.

Les premières recherches dans la création du sysème d’irrigation goutte à goutte ont été réalisées au USA en 1918 à l’université du COLORADO. A cause du coût trop excessif et de l’absence de moyens techniques, les premières applications n’ont vu le jour qu’a  partir de 1950 en engleterre où l’irrigation au goutte  à goutte a été appliquée dans les serres.

C’est à partir des années 1960, que l’irrigation localisée a commencé à être reconnue comme nouvelle technique d’irrigation. Le développement des matières plastiques a permis de fabriquer industriellement, à faible coût, des distributeurs précis et fiables et des tuyaux de faible diamètre (Tiercelin, 2006).

Actuellement l’irrigation au goutte à goutte trouve une très large diffiusion dans beaucoups de pays du monde, plus particulièrement aux USA, Italie, Angleterre, Japon, Tunisie, Mexique, URSS et en Algerie.

La première introduction du système d’irrigation goutte à goutte en Algérie se fait en 1973 à la région de Lakhdharia  ensuite généralisée dans les déférentes régions.

I.2)  Définition de l’irrigation localisé :

Sur le plan international, differentes termes sont utilisés pour désigner cette technique d’irrigation :

  • Micro-irrigation : terme choisi par CIID (Téhéran 1976) en référence aux débit utilisés qui, contrairement aux deux autres techniques plus anciennes, aspersion et irrigation de surfce, sont très faibles.
  • Irrigation goutte à goutte : terme utilisé par certains auteurs en référence à l’utilisation d’un type particulier de distributeurs : le goutteur.
  • Irrigation localisé : terme choisi par l’Organisation mondiale pour l’alimentation et l’agriculture (FAO, OAA, 1976) en raison des apports d’eau effectués au voisinage immédiat des plantes.

L’irrigation localisée a été définie comme une  nouvelle méthode d’irrigation qui comprend tous les systèmes caractérisés par un réseau de distribution à la parcelle fixe et sous pression permettant les apports continus ou fréquent en des endroits déterminé par rapport au dispositif culturel de tel façon de l’infiltration ne se fasse que sur une fraction réduite de la surface du sol (MADR, 1994).

I.3)  Principe de fonctionnement :

L’irrigation au goutte à goutte représente une conception nouvelle de l’apport d’eau au sol. Celle-ci est appliquée localement, ponctuellement, dans le volume de sol occupé par les racines. Elle est dispensée en petites quantités mais à des intervalles de temps très rapprochés: de quelques heures à un jour. Il se forme de cette manière, sous l’impact des gouttes, un bulbe humide où l’humidité du sol se maintient proche de la capacité de rétention. On considère que la quantité d’eau versée dans ce bulbe doit être juste égale à celle consommée par l’arbre pour son développement et sa production comme l’indique la figure 2.

 

Figure 2 : Schéma de principe de la micro-irrigation : apporter l’eau directement aux racines                            (Mathieu et al, 2007).
Figure 2 : Schéma de principe de la micro-irrigation : apporter l’eau directement aux racines       
                   (Mathieu et al, 2007).

 

I.4)  Caractéristiques de l’irrigation localisé :

Les grands principes de l’irrigation localisée sont les suivants :

  • Elle n’arrose qu’une fraction du sol ;
  • Nécessité de faibles débits et de faibles pressions ;
  • Met en œuvre des équipements fixes et légers ;
  • Ne mouille pas feuillage ;
  • Convient bien à l’irrigation fertilisantes ;
  • Est indépendante des autres interventions sur la culture ;
  • Impose dans la plupart des cas l’automatisation ; car nécessite des apports fréquents et fractionnés.

 

I.5)  Les composantes d’une installation d’irrigation localisé :

Une installation ou réseau localisée comprend de l’amont vers l’aval les éléments suivants :

  • L’unité de pompage ;
  • La station de tête ;
  • Des canalisations de transport (canalisations principales et secondaires) en tête des postes d’arrosage ;
  • Une ou des canalisation d’alimentation des rampes (le ou les porte rampes)
  • Des canalisations d’alimentation des distributeurs ( les rampes)
  • Les ditributeurs installés le long des ranées de cultures.
Figure  : Système d’irrigation en goutte à goutte (FAO, 1983).
Figure  : Système d’irrigation en goutte à goutte (FAO, 1983).

I.5.1 La station de tête :

L’élément principale de l’installation est la station de tête qui comprend les differents appareils nécessaire pour garantir le bon fonctionnement et la sécurité du réseau ainsi que la protection de l’environnement. Les differentes fonctions assurées concernent le conditionnement hydraulique de l’eau, la filtration, la chimigation, la programmation et le comptage (figure )

 Figure  : Schéma type de la station de tête (Tiercelin, 2006).  1 Arrivée d'eau  2 Compteur  3 Clapet anti-retour  4 Vanne principale  5 Soupape de décharge  6 Régulateur de pression  7 Filtre à tamis  8 Vanne de purge  9 Filtre à sable  10 Injection d'engrais  11 Filtre à tamis
Figure  : Schéma type de la station de tête (Tiercelin, 2006).
1 Arrivée d’eau
2 Compteur
3 Clapet anti-retour
4 Vanne principale
5 Soupape de décharge
6 Régulateur de pression
7 Filtre à tamis
8 Vanne de purge
9 Filtre à sable
10 Injection d’engrais
11 Filtre à tamis

                     

I.5.1.1   Le compteur d’eau :

Le compteur d’eau placé sur la borne d’un réseau collectif ou sur la canalisation de refoulement d’une station de pompage permet :

– de s’assurer du bon fonctionnnement du réseau par un contrôle ponctuel du débit (rupture de canalisation, colmatage des distributeurs) ;

– de connaitre la qualité d’eau apportée sur une parcelle lors d’un arrosage ;

– de dresser le bilan des apports pour l’ensemble de la compagne.

I.5.1.2    Le clapet anti-retour :

Le rôle du clapet anti-retour est de créer une disjonction entre le réseau d’irrigation et la ressource en eau pour éviter tout risque de pollution par retour de l’eau du réseau d’irrigation et de la solution fertilisante dans la source, le puits ou le réseau collectif en cas d’arrét de la station de pompage ou de dépression dans le réseau collectif.

Il est en générale constitué par un boîtier à l’intérieur duquel se déplace un clapet qui ne permet le passage de l’eau que dans un seul sens.ce dispositif est monté en ligne sur la canalisation principale.

I.5.1.3 Le régulateur de pression aval :

le rôle du régulateur de pression aval est de maintenir constante la valeur de la pression aval lorsque la pression amont est trop élevée et varaible. Ce type d’appareil fonctionnne correctement dans des plages de pression (amont et aval) et de débit définies par le constructeur. Il est réglable manuellement ou préréglé en usine.

Il se place :

  • En amont de la station de tête et protège les installations contre les risques de surpression ;
  • En tête des différents postes pour obtenir la valeur de la pression prévue lors de la conception de projet.

I.5.1.4 La soupape de décharge :

La soupape de décharge a pour rôle de protéger les installations contre les risques de surpression.

I.5.1.5 La ventouse :

Le rôle de la ventouse est :

  • D’évacuer l’air lors du remplissage du réseau ;
  • De permettre l’entrée d’air dans le réseau pour éviter les dégâts dus aux effets d’une dépression.

Elle est placée aux points hauts des installations dans les zones où l’air a tendance à s’accumuler.

I.6)   Indicateurs de performance de l’irrigation localisée :

I.6.1)  L’uniformité de distribution UD

L’uniformité de distribution sera calculée par la formule suivante :

 

 1 

Selon les valeurs prises par coefficient, 3 cas sont à envisager :

  • La valeur du coefficient d’uniformité est supérieure à 90% , l’installation fonctionne correctement ;
  • La valeur de coefficient est comprise entre 80% et 90% :

Si le réseau est neuf, il faut vérifier les calculs et apporter les modifications nécessaires ;

Si le réseau est installé depuis un certain temps, il faut rapidement procéder à un nettoyage ;

 

  • La valeur du coefficient est inférieure à 80% :

Si le réseau est installé depuis un certain temps, il faut traiter éventuellement ;

Si le réseau est neuf, il faut refuser l’installation.  (Robert Tiercelin, 2006)

Théoriquement, il faudrait que la distribution de l’eau réalisée par le réseau soit absolument uniforme ; chaque distributeur délivrant exactement la même quantité d’eau déterminée à l’avance ;

L’un des moyens qui permettent d’obtenir une meilleure uniformité est l’utilisation de distributeurs du divers calibres dans l’ensemble du réseau.

Dans certaines réalisations concrètes, les débits réels des distributeurs sont très variables, ce qui dépend :

  • Des caractéristiques du distributeur choisis ;
  • Des normes de fabrication de distributeur ;
  • Des pertes de charge dans le réseau ;
  • Des variations topographiques du terrain ;
  • Du nombre de distributeurs du réseau totalement obstrué ;
  • De la variation de la température de l’eau dans l’ensemble du réseau . (Messaitfa,2007)

I.6.2)  Coefficient de variation technologique (Cv)

La qualité de fabrication d’un goutteur est caractérisée par la détermination du coefficient technologique Cv :

Ce coefficient calculé au Cemagref sur la mesure de débit de 20 exemplaires neufs fonctionnant à la pression normale (1 bars généralement) ou a mi-plage de fonctionnement pour les distributeurs autorégulant, est égale à :

                                 2  

Où :

Représente l’écart type du débit ;

Q moy : Le débit moyen des 20 exemplaires du distributeur.

Il est permet de quantifier la variabilité des débits d’un lot de goutteurs à une pression donnée et caractérise la qualité de fabrication. C’est un élément important à connaitre car avec un dimensionnement correct de l’installation (choix des diamètres), il conditionne l’homogénéité de la répartition de l’eau sur la parcelle.

Il est différent pour les distributeurs non autorégulant et autorégulant pour lesquels une phase de conditionnement des goutteurs est nécessaire.

Pour l’interprétation des résultats, le CEMAGREF a adopté une échelle établie par le conseil supérieur de la mécanisation et de la motorisation agricole (CSMMA) où l’homogénéité de fabrication  est appréciée à partir de la valeur de coefficient de variation CV selon quatre classes (tableau ).

Tableau : Appréciation du coefficient de variation technologique.

     Valeur du CV 0 5 10 15
Appréciation par classe Très bonne Bonne Médiocre Mauvaise

                                                                                 Source : Rebours H. et al, 1971

 

 

I.6.3)  L’efficience d’application :

3

Où  Ea (%) = le rapport du volume réellement disponible pour la plante en m3 au volume d’eau appliqué à la parcelle (ou volume net) en m3 pour une irrigation ou sur un cycle agricole

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