Irrigation sous pression

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         Les réseaux collectifs destinés à l’irrigation sont généralement ramifiés.Les réseaux d’irrigation sont utilisés chaque année pendant un temps plus ou moins long dépendant du climat et des cultures pratiquées .Cette utilisation est intensive pendant la période de pointe.

        Le tracé économique est un problème complexe qui ne se résume pas à un problème de plus court chemin pour desservir différents points à partir d’une station de pompage. En effet, cela pourrait être vrai si toutes les canalisations avaient le même diamètre. Mais il n’en est rien, puisque d’une manière générale, les réseaux comportent une ossature principale autour de laquelle se distribuent des canalisations de plus petit diamètre. En toute rigueur, le tracé du réseau   devrait consister en plusieurs allers et retours entre le calcul économique des diamètres et le calcul des chemins les plus courts. C’est ce que proposent Labye et al. (1988) L’obtention d’une bonne solution in fine, prenant en compte les nombreuses contraintes de tracés, comme le suivi d’une route, la traversée d’un ruisseau, nécessitera de la part du projeteur compétence et savoir faire. De plus, les réflexions sur le tracé sont menées pour un nombre fixe de points à desservir.

        Un réseau collectif de distribution par conduit  sous pression, dessert les différentes parcelles à irriguer par l’intermédiaire des bornes d’arrosage .Chaque ilot irrigant dispose d’un l’eau individuelle de matérielle mobile .Plan des plantations des bornes c’est incompreme entre l’entré des l’utilisateur qui cherche  avoir chaqu’un une borne et la limitation du nombre borne de manière à limite les coûts.

       Le principe d’implantation des bornes sont les suivant :

S’il s’agit de deux ilots les bornes sont implantées  entre ces deux derniers.

S’il s’agit d’un grand ilot la borne est implantée au milieu.

S’il s’agit d’un vaste ilot on peut implantées deux bornes.

Rayon d’action (généralement R=200÷300).

Selon (JEAN, R.T, 1998) les Avantages et les Inconvénients sont :

1.1- Avantages :

            -Besoin en main d’œuvre généralement faible (mais très variable selon  l’automatisation) ;

-Absence de nivellement préalable ;

-Bonne adaptation à tous les types de sols ;

-Possibilité contrôle précis des doses appliquées, ce qui permet une bonne efficience des arrosages (à condition que la technique soit bien maîtrise par les irrigants) ;

-Excellence efficience des réseaux de canalisations, qui avec bonne efficience d’arrosage a la parcelle, réduit les consommations en eau par rapport a l’irrigation de surface ;

-Facilite de mesure  consommations en eau ;

-Possibilité de mélanger facilement les engrais et pesticide à l’eau d’irrigation ;

-Suppression des infrastructures aériennes venant cloisonner et figer le parcellaire ;

-Suppression de surfaces perdues des canaux et rigoles ;

-Le matériel gène rarement les façons culturels et est constituent des structures

Souples, adaptables à tous les cas particuliers.

1.2- Inconvénients :

-Coûts d’investissement élevé ;

-Exige un certain niveau de compétence de la part de l’irrigant ;

-Exige un environnement technique permettant de garantir la maintenance des équipements.

2- Les procédés d’irrigation sous pression:

 Les procédés d’irrigation sous pression peuvent être rangées en deux (02) classes, soit :

A- L’irrigation par aspersion.

B -L’irrigation localisée ou micro irrigation.

2.1- l’irrigation par aspersion :

            L’irrigation par aspersion est une technique d’arrosage, dont le principe est l’alimentation en eau des cultures en simulant la pluie. Ce résultat est obtenu en forçant un flux d’eau sous pression à travers un orifice de dimensions bien déterminée appelé buse.

2.1.1-La source d’eau :

            L’eau peut être prise soit en profondeur (nappe phréatique, puits, forage, etc.…), soit en surface (lac, étang, retenue collinaire, réseau collectif etc.…)

2.1.2–La conduite de distribution (principale):

            On la retrouve au niveau des parcelles, dite aussi conduite : d’amenée, principale ou primaire, généralement enterrée, peut être constituée en : acier, amiante ciment, matière plastique, (PVC, Polyéthylène).

2.1.3–Les conduites d’approches (portes rampes) :

            Elle est branchée sur la conduite principale et placée sur le sol, souvent selon un axe de symétrie de l’installation. Elle est constituée de tube en alliage léger à raccord rapide. Nous retrouvons sur cette conduite selon un écartement normalisé (6, 12, 18, 24 mètres).

2.1.4 -Les rampes :

            Sont branchées sur la porte rampe, généralement constituée de tubes de longueurs normalisées à écartement de 6, 12, 18, 24 mètres. La rampe porte les asperseurs rotatifs, la liaison étant assurée par un raccord.

2.1.5 -Les asperseurs:

            Les asperseurs sont maintenus à une certaine hauteur au dessus du sol par une rallonge     compatible avec la culture à arrosée.

Figure N°1.1 : description du réseau d’aspersion
Figure N°1.1 : description du réseau d’aspersion

 

 

2.1.6-Conditions d’arrosage par aspersion :

            Les conditions d’arrosage par aspersion peuvent être diverses :

                        *le type du sol (perméabilité, topographie, etc.…),

                        *les dimensions de la parcelle,

                        *la fréquence des vents,

                        *les besoins en eau,

                        *le type de culture (en ligne, arbustive, couvrante, herbacé, etc…),

                        *la disponibilité de la main d’œuvre,

                        *la qualité d’eau.

                        *le coût d’investissement,

            Pour répondre à ces limites, on dispose de différents types de matériel que l’on classe généralement d’après sa pression de fonctionnement :

                        *Asperseur de très basse pression : (10 à 100 KPa ou 0,1 à 1 bars)

                        *Asperseur de basse pression : (100 à 200 KPa ou 1 à 2 bars)

                        *Asperseur de moyenne pression : (20 à 40 KPa a ou 2 à 4 bars)

                        *Canon d’arrosage à haute pression : (au dessus de 400 KPa ou >4 bars).

2.1.7-avantages et inconvénients de l’irrigation par aspersion

2.1.7.1 -Avantages de l’irrigation par aspersion:

            *L’aspersion ne nécessite en aucune manière le nivellement préalable des sols.

            *Elle libère l’exploitation des structures superficielles de canaux et rigoles.

            *Par le contrôle systématique de l’intensité de la pluie, elle permet d’arroser avec la même efficacité les sols les plus sableux.

            *Elle permet le contrôle précis de la dose à appliquer tant en quantité qu’en qualité.

            *Elle évite les pertes par percolation et colature et augmente considérablement le rendement de l’irrigation, diminuant par voie de conséquence, les besoins en eau d’irrigation à l’unité de surface.

            *Elle permet dans certaines conditions, la protection antigel.

            *Elle peut se combiner avec des opérations de fertilisation.

            *Elle entraîne des économies très importantes de main d’œuvre, comparée à l’irrigation traditionnelle.

            *Elle engendre des modules d’irrigation très inférieurs à ceux générés par l’irrigation traditionnelle et ouvre la voie aux réseaux collectifs de distribution sous pression à la demande.

            *Elle est constituée de structure souple, mobile, adaptable à tous les cas particuliers.

2.1.7.2 -Inconvénients de l’irrigation par aspersion:

Elle entraîne au niveau de l’exploitation, des dépenses extérieures d’investissement et d’exploitation très supérieures à l’irrigation traditionnelle.

       *Elle s’avère mal adaptée aux régions à vents dominants.

       *Elle ne peut pas être utilisée avec des eaux salées.

       *Elle oblige la multiplicité des traitements en raison du lavage des appareils foliaires,

       *Dans certaines conditions, elle peut favoriser le développement de certaines maladies,

       *Elle peut être mal adaptée à certains sols de type battants à structure superficielle fragile.

       *Elle peut présenter des aspects rebutants de point de vue de déplacement du matériel dans des zones à cultures hautes.

        *Assure une forte oxygénation de l’eau.

        *Mauvaise adaptation aux eaux salées.

2.2- l’irrigation localisée :

            L’irrigation localisée est un système permettant de fournir l’eau à une partie du sol, c’est la zone racinaire. La plus grande partie de sol superficiel restant ainsi sec.

            L’eau est distribuée ponctuellement au niveau de la plante au moyen de goutteurs. Un débit convenable de 2 à 10 (l/h) est fourni pendant une certaine période, sous une faible pression de 1 à 2 bars. L’humidité élevée du sol, peut être maintenue en permanence. La tension eau/sol, de la zone racinaire se trouve à peu près à la capacité au champ pendant tout le temps de végétation.

              Une installation d’irrigation localisée comprend les éléments suivants :

2.2.1.-Tête de distribution :

C’est l’ensemble du dispositif de branchement sur le réseau général, avec réglage et contrôle de pression et du débit. Elle peut alimenter une ou plusieurs parcelles, est constituée de :

2.2.2-Manomètres :

            Deux  manomètres sont placés au début et à la fin de la tête, pour contrôler les variations de pression, provoquées par les différents appareils.

2.2.3-Vannes :

            Les vannes des tuyaux secondaires peuvent être commandées automatiquement, en fonction des besoins.

2.2.4-Complexe d’injection de l’engrais :

            Un mélangeur d’engrais est branché sur la tête de distribution, permettant l’injection des engrais solubles dans le réseau d’irrigation. La quantité d’eau livrée au mélangeur est égale à environs 5 à 20% du débit total. L’injection des engrais dans le réseau consiste à profiter de l’énergie cinétique de l’eau du tuyau principal. Dans ce cas, c’est la vitesse qui réglera la livraison de la solution fertilisante.

2.2.5-Filtre :

            Le filtre est un accessoire indispensable pour éviter l’obstruction des goutteurs, la section de passage de l’eau étant très petite. On distingue plusieurs sortes de filtres, dont l’efficacité dépend de la nature d’eau : filtre à maille, filtre à gravier ou à sable et filtre à tourbillon (vortex ou cyclone).

2.2.6-Canalisation principale (d’amenée) :

            La canalisation d’amenée transporte l’eau entre la station en tête et les différents postes d’arrosage, de gros diamètre, en (PE) ou en (PVC) ; elle est généralement enterrée.

2.2.7-Canalisation secondaire (porte rampe) :

            Les tuyaux secondaires et tertiaires sont fixes ; on enterre généralement les tuyaux pour ne pas nuire au travail des engins motorisés et pour éviter tous dommages. Ces tuyaux sont en PVC ou en polyéthylène. Le diamètre dépend du débit et des pertes de charge totales, et varie entre 25 et 90 mm pour le polyéthylène souple et quand il s’agit de tuyaux plus importants le diamètre sera en PVC rigide, de 12 à 300mm. (F.A.O 1973).

2.2.8-Rampe d’alimentation :

            Dans la plupart des cas, en irrigation localisée le système (rampe/porte rampes) est permanent, et la couverture de la parcelle est intégrale.

            Les rampes sont enterrées de 5 à 10cm de profondeur ou le plus souvent posées sur le sol. Elles sont généralement en polyéthylène souple, placées parallèlement entre les rangs de cultures.

  Figure N°1.2: description du réseau d’irrigation localisé.
Figure N°1.2: description du réseau d’irrigation localisé.

2.2.9-conditions d’arrosage par le système localises :

       Les conditions d’arrosage dans les systèmes localisés, sont :

                   *le type du sol (perméabilité, topographie, etc.…).

                   * les dimensions de la parcelle.

                   * les besoins en eau.

                   *le type de culture (en ligne, arbustive, couvrante, herbacé, etc.…).

                   *le coût d’investissement.

       Pour répondre à ces limites, on dispose de différents types de matériels que l’on classe généralement d’après : son mode de fonctionnement, sa technique de fixation et sa manière de desserte :

2.2.10-avantages et inconvénients de l’irrigation localisée

2.2.10.1 -Avantages de l’irrigation localisée:

       *L’irrigation localisée permet une utilisation plus rationnelle de l’eau.

       *L’économie d’eau ; les pertes par évaporation ou par percolation sont limitées.

       *Le contrôle précis des quantités d’eau apportées.

       *Pression de fonctionnement faible ; la pression nominale de fonctionnement de la plupart de goutteurs est voisine de 10 mce

       *Facilité de travail ; les différents travaux culturaux et les passages de matériels restent possible à tout moment (désherbage, traitement, taille, récolte, etc.…).

       *Enherbement réduit ; la localisation de l’eau limite le développement des adventices.

       *Arrosage sous paillage plastique et bâche ; l’irrigation s’adapte très bien aux cultures avec paillage plastique ou sous bâche (fraise, tomate, etc..),

       *Possibilité de fertilisation et traitement en cours d’irrigation.

       *Accumulation des sels et localisation de ces derniers en périphérie de la zone humide.

       *Possibilité d’utilisation des eaux salées.

       *Meilleure utilisation des sols difficiles.

       *Réduction des frais d’exploitation et utilisation de plus faibles débits.

       *Possibilité d’automatisation.

       *Meilleur adaptation à l’irrigation de nuit.

2.2.10.2 -Inconvénients de l’irrigation localisée :

       *L’irrigation localisée ne peut être envisagée sans une filtration préalable de l’eau utilisée pour l’irrigation.

       *Sensibilité à l’obstruction ; les causes en sont : le sable, le limon, la matière organique, les algues, les précipitations d’engrais non dissouts, etc., une enquête récente a révélé que l’obstruction était due aux causes :

                   #biologiques dans  37% des cas,

                   #chimiques dans    22% des cas,

                   #physiques dans    31% des cas,

                   #incertitude dans   10% des cas.

       *Risque de salinisation ; particulièrement à la périphérie de la zone de sol humidifié, en causant parfois de sérieux dommages aux cultures à enracinement superficiel.

       *développement racinaire limité ; les racines se concentrent dans la zone humidifiée, les rendements s’en ressentent et les cultures peuvent, par vent violent, être déracinées.

       *l’influence du climat atmosphérique ; l’irrigation localisée n’assure pas la protection des cultures contre le gel, le froid gingembre

       *installation en fonction des conditions de terrain ‘‘topographie’’, et de la géométrie de la parcelle.

       *Coût d’investissement ; les coûts d’investissement pour une installation localisée sont élevés et la possibilité de rotation et d’amortissement de ce matériel sur plusieurs parcelles comme c’est le cas pour l’aspersion, sont limités

Conclusion :

Les systèmes d’irrigation sous pression engendrent une économie d’eau moyennée 30 à 60 % par rapport aux systèmes gravitaires. Les systèmes ‘irrigation localisée, quant à eux, peuvent engendrer une économie d’eau allant jusqu’à 50% par rapport aux systèmes par aspersion (limitation maximale de l’évaporation et delà percolation car l’eau est livrée à faible dose n’humidifie qu’une fraction du sol).

Les systèmes d’irrigation localisée occasionnent les plus-values suivantes :

Prévention du développement des mauvaises herbes et possibilité de fustigation. Ilse sont par contre pas adaptés si les cultures emblavées sont à enracinement profond ainsi que si les eaux sont trop chargées (sable, limon, matière organique, fer,…qui peuvent obstruer les tuyaux) ou trop salées (pas de lessivage).

L’irrigation par aspersion est recommandée dans les cas de sols à faible profondeur, de sols légers et perméables, en cas de relief trop accidenté ainsi qu’en cas d’utilisation d’eau salée.

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