1

Barrage

Oued

Canalisation primaire

Canalisations secondaires

Canal adducteur

Bassin de régulation

Aspersion

Irrigation localisée (grandes exploitations)

Canalisations tertiaires

Bornes d’irrigation

Réseau de Mesrefs

Parcellaire traditionnel

non remembré

Schéma du système sous pression

Distribution de l’eau d’irrigation

Trames d’irrigation :

Trame B Trame A

PROJET D'EQUIPEMENT A LA PARCELLE

Le projet d'un réseau d'irrigation comprend :

La définition des dispositifs de distribution de l'eau à la parcelle afin de permettre l'implantation des postes d'arrosage.

Le calcul des débits dans les rampes, porte rampes et autres canalisations.

Le calcul des diamètres des canalisations du réseau de distribution et du réseau de transport.

Le calcul de la station de pompage.

ELÉMENTS DE BASE POUR LE CALCUL D’UNE INSTALLATION D’IRRIGATION

• Eléments donnés non modifiables:• Besoins en eau des cultures (ETM)• Capacité utile de rétention du sol (RU) qui fixera la dose• Vitesse d’infiltration du sol (k) qui déterminera la pluviométrie

d’arrosage

• Eléments laissant une certaine marge de choix :• Surface à irriguer (S)• Nombre de jours d ’arrosage par mois (Nj )• Nombre d ’heures d ’arrosage par jour ( )• Implantation des arroseurs (Er*El)• Nombre de postes à réaliser par jour (Np/j)

• Disponibilité à respecter :

• Conditions techniques d ’alimentation en eau d ’irrigation, qui

fixeront souvent une valeur maximum pour :

- la pression disponible à la prise d ’irrigation (cas d ’une

borne d ’arrosage)

- le débit disponible à la source d ’eau (prise d ’irrigation

ou puits)

• Main d œuvre

ELEMENTS FONDAMENTAUX A DEFINIR

Besoins en eau d ’irrigation (Bbp) des plantes pour le mois plus déficitaire (plantes et cliat & système d ’irrigation)

Dose pratique d'arrosage: (Dp)

Périodicité ou tour d'eau: (Tj)

I- Détermination des composantes de l ’installation et Organisation des irrigations:

Pluviométrie d ’arrosage ()

Unité parcellaire théorique (U) et réelle (Up) selon les écartements d’implantation (Er*El) adoptés qui définissent alors les caractéristiques de l’arroseur.

Durée d’un poste d ’arrosage (t)

Nombre d ’asperseurs par poste Na/p

Débit du poste d ’arrosage (Q)

Nombre de postes pour un arrosage complet (Np)

PekETBn c 0

fbajmmET )/(0

13,8)(46,0(%) ctpf m

A et b coefficients dépendants de :

l ’insolation relative (n/N),

de la vitesse diurne du vent (v)

l ’humidité relative minimale (Hrm)

Ef

BnBb

Détermination de ET0 par la formule de Blaney criddle

• Besoins bruts (Bb)

• Besoins nets (Bn)

ii

nii

i

a S

BSB

• Besoins assolés (Ba)

Latit. Janv Fév Mars Avr Mai Juin Juill Août Sept Oct Nov Déc60° 0,15 0,2 0,26 0,32 0,38 0,41 0,4 0,34 0,28 0,22 0,17 0,1355 0,17 0,21 0,26 0,32 0,36 0,39 0,38 0,33 0,28 0,23 0,18 0,1650 0,19 0,23 0,27 0,31 0,34 0,36 0,35 0,32 0,28 0,24 0,2 0,1845 0,2 0,23 0,27 0,3 0,34 0,35 0,34 0,32 0,28 0,24 0,21 0,240 0,22 0,24 0,27 0,3 0,32 0,34 0,33 0,31 0,28 0,25 0,22 0,2135 0,23 0,25 0,27 0,29 0,31 0,32 0,32 0,3 0,28 0,25 0,23 0,2230 0,24 0,25 0,27 0,29 0,31 0,32 0,31 0,3 0,28 0,26 0,24 0,2325 0,24 0,26 0,27 0,29 0,3 0,31 0,31 0,29 0,28 0,26 0,25 0,2420 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,3 0,3 0,29 0,28 0,26 0,25 0,2515 0,26 0,26 0,27 0,28 0,29 0,29 0,29 0,28 0,28 0,27 0,26 0,2510 0,26 0,27 0,27 0,28 0,29 0,29 0,29 0,28 0,28 0,27 0,26 0,265 0,27 0,27 0,27 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,27 0,27 0,270 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,28 0,27 0,27 0,27

Pourcentage journalier moyen (p) du nombre annuel d'heures diurnes pour différentes latitudes

(HEMISPHERE NORD)

Heures maxima, moyenne journalière de forte insolation N (h/j)(HEMISPHERE NORD)

Latit. Janv Fév Mars Avr Mai Juin Juill Août Sept Oct Nov Déc60° 0,15 0,2 0,26 0,32 0,38 0,41 0,4 0,34 0,28 0,22 0,17 0,1355 0,17 0,21 0,26 0,32 0,36 0,39 0,38 0,33 0,28 0,23 0,18 0,1650 0,19 0,23 0,27 0,31 0,34 0,36 0,35 0,32 0,28 0,24 0,2 0,1845 0,2 0,23 0,27 0,3 0,34 0,35 0,34 0,32 0,28 0,24 0,21 0,240 0,22 0,24 0,27 0,3 0,32 0,34 0,33 0,31 0,28 0,25 0,22 0,2135 0,23 0,25 0,27 0,29 0,31 0,32 0,32 0,3 0,28 0,25 0,23 0,2230 0,24 0,25 0,27 0,29 0,31 0,32 0,31 0,3 0,28 0,26 0,24 0,2325 0,24 0,26 0,27 0,29 0,3 0,31 0,31 0,29 0,28 0,26 0,25 0,2420 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,3 0,3 0,29 0,28 0,26 0,25 0,2515 0,26 0,26 0,27 0,28 0,29 0,29 0,29 0,28 0,28 0,27 0,26 0,2510 0,26 0,27 0,27 0,28 0,29 0,29 0,29 0,28 0,28 0,27 0,26 0,265 0,27 0,27 0,27 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,27 0,27 0,270 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,28 0,27 0,27 0,27

ZeHpfHccpZeRUDp vv )(

Dp : ,Dose pratique maximale d'arrosage (mm)

RU : Réserve utile en mm par m de profondeur

Hvcc et Hvpf : humidités volumétriques du sol à la capacité au champ

et au point de flétrissement exprimées mm/m (voir tableau 3)

e : degré d'extraction de l'eau du sol souvent pris égal à 2/3

Z : profondeur d'enracinement en m Valeurs approximatives :

tomates (1-1,2 m); cultures maraîchères (0,3-0,6 m);

agrumes (1-1,2 m); arbres fruitiers (1-2 m); vigne (1-3m)

•Dose d'arrosage (Dn)

A rétention flétrissement(Hcc) (Hpf) (mm/m)

Argileux Fine 0,5 43,75 21 ,25 225Argileux-limoneux Fine 2,5 40,3 19,5 208Limoneux Moyenne 13 30,8 14 168Sablo-limoneux Moyenne 25 21 9 120Sableux rossière 50 14,85 6,63 82

Réserve utilePerméabilité k (mm/h)Sol TextureHumidité volumique (%)

Caractéristiques hydrodynamiques de quelques sols

bpj B

DpT

Ld SS

q

• Périodicité d'arrosage (Tj)

•Pluviométrie d'arrosage (d)

•Nombre de postes d'arrosage (Np) jjp TjNpTt

N /

Nombre Nombre de Nombre de Nombre Surface Débit du Pluviom. Durée d’un Ecartement d'arroseurs positions rampes d'arroseur réelle poste

par rampe de rampes par poste par poste de posteposte ou secteur d'arrosage

Er*El Na/r= l/Er Npos.r= L/El Nr/p= pos.r/Np Na/p=Na/r*Nr/p U=Er*El*Na/p Q=Na/p*qa Pl=Q/U t=D/Pl

CARACTERISTIQUES D'N ASPERSEUR CIRCULAIRE (PERROT ZK 301; buse; jet de 30°; raccord fileté 1")

Diam, buse Pression Portée Débit Ecartement Surface arrosée Pluviométrie(mm) (bar) (m) (m3/h) (m) (m2) (mm/h)

3 20 4,21 24*24 576 7,33,5 205 4,55 24*24 576 7,9

8 4 21 5,02 24*24 576 8,684,5 22 5,16 24*24 576 9

3 21 5,33 24*24 576 9,23,5 21,5 5,76 24*24 576 10

9 4 22 6,16 24*24 576 10,74,5 23 6,53 24*24 576 11,3

3 21,5 6,58 24*24 576 11,43,5 22 7,11 24*24 576 12,3

10 4 23 7,6 30*30 576 8,44,5 24 8,06 30*30 576 9

3 22 7,96 24*24 576 13,83,5 23 8,6 30*30 900 9,6

11 4 24 9,2 30*30 900 10,24,5 25 9,76 30*30 900 10,9

Buse Pression Portée Débit Espacement Surface irriguée Pluviométrie(mm) (bar) (m) (m3/h) (m) (m2) (mm/h)

2,5 15,6 1,14 18*18 324 3,523 16,1 1,23 18*18 324 3,8

4,2 3,5 16,6 1,32 18*24 432 3,054 16,7 1,39 18*24 432 3,21

2,5 14,8 1,2 18*18 324 3,713 15,7 1,32 18*18 324 4,07

4,5 3,5 16,4 1,42 18*18 324 4,384 17 1,52 18*24 432 3,52

2,5 15 1,48 18*18 324 4,573 16 1,63 18*18 324 5,04

5 3,5 16,7 1,76 18*24 432 4,084 17,3 1,88 18*24 432 4,35

2,5 15,6 1,82 18*18 324 5,623 16,6 1,99 18*24 432 4,61

6 3,5 17,3 2,14 18*24 432 4,954 17,8 2,29 18*24 432 5,31

Caractéristiques de l'asperseur circulaire PERROT LKA 30/2

Buse Pression Portée Débit Espacement Surface irriguée Pluviométrie(mm) (bar) (m) (m3/h) (m) (m2) (mm/h)

2,5 12,5 1,04 16*16 256 43 13,5 1,14 17*17 289 3,94

4,2 3,5 14,5 1,23 18*18 324 3,24 15 1,32 20*20 400 3,3

2,5 135 1,2 17*17 289 4,153 14 1,32 18*18 324 4,07

4,5 3,5 14,5 1,42 19*19 361 3,934 15,5 1,52 20*20 400 3,8

2,5 14 1,38 18*18 324 4,263 14,5 1,51 18*18 324 4,66

4,8 3,5 15 1,63 20*20 400 4,074 15,5 1,75 20*20 400 4,37

2,5 14,3 1,48 18*18 324 4,573 14,8 1,63 19*19 361 4,52

5 3,5 15,5 1,76 20*20 400 4,44 15,8 1,88 20*20 400 4,7

2,5 14,5 1,82 18*18 324 5 ,625,5 3 15 1,99 20*20 400 5

3,5 15,3 2,14 20*20 400 5,354 16 2,29 21*21 361 6,34

Caractéristiques de l'asperseur type PERROT LVZF

Buse Pression Portée Débit Espacement Surface irriguée Pluviométrie(mm) (bar) (m) (m3/h) (m) (m2) (mm/h)

2,5 13 1,2 16*16 256 4,683 13,2 1,32 16*16 256 5,16

4,5 3,5 13,4 1,42 17*17 289 4,914 13,6 1,52 17*17 289 5,26

2,5 13,2 1,38 17*17 289 4,783 13,5 1,51 17*17 289 5,22

4,8 3,5 13,7 1,63 18*18 324 5,024 14 1,75 18*18 324 5,4

2,5 13,5 1,48 17*17 289 5,123 13,8 1,63 18*18 324 5,03

5 3,5 14 1,76 18*18 324 5,434 14,2 1,88 19*19 361 5,21

2,5 13,7 1,82 18*18 324 5,623 14 1,99 18*18 324 6,14

5,5 3,5 14,5 2,14 19*19 361 5,944 15 2,29 20*20 400 5,73

2,5 14,5 2,16 19*19 361 5,983 15 2,37 20*20 400 5,94

6 3,5 15,5 2,56 20*20 400 6,44 16 2,75 21*21 441 6,2

Caractéristiques de l'asperseur type PERROT LVZE

• Sur les parcelles accidentées, il est souhaitable que les rangées des cultures et les rampes suivent les courbes de niveau, les portes rampes suivant les lignes de plus grande pente.

• En terrain plat, le point de raccordement de porte rampes sur la conduite qui l ’alimente doit être au milieu de celui-ci, pour que débit soit réparti également de part et d ’autre.

• Il est souvent avantageux de faire plusieurs sous postes avec de partager le débit total sur plusieurs unités plus petites en fonctionnement simultané, en permettant donc de réduire les diamètres des conduites, les portes rampes et les rampes seront également plus petits , ce qui diminuerait aussi les différences d ’altitude à l’intérieur de chacun de ces sous postes

Disposition des postes d ’arrosage Choix selon plusieurs critères :

# Topographie: placer les postes d ’arrosage selon les types de pentes.

# Configuration des parcelles: isoler les parcelles à forme irrégulières

# Type de culture, orientation et mode de culture

2

4 3

1

Q

Q

Poste Poste

Poste Poste

Porte rampes

rampe

2

4

3

1

Q

Q

Poste

Poste

Poste

Poste Porte rampes

rampe

Q/2Q/2

Q/4

Q/4

Q/4

Q/4

Installation à débit fractionnéInstallation à débit non fractionné

Exemple de fractionnement du débit dans une installation d ’irrigation

KrKcETETMBn 0 TC (%) Kr selon1020 0,2430 0,3540 0,4750 0,5960 0,770 0,8280 0,9490 1100 1

Valeurs de Kr selon " Keller et Karmeli "

Kr: Coefficient de rationnement

TC Taux de couverture de sol (%)

pZeHpfHccpZeRUDp vv )(

* Arbres fruitiers à grand écartement (p= 25 à 35 %). Les valeurs maximales sont retenues en cas de climat aride et de sols légers* Cultures à écartement moyen : 2,5 * 2,5 m (p= 40 à 60 %)

* Cultures maraîchères : on prend p entre 70 et 90 % en fonction du climat et de type de sol.

e : degré d'extraction de l'eau du sol souvent pris égal à 33 %

p : pourcentage du sol effectivement humidifié

Particularités de l’irrigation localisée

Estimation : TC/0,85

S1

S2SdSa

Sr

rS

SPSPP 2211

Sr : écartement entre les rangs

S1 : petit écartement (entre les deux rampes d’un rang)qui doit être pris égal

à la valeur SL du tableau qui correspond à P= 100 %

S2 : grand écartement (S2 = Sr - S1)

P1 : est tiré du tableau 2 avec Sl = SL

P2 : est tiré du tableau 2 pour S2= SL

Deux rampes par rang

SLSdSaSr

Arbre

Distributeur

Une seule rampe par rang

Guide d'estimation de P (J.KELLER & D.KARMELLI)

(P=pourcentage de sol humidifié pour divers débits de distributeurs et divers espacements entre rampes et entre distributeurs -dans le cas d'une seule rampe, rectiligne, équipée de distributeurs

uniformément espacés)

Ecartement entre

rampesSL G M F G M F G M F G M F G M F

en m 0,2 0,5 0,9 0,3 0,7 1 0,6 1 1,3 1 1,3 1,7 1,3 1,6 2

0,8 38 88 100 50 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 1001 33 70 100 40 80 100 80 100 100 100 100 100 100 100 100

1,2 25 58 92 33 67 100 67 100 100 100 100 100 100 100 1001,5 20 47 73 26 53 80 53 80 100 80 100 100 100 100 1002 15 35 55 20 40 60 40 60 80 60 80 100 80 100 100

2,5 12 28 44 16 32 48 32 48 64 48 64 80 64 80 1003 10 23 37 13 26 40 26 40 53 40 53 67 53 67 80

3,5 9 20 31 11 23 34 23 34 46 34 46 57 46 57 684 8 18 28 10 20 30 20 30 40 30 40 50 40 50 60

4,5 7 16 24 9 18 26 18 26 36 26 36 44 36 44 535 6 14 22 8 16 24 16 24 32 24 32 40 32 40 486 5 12 18 7 14 20 14 20 27 20 27 34 27 34 40

Débit des distributeurs

Espacement recommandé des distributeurs sur la rampe, Sd

Pourcentage en sol humidifié P (%)

en m en sol de texture grossière (G), moyenne (M), fine (F)

< ou = de 1,5 l/h 2 l/h 4 l/h 8 l/h > ou = de 12 l/h

Les écartements entre lignes de rampes (SL) dépendent souvent des cultures :

• 4 à 5 m pour l'arboriculture

• Cultures maraîchères de plein champ en lignes jumelées 1,2 m

(tomates, pomme de terre, etc.)

• 2 m (pastèque, etc.)

• 0,6 à 1 m en cas de serre

• 2 à 3 m pour la vigne

L'écartement entre distributeurs sur la rampe (Sd) est fonction du type de

sol et de la nature de culture, de l'adaptation à la plantation et du débit des

distributeurs.

II- Détermination du diamètre des canalisations

• Loi des pertes de charges :

Perte de charge dans une canalisation ayant un service d'extrémité

LD

QkLjJ

nm

m

2

•Formule de scoby 9,49,1 ***716,0 Qkj s

Q : Débit d'écoulement en m3/h

Ø : Diamètre intérieur de la conduite enm m

Q : Débit d'écoulement en m3/s

Ø : Diamètre intérieur de la conduite en m

9,49,1 ***5,407 Qkj s

Coefficient ks de Scoby

Nature du tuyau KsAlliage Aluminium 0,4

Plastique 0,37Acier revêtu 0,42

871,4

852,19 1

10135,1

C

Qj

j : Perte de charge linéaire par unité de longueur en m/mQ : Débit d'écoulement en m3/h ;C : Coefficient de rugosité dépendant de la nature de la conduite

Ø : Diamètre intérieur de la conduite en mm ;L : Longueur de la conduite en m ;

871,4

852,11

67,10

C

Qj

Q : Débit d'écoulement en m3/s

Ø : Diamètre intérieur de la conduite en m

•Formule de Hazen Williams

Nature du tuyau CPVC 150PE 145

Acier revêtu 130-150Fonte revêtue 135-150

Aluminium 120Fonte encrassée 80-120

Coefficient C de HAZEN WILLIAMS

Valeurs du coefficient F de réduction de la perte de charge pour la formule de SCOBY

Nbre de sorties Disposit. n° 1 Disposit. n° 21 1 12 0,63 0,513 0,53 0,444 0,48 0,415 0,45 0,396 0,43 0,387 0,42 0,388 0,41 0,379 0,4 0,3710 0,4 0,37

11 à 13 0,39 0,3614 à 17 0,38 0,3618 à 20 0,37 0,3621 à 26 0,37 0,35

e e

Arroseur

ee

RampePorte-rampes

Q

e: écartement entre 2 arroseurs

Disposition n°1

e e

Arroseur

ee

RampePorte-rampes

Q

e: écartement entre 2 arroseurs

Disposition n°2

e/2

Nbre de sorties Disposit. n° 1 Disposit. n° 21 1 12 0,63 0,513 0,53 0,434 0,48 0,45 0,45 0,396 0,43 0,388 0,41 0,3710 0,4 0,3615 0,37 0,3620 0,37 0,3540 0,36 0,35

Valeurs du coefficient F de réduction de la perte de charge pour la formule de

Hazen Willaims

Perte de charge dans une canalisation avec service en route

FLjJ F : Coefficient de réduction de Christiansen dépendant du nombre de sorties dans le tuyau

• Régle de christiansen

qx

q

H

H

H, q, et x : respectivement la différence de pression entre les distributeurs favorisé et défavorisé, leur variation de débit, la pression nominale du distributeur choisi, son débit nominal et l'exposant du distributeur

Hetq

xHkq Equation caractéristique d’un arroseur

Règle de christiansen

DénivelléehpcH

La variation de débit au niveau de secteur arrosé simultanément par des arroseurs ne doit pas dépasser 10 % du débit nominal de l ’arroseur choisi. Donc la variation de charge admissible dans un secteur est déterminé par:

• Diamètres des rampes et portes rampes :

QD 92,0 Q (m3/s) D (m) V= 1,5 à 2 m/s

• Diamètres des canalisations secondaires et principales :

¨ Puissance hydraulique (Ph

¨ Puissance de la pompe (Pp):

¨ Puissance du moteur (Pm):

- Consommation des moteurs d'entraînement

Consommation du gasoil :

Cs = 200g/ch/hC= Pm* Cs /0,736 (g/h)1 litre gasoil= 870 gr. D'où C=(l/h)pour T* nous avons C*T*Frais du gasoil : Prix unitaire*C*T*

Consommation du courant :

C(kw/h) = Pm/1,36*1hFrais d'énergie : Ct * Prix dh/kw.h

367MTHQ

Ph

Q en (m3/h) et HMT en (m)

p

PhPa

hp : Rendement de la pompe

m

PaPgr

hm : Rendement du moteur

• Dimensionnement du groupe de pompage :

LjFJ pr 57,2

1F si 10 < Ns 50 ; 67,2

1F si 50 < Ns 100 : Blasius

¨ Porte rampe télescopique

),(),(),( 22211 LDJLDJLDJJ

Particularités de l’irrigation localisée

LQDLjJ 75,175,4478,0

LQDLjJ 75,175,4452,0

Cas de canalisations en polychlorure de vinyle (PVC)D : diamètre intérieur (mm)Q : débit de la rampe (l/h)

•Perte de charge dans une canalisation assurant un service en route

¨ Rampe de diamètre uniforme:

Formule de Blasius :

FLjJ LjJ 75,2

1ou

Cas de canalisations en polychlorure de vinyle (PVC)

PE PN4 PVC PN613*16 28*3214,5*17 36*4017*20 44,8*5022*25 56,8*63

67,8*7580,6*9098,8*110112,4*125125,4*140143,2*160

Diamètres les plus commercialisés de tuyaux plastiques