Dimensionnement

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Réalisé par : Encadré par :

Etude du projet d’irrigation localisée goutte à goutte

Année universitaire : 2008/2009

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I-INTRODUCTION

II-Composantes d’un réseau d’irrigation goutte à goutte

III-Etapes suivies dans le dimensionnement d’un projet d’irrigation

IV-Données du projet

V-Dimensionnement du réseau 1)-Dimensionnement des rampes et portes rampes

2)-Dimensionnement des canalisations primaires et secondaires

3)-Dimensionnement de la pompe

4)-Dimensionnement des postes d’arrosages et ou des secteurs d’irrigation

VI-Simulation par l’utilisation du logiciel EPANET

VII-Calcul économique du projet

VIII -Conclusion

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Au terme de ce travail nous tenons à

remercier tout particulièrement :

Notre Professeur Monsieur

ABDELLAOUI Rachid pour

l’encadrement, l’attention et la

documentation qu’il nous a fournis.

Notre gratitude va aussi à toutes les personnes qui ont contribué à la réalisation de ce modeste travail.

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I- INTRODUCTION :

Au Maroc, le système d’irrigation qui a été le plus utilisé est l’irrigation gravitaire. Ce système entraine beaucoup de pertes d’eau surtout dans les sols sableux. Durant les dernières décennies le climat du Maroc a été caractérisé par des années de sècheresse, les faibles précipitations enregistrés durant cette période ont entrainé une réduction d’eau dans es barrages (retenue).Ainsi l’eau d’irrigation devient de plus en plus rare et son pompage devient plus cher.

Pour mieux produire dans des sols surtout les sableux et assurer une meilleure efficience de l’utilisation de l’eau les agriculteurs ont opté pour un nouveau système d’irrigation appelé irrigation localisée. Ce système permet des apports d’eau localisés, fréquents et continus et utilisant des faibles débits à des faibles pressions. Ce système permet une économie d’eau de l’ordre de 50% par rapport au gravitaire, et une économie aussi des quantités d’engrais utilisées ce qui implique une réduction du risque de pollution de la nappe phréatique.

Le but de l’étude de dimensionnement est de concevoir un réseau d’irrigation localisée où la pression au niveau de chaque distributeur dans la rampe est suffisante pour lui permettre d’assurer le débit nécessaire. Ceci pour assurer une meilleure uniformité d’application de l’eau sur les parcelles de cultures. Le réseau établi doit être en mesure de cultures. Le réseau établi doit être en mesure de répondre aux besoins de pointe en eau des cultures.

Pour réaliser ce dimensionnement, il est nécessaire de connaitre les données de base liées à la ferme (source d’eau, sol, topographie et configuration du terrain, et le programme de cultures à réaliser).Ainsi que le matériel d’irrigation disponible sur le marché.

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II- Composantes d’un réseau d’irrigation goutte à goutte:

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

Source d’eau.

Unité de tête : permet de régulariser la pression et le débit. Cette unité comprend une station de filtration, un système d’injection de produits chimiques et un certain nombre d’accessoires :

Vanne volumétrique : sert à régler le débit et la pression de l’eau. Cette vanne sert à créer un différentiel de pression qui permet à l’injecteur de produire un vide et d’aspirer la solution mère.

Régulateur de pression : contrôle les variations brusques de pression. Il est indispensable lorsque la pression existante au niveau de la source d’eau est supérieure à la pression demandée par le système.

Compteur volumétrique : indique la consommation cumulée de l’eau par la culture. Il doit résister à une pression de 10 bars.

Manomètres : placés à l’entrée et à la sortie de la station de tête et des filtres. Ils indiquent la pression de l’eau.

Station de filtration : le rôle de cette station est l’obtention d’une eau propre en vue d’éviter le colmatage des distributeurs. Le choix du filtre dépend de : l’origine et la qualité de l’eau, du niveau de filtration exigé par les goutteurs utilisés, de la taille de la plus petite particule à empêcher d’entrer dans le système, et du débit de la source qui déterminera le choix du nombre de filtres.

La station de filtration est composée d’un ou plusieurs filtres suivants :

Hydro cyclone : il sépare le sable en suspension dans l’eau, par centrifugation.

Filtre à sable : efficace lorsque l’eau contient des quantités importantes de particules. Sa perte de charge est de l’ordre de 2m.

Filtre à tamis : est une cuve à pression contenant une cartouche couverte d’un tamis dont les mailles varient de 80 à 150 microns. La perte de charge est de l’ordre de 5 à 6m.

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Filtres à disque : sont les plus utilisés vus leur finesse de filtration. Leur perte de charge est de l’ordre de 5m à 6m.

Ventouse ou purge d’air : placé dans les points les plus élevés du réseau : elle sert à éliminer l’air emprisonné dans la canalisation pour éviter son éclatement.

Clapet anti-retour : placé après la station de filtration et juste avant le matériel d’injection en vue de protéger la source de contre le flux de la solution nutritive.

Système d’injection : Le matériel d’injection d’engrais est indispensable à la réalisation de la fertigation.il sert également à l’injection dans l’eau d’irrigation des produits de traitement de l’eau, des pesticides ou d’autres produits chimiques. Parmi les injecteurs utilisés, on peut citer : le réservoir d’engrais, la pompe doseuse, le venturi et le système d’aspiration.

La station de tête est choisi se tel sorte à répondre au bon fonctionnement et la sécurité du réseau. En plus de son rôle de filtration et de fertigation la station doit assurer le fonctionnement hydraulique de l’eau de point de vue débit que pression. Ainsi pour dimensionner le groupe de pompage on prend l faut prendre en compte les pertes de charge au niveau au niveau de la station et dans le reste des réseaux. Les pertes de charge au niveau de la station sont essentiellement causées par les filtres. Elles varient selon les types des filtres.

Réseaux de canalisation : de transport depuis la station en tête jusqu’aux secteurs d’irrigation.

Canalisation d’alimentation (rampes et portes-rampes).

III- Etapes suivies dans le dimensionnement d’un projet d’irrigation :

Après avoir un plan côté du terrain à équiper, on a suivi l’ordonnancement suivant lors de la réalisation de ce projet.

Numéroter les parcelles. Relever les dimensions des parcelles. Création du tableau de données des parcelles. Implantation des rampes et des portes rampes et leurs points d’alimentation.

Dimensionnement des rampes et des portes rampes.

Implantation des vannes.

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Réalisation du tracé des tuyaux PVC.

Calcul des paramètres d’irrigation.

Choix des parcelles de chaque secteur.

Calcul du débit de chaque secteur.

Conception de la station tête.

Simulation du réseau sur EPANET (caractéristiques de la pompe, des tronçons, des nœuds.

IV- Données du projet : Ce projet consiste à équiper des parcelles dont il y a deux cultures différentes : agrumes et tomate.

1) Agrumes :

Les grands blocs sont destinés pour les agrumes avec les données suivantes:

consommation de pointe est de 6 mm/j.

Ecartement entre arbres: 4 m

Ecartement entre rangées : 6 m

2 rampes par rangée d'arbres équipées de goutteur tous les 1,3 m

Goutteurs de 4 l/h à 10 mCE avec x=0,5 et CV = 4%

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Topographie de terrain est nulle.

2) Tomate :

Les petits blocs sont destinés pour la culture de tomate avec les données suivantes :

consommation de pointe est de 6 mm/j.

Ecartement entre plants: 0,4 m

Ecartement entre rangées de tomate: 1,2 m

1 gaine par rangée de culture avec émitteurs tous les 40 cm

Emitteurs de 1 l/h à 8 mCE avec x=0,52 et CV = 5%

Pente du terrain est nulle.

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Le schéma suivant montre le découpage des parcelles avec ses numéros.

Le tableau suivant présente les dimensions et le débit appelé par chaque parcelle.

3) Méthode de calcul :

PAi: parcelle d’agrume

PTi: parcelle de tomate

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Pour les parcelles de forme rectangulaire :

Surface=longueur×l arg eur

Pour les parcelles de forme trapézoïdale on a :Surface=

(base inf+base sup)2

×hauteur

débit=pluviométrie×surface

parcelle

culture base sup ou longueur(m)

largueur(m)

base inf surface (m2)

débit (l/h)

PT1 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT2 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT3 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT4 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT5 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT6 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT7 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT8 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT9 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT10 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT11 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT12 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT13 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT14 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT15 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT16 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT17 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,73

PT18 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,7

pluviométrie=qnom

er×eg

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3PT19 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,7

3PT20 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,7

3PT21 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,7

3PT22 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,7

3PT23 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,7

3PT24 tomate 103,00 55,80 103,00 5747,40 11973,7

3PA1 agrum

e102,00 92,30 125,02 10476,97 10745,6

0PA2 agrum

e135,20 92,30 135,20 12478,96 12798,9

2PA3 agrum

e135,20 92,30 135,20 12478,96 12798,9

2PA4 agrum

e135,20 92,30 135,20 12478,96 12798,9

2PA5 agrum

e126,60 92,30 150,21 12774,78 13102,3

3PA6 agrum

e135,20 92,30 135,20 12478,96 12798,9

2PA7 agrum

e135,20 92,30 135,20 12478,96 12798,9

2PA8 agrum

e135,20 92,30 135,20 12478,96 12798,9

2PA9 agrum

e115,88 92,30 152,35 12378,81 12696,2

1PA10 agrum

e135,20 92,30 135,20 12478,96 12798,9

2PA11 agrum

e135,20 92,30 135,20 12478,96 12798,9

2PA12 agrum

e163,08 92,30 107,29 12477,58 12797,5

0

V- Dimensionnement du réseau :

Le dimensionnement est fait de telle sorte à concevoir un réseau d’irrigation localisée où la pression au niveau de chaque distributeur dans la rampe est suffisante pour lui permettre d’assurer le débit nécessaire.

Choix du type de distributeur :

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Le choix du goutteur est basé sur ses performances techniques, en évaluant la tolérance aux variations de pression. Cette tolérance est estimée par la valeur de l’exposant X de la loi débit-pression du goutteur (Q=K.HX).

Plus la valeur de X tend vers 1, plus le distributeur est sensible aux variations de pression.

Pour les goutteurs non autorégulant:

-X compris entre 0,2 et 0,5 : goutteurs très tolérants aux variations de pression.

-X compris entre 0,5 et 0,6:goutteurs tolérants aux variations de pression.

-X compris entre 0,6 et 0,8:goutteurs peu tolérants aux variations de pression.

-X supérieurs à 0,8:goutteurs très peu tolérants aux variations de pression.

Pour les goutteurs autorégulant:

-X compris entre 0 et 0,05 : très bonne tolérance aux variations de pression.

-X compris entre 0,05 et 0,1: bonne tolérance aux variations de pression.

-X compris entre 0,1 et 0,15 : médiocre tolérance aux variations de pression.

-X compris entre 0,15 et 0,2 : mauvaise tolérance aux variations de pression.

-X supérieure à 0,2 : valeur hors norme.

Source: EL ATTIR, Manuel Pratique du Goutte à Goutte.

Dans ce projet on a :

Pour les agrumes :

X=0,5 : on est dans le cas de distributeur non autorégulent tolérants aux variations de pression.

Pour les tomates:

X=0,52 : on est dans le cas de distributeur non autorégulent tolérants aux variations de pression.

1) Dimensionnement des rampes et portes rampes:

On a procédé au dimensionnement des rampes après implantation des rampes et des portes rampes, comme le montre le schéma suivant :

On doit d’abord vérifier les pertes de charges tolérés ou admissible tout en respectant la règle

de Christiansen.

Si on limite la variation du débit à 10%, on aura :

D’après la courbe caractéristique Q = K.Hx

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∆Q/Q = 10 % ∆Q/Q = x.∆H / H = 10 %

Dans le cas des agrumes on a : x = 0,5 c.à.d ∆H/H = 20 %.Pour H = 10 mCE ∆H = 2 mCE.

Donc la plage de variation du débit de 10% correspond à une variation de pression de 22%.On peut ensuite calculer les pertes de charge tolérées, sachant que 55% des pertes de charge de la parcelle ont lieu dans la rampe et 45% dans la porte rampe :

Lors du dimensionnement on a utilisé les relations suivantes :

F : coefficient de réduction de perte de charges. (F≈0.36), avec n =nombre de goutteur. Formule empirique de Hazan-Williams :

Δh=1 .21⋅1010( QC HW )

1. 852

⋅D int−4 .87⋅L⋅F

Avec :Q : Débit de service (l/s)CHW : Coefficient de Hazan-Williams dépendant de la nature de la conduite : Conduite en PVC = 150Gaine en PE = 140 Dint : Diamètre intérieur de la conduite (mm)L : Longueur de la conduite (m).

Coefficient d’uniformité :

Avec :

EU : coefficient d’uniformité, qui doit être supérieure à 90%.

CV : coefficient de variation du goutteur.

Ng : nombre de goutteur par arbre.

Qmin : débit minimum du goutteur le plus défavorisé.

qn : débit nominal du goutteur.

Comme on a différents types de parcelles, on va traiter chaque cas séparément.

Cas des parcelles d’agrumes de formes rectangulaires :

F=∑I=1

I=n

I 1. 852

n2. 852

EU=100×(1 ,27× CV

√ N g

)×Qmin

qn

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Le schéma suivant montre la disposition de la porte rampe au sein de la parcelle.

Rampe :

Coefficient de variation du goutteur CV % 0,040

Exposant de débit du goutteur x 0,500Coefficient du débit du goutteur k 1,265

Pression nominale au niveau du goutteur (m) hn 10,000

Débit nominal du goutteur (l/h) qn 4,00000

Ecartement entre goutteurs (m) eg 1,300

Ecartement entre rampes (m) er 3,000

Nombre de goutteurs par arbre Ng 6,000Longueur de la rampe (m) lr 46,140

Nombre de goutteurs sur la rampe N 35,00000Coefficient F de réduction des pertes de charge F 0,36000

Diamètre intérieur de la rampe (m) Dr 0,0136Débit de la rampe (l/h) Qr 140,00000

Coefficient de Hazen Williams CHW 140,000Vitesse de l'eau en tête de rampe (m/s) Vr 0,26784

Perte de charge totale dans la rampe (m) PDC totr 0,15724Débit minimum du goutteur le plus défavorisé

(l/h)Qmin 3,98616

Pression à l'entrée de la rampe (m) he 10,12107

Pression minimum dans la rampe (m) hmin 9,96384

Coefficient d'uniformité au niveau de la rampe (%) EU % 97,58735

Le diamètre intérieur adopté pour les rampes est de : 0,0136 m soit un diamètre extérieur de 16mm.

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Porte Rampe :

Vitesse V(m/s) 1,613

Besoin B(mm/j) 6,000Largeur du bloc irriguée l(m) 92,300

Longueur L(m) 67,400Surface S(m2) 6221,02000

pluviométrie mm/h 1,02564

débit parcelle par cette rampe l/h 6380,53333

Pression nominale à la porte rampe (m) hn 10,121

Ecartement entre rampe(m) eg 3,000

Longueur de la porte rampe (m) lr 67,400

Nombre de rampe sur la porte rampe N 22,00000Coefficient F de réduction des pertes de

chargeF 0,37368

Diamètre intérieur de la porte rampe(m) Dr 0,0374

Débit de la porte rampe (l/h) Qr 6380,53333

Coefficient de Hazen Williams CHW 150,000

Perte de charge totale dans la porte rampe (m)

PDC 1,73167

Débit minimum du goutteur le plus défavorisé (l/h)

Qmin 6140,36309

Pression à l'entrée de la porte rampe (m) he 11,45446Pression minimum dans la rampe (m) hmin 9,72279

Lors du dimensionnement de la porte rampe on a trouvé :

PDC=1,73 proche de 1,85pour un diamètre intérieur de 0,0374m.

Cas des parcelles d’agrumes de formes trapézoïdales :

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Pour la forme trapézoïdale on a posé le point d’alimentation de telle sorte que la surface de part et d’autre de la conduite secondaire est divisée par 2.

La partie droite de la parcelle 12 :

Rampe :

Coefficient de variation du goutteur CV % 0,040

Exposant de débit du goutteur x 0,500Coefficient du débit du goutteur k 1,265Pression nominale au niveau du goutteur (m) hn 10,000




Nombre de goutteurs par arbre Ng 6,000Longueur de la rampe (m) lr 46,140

Nombre de goutteurs sur la rampe N 35,00000Coefficient F de réduction des pertes de charge F 0,36000Diamètre intérieur de la rampe (m) Dr 0,0136Débit de la rampe (l/h) Qr 140,00000Coefficient de Hazen Williams CHW 140,000Vitesse de l'eau en tête de rampe (m/s) Vr 0,26784Perte de charge totale dans la rampe (m) PDC totr 0,15724


Qmin 3,98616



Coefficient d'uniformité au niveau de la rampe (%) EU % 97,58735

Porte rampe :


Besoin B(mm/j) 6,000Largeur du bloc irriguée l(m) 92,300Longueur L(m) 67,590

Surface S(m2) 6238,55700

pluviométrie mm/h 1,02564débit parcelle par cette rampe l/h 6398,5200

0Pression nominale à la porte rampe (m) hn 10,121Ecartement entre rampe(m) eg 3,000

Longueur de la porte rampe (m) lr 67,590Nombre de rampe sur la porte rampe N 22,00000Diamètre intérieur de la porte rampe(m) Dr 0,0374


Coefficient de Hazan Williams CHW 150,000Perte de charge totale dans la porte rampe (m) PDC 1,74563

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Débit minimum du goutteur le plus défavorisé (l/h) Qmin 6155,73131

Pression à l'entrée de la porte rampe (m) he 11,46521Pression minimum dans la rampe (m) hmin 9,71958

Partie gauche :

La partie gauche de la rampe est similaire de la partie droite.

Le dimensionnement de la porte rampe avec un diamètre intérieur de 0,0468 m a donné une perte de charge de 1,03 m inférieur à 1,85 m , et avec le diamètre immédiatement inférieur la perte de charge est de 3,08 m, donc on procède à une porte rampe téléscopique : une combinaison entre deux diamètres :

N sorties 39 N sorties 14 N sorties 25

F 0,3600 F 0,3644 F 0,3580Ltpr (m) 119,340 L1pr (m) 42,000 L2pr (m) 77,340

Dpr (m) 0,0468 D1pr (m) 0,0468 D2pr (m) 0,0374

Qpr (l/h) 6398,520 Q1pr (l/h) 2251,867 Q2pr (l/h) 4146,653

CHW 150,000 CHW 150,000 CHW 150,000Vpr (m/s) 1,033 V1pr (m/s) 0,364 V2pr (m/s) 1,048

PDC totpr (m) 1,03406 PDC 1pr (m) 0,053 PDC 2pr (m) 0,890

PDC tot pr (m) 1,870he (m) 11,561

hmin (m) 9,691

Avec la même méthode on a dimensionné les autres formes trapézoïdales

Parcelle A 1 (partie gauche)

N sorties 6 N sorties 28F 0,3872 F 0,3572

L1pr (m) 18,000 L2pr (m) 85,330D1pr (m) 0,0468 D2pr (m) 0,0374Q1pr (l/h) 935,856 Q2pr (l/h) 4436,477CHW 150,000 CHW 150,000

V1pr (m/s) 0,151 V2pr (m/s) 1,122PDC 1pr (m) 0,005 PDC 2pr (m) 1,110

PDC tot pr

(m)

1,753

he (m) 11,471hmin (m) 9,718

Parcelle A 5 (partie gauche) :

N sorties 14 N sorties 23

F 0,3644 F 0,3587L1pr (m) 42,000 L2pr (m) 70,800

D1pr (m) 0,0468 D2pr (m) 0,0374

Q1pr (l/h) 2439,177 Q2pr (l/h) 4111,756

CHW 150,000 CHW 150,000V1pr (m/s) 0,394 V2pr (m/s) 1,040

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PDC 1pr (m) 0,062 PDC 2pr (m) 0,803

PDC tot pr

(m)

1,762

he (m) 11,478

hmin (m) 9,716

Parcelle A 9 (partie gauche) :


F 0,3644 F 0,3587L1pr (m) 42,000 L2pr (m) 71,990

D1pr (m) 0,0468 D2pr (m) 0,0374

Q1pr (l/h) 2395,227 Q2pr (l/h) 4105,533


PDC 1pr (m) 0,060 PDC 2pr (m) 0,815

Parcelle A 12 (partie droite) :


F 0,3644 F 0,3766L1pr (m) 42,000 L2pr (m) 25,590

D1pr (m) 0,0468 D2pr (m) 0,0374

Q1pr (l/h) 3976,000 Q2pr (l/h) 2422,520


PDC 1pr (m) 0,153 PDC 2pr (m) 0,114

Cas des parcelles de tomate :

La méthode de calcul des rampes est détaillée dans ce tableau :

Coefficient de variation du goutteur CV % 0,050Exposant de débit du goutteur x 0,520Coefficient du débit du goutteur k 0,339Pression nominale au niveau du goutteur (m) hn 8,000




Nombre de goutteurs par arbre Ng 1,000Longueur de la rampe (m) lr 55,600Nombre de goutteurs sur la rampe N 139,00000Coefficient F de réduction des pertes de charge F 0,35424Diamètre intérieur de la rampe (m) Dr 0,0136Débit de la rampe (l/h) Qr 139,00000Coefficient de Hazen Williams CHW 140,000Vitesse de l'eau en tête de rampe (m/s) Vr 0,26593Perte de charge totale dans la rampe (m) PDC totr 0,18398Débit minimum du goutteur le plus défavorisé (l/h)

Qmin 0,99494



Coefficient d'uniformité au niveau de la rampe (%) EU % 93,17617Calcul des portes rampes :

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Besoin B(mm/j) 6,000

Largeur du bloc irriguée l(m) 55,800

Longueur L(m) 51,500

Surface S(m2) 2873,70000

pluviométrie mm/h 2,08333

débit parcelle par cette rampe l/h 5986,87500

Pression nominale au porte rampe (m) hn 8,142

Ecartement entre rampe(m) eg 1,200

Longueur de la porte rampe (m) lr 51,500

Nombre de rampe sur la porte rampe N 42,00000

Coefficient F de réduction des pertes de charge

F 0,36262

Diamètre intérieur de la porte rampe(m) Dr 0,0374


Coefficient de Hazen Williams CHW 150,000

Perte de charge totale dans la porte rampe (m)

PDC 1,17596


Qmin 5796,63469

Pression à l'entrée de la porte rampe (m) he 9,04716


2)-Dimensionnement des canalisations primaires et secondaires :

Pour déterminer la vitesse d’écoulement dans la canalisation Secondaire ou la canalisation primaire, on utilise la relation :

Q = V * Π * D2 / 4

D : Diamètre de la conduite.

20

Q : débit dans la conduite secondaire.

V : vitesse d’écoulement.

Il faut que la vitesse d’écoulement soit entre 0.5m/s et 1,5m/s pour assurer le bon

fonctionnement des conduites.

Sachant que :

- Hmin de la canalisation secondaire =Hi.Max du porte rampe

- Hmax de la canalisation secondaire = Hmin de la canalisation secondaire

+HC.S

H est calculé par la relation :

∆H = 1,21.1010 * (Q/Chw) 1.852 * Di- 4,87 * L

Le calcul se fait en tenant compte des débits demandés dans chaque secteur pour les parcelles qui sont arrosées simultanément.

Les pertes de charge singulières sont estimées à 10% des pertes de charge linéaire.

Les résultats sont détaillés dans les tableaux obtenus par le calcul effectué par EPANET.#

3)-Dimensionnement de la pompe :

Le calcul de la HMT de la pompe se fait :

H.M.T = Ha + Hr + Pc + Pr

• Ha : hauteur entre le niveau d’eau et l’aspiration de la pompe. (On suppose que le niveau d’eau ne nécessite pas une tuyauterie d’aspiration).

• Hr : hauteur entre le refoulement et le point d’utilisation Hr=0(puisque la pente est nulle).

• Pc : pertes de charges moyennes, dans les tuyaux (asp. + ref) calculées par la relation de HAZEN-WILLIAMS à la base d’un diamètre des conduites qui réalise une vitesse de 1,5m/s.

• Pr : pertes de charge singulière tout au long du réseau. (Pr=12m dans la station de filtration, et dans les accessoires).

Pour la pompe des agrumes :

H.M.T=20m avec un débit d’exploitation de 40m3/h.

Pour la pompe des tomates :

H.M.T=19,1m avec un débit d’exploitation de 48m3/h.

21

Puissance de la pompe :

P= ρ *g*Q*HMTη

Avec :

-ρ : Poids volumique de l’eau ;

-η : Rendement de la pompe ; on prend 70% ;

-Q : Débit de la conduite n°1 ;

-g : Force de la pesanteur.

Energie annuelle de consommation :

W=P*t

Avec :

-P : Puissance consommée ;

-t : Durée totale d’irrigation pendant un an.

Le tableau suivant résume les résultats de dimensionnement des deux pompes.

caractéristique Pompe de tomate Pompe des agrumesDébit de la pompe (m3/h) 48 40

Rendement 0,7 0,7HMT (mCE) 19,1 20

Puissance de la pompe (kW) 3,56 3,11Durée totale d'irrigation (h) 18 18

Durée de fonctionnement annuel (h) 6570 6570Energie annuelle de consommation (kJ) 23389 20440

La réalisation de l’étude passe d’abord par la détermination de la taille, du nombre et de la disposition des secteurs d’irrigation et des postes d’arrosages. Ensuite, on dimensionne les différentes conduites et en calculant leur diamètre et les pertes de charge dans le système.

4)-Dimensionnement des postes d’arrosages et ou des secteurs d’irrigation :

Le choix de la taille et du nombre ainsi que la disposition des postes d’arrosage est capitale pour le bon fonctionnement d’irrigation.

La disposition des postes d’arrosages se fait selon plusieurs critères :

La topographie : placer les postes d’arrosage selon les types de pente.

La configuration des parcelles : isoler les parcelles de à forme irrégulières.

22

Le type de sol.

Rotation culturelle.

Le débit maximum.

Détermination du nombre et de la taille de secteur d’irrigation et ou poste d’arrosage :

1 ère étape : calcul de la durée maximale de l’arrosage :

T=Bbp

P f

Bbp : besoin brut de pointe en eau de l’irrigation.

Pf : pluviométrie horaire.

Pour les agrumes :

Bbp=6mm/j.

Pf= 1,026.

T=5,84 ≈6heures.

Pour les tomates:

Bbp=6mm/j.

Pf= 2,08.

T=2,88h ≈3heures.

2ème étape : calcul du nombre minimum de secteurs :

N S=d f

T Ns : nombre minimum de secteurs d’irrigation.

df : durée maximale du fonctionnement de la source d’eau.

Pour les agrumes :

NS=18/6=3 secteurs (4 parcelles par secteur).

Pour les tomates :

NS=18/3=6 secteurs (4 parcelles par secteurs)

23

Le schéma suivant montre la disposition des secteurs :

numéro de secteur parcelles contenus superficie(m2) Débit appelé(m3/h)

tomate1 PT1,PT2,PT3,PT4 22989,60 47,89tomate2 PT5,PT6,PT8,PT9 22989,60 47,89tomate3 PT7,PT10,PT13,PT14 22989,60 47,89tomate4 PT17,PT18,PT21,PT24 22989,60 47,89tomate5 PT11,PT12,PT15,PT16 22989,60 47,89tomate6 PT19,PT20,PT22,PT23 22989,60 47,89agrume1 PA1,PA2,PA5,PA9 48109,53 49,34agrume2 PA6,PA7,PA10,PA11 49915,84 51,20agrume3 PA3,PA4,PA8,PA12 49914,46 51,19

24

VI- Simulation par l’utilisation du logiciel EPANET

1) Introduction :

EPANET est un logiciel développé pour la simulation du comportement des

systèmes de distribution d'eau d’un point de vue hydraulique et également d’un point

de vue qualité de L’eau.

C’est un logiciel de simulation du comportement hydraulique et qualitatif de

l'eau sur de longues durées dans les réseaux sous pression. Un réseau est un ensemble

de tuyaux, nœuds (jonctions de tuyau), pompes, vannes, bâches et réservoirs. Il calcule

le débit dans chaque tuyau, la pression à chaque nœud, le niveau de l'eau dans les

réservoirs, et la concentration en substances chimiques dans les différentes parties du

réseau, au cours d'une durée de simulation divisée en plusieurs étapes. Le logiciel est

également capable de calculer les temps de séjour et de suivre l’origine de l’eau.

Il a pour objectif une meilleure compréhension de l'écoulement et de

L’usage de l'eau dans les systèmes de distribution. Il peut être utilisé pour différents

types d'application dans l'analyse des systèmes de distribution.

2) Les Étapes de l'Utilisation d'EPANET :

Tout d’abord j’ai procédé à dessiner mon réseau représentant le système de

distribution tout en me servant de la souris et des boutons de la Barre d'Outils.

25

VII-

Calcul économique du projet :

Le tableau ci-dessous résume le calcul économique qu’on a fait :

26

Equipement Quantités Prix unitaire (DH) Prix total (DH)

Gaines en PE 164682 0,5 82341

Por

tes

gain

es e

n P

VC DN 110 697 39 27183

DN90 779 32 24928

DN75 494 26 12844

DN63 403 22 8866

Con

du

ites

pri

nci

pal

es e

n P

VC

DN160 66 67 4422

5900

DN140 100 59

DN125 119 49 5831

Goutteurs non auto-régulants :

Netafim 65284 0,9 58757

Vannes 31 500 15500

Pompe 2 7590 15180

Filtre à sable OMP 1 6500 6500

Filtre disque 1 2450 2450

Programmateur 1 4000 4000

27

Compteur d'eau 1 3500 3500

Manométres a glycérine 0-2,5 bars 10 80 800

Prix total (DH) 279002

VIII-Conclusion

En effet la réussite de ce type

d’irrigation nécessite une bonne

conception du projet, une installation

bien faite, une bonne conduite et

pilotage des arrosages et de la

fertigation, et un bon entretien du

réseau.

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