Intensification des cultures horticoles par l'application de l'exhaure ...

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Intensification des cultures horticolespar l’application de l’exhaure solaire et de l’irrigation localisée partim irrigation localisée des cultures horticoles en Afrique

CENTRE POUR LE DÉVELOPPEMENT DE L'HORTICULTURECAMBÉRÈNE – DAKAR

FAOOrganisation des Nations Unies pour l’Agriculture et l’Alimentation

Projet GCP/RAF/244/BEL« Coopération régionale pour le développement des productions horticoles en Afrique » Phase III

GUIDE TECHNIQUE

Intensification des cultures horticoles par l’application de l’exhaure solaire et de l’irrigation localisée partim irrigation localisée des cultures horticoles en Afrique

1Er ATElIEr TECHNIQUE «TECHNIQUEs CUlTUrAlEs»

PrAIA (CAP-VErT), DU 1Er AU 5 DéCEmbrE 1997

2012

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IntensIfIcatIon des cultures hortIcoles par l’applIcatIon de l’exhaure solaIre et de l’IrrIgatIon localIsée partIm IrrIgatIon localIsée des cultures hortIcoles en afrIque

Résumé

Ce document regroupe les données de base, nécessaires à la compréhension du fonctionnement d’un réseau d’irrigation localisée. Il fournit à l’utilisateur les critères du choix du matériel en fonction du service attendu et aide le concepteur à mieux raisonner l’installation du réseau. Il a été préparé par Mr Abdellatif EL-FADL1, initialement pour constituer un document de travail aux participants au premier atelier technique “ Techniques culturales ” et qui s’est tenu du 1er au 5 décembre 1997 à Praia (Cap-Vert).L’objectif de l’atelier était d’étudier les possibilités de fournir l’eau d’irrigation par des moyens d’exhaure utilisant l’énergie photovoltaïque.

La connaissance de l’irrigation localisée suppose d’abord la familiarisation avec les différents modèles de pompes. Le type immergé s’adapte facilement avec le système de pompage solaire. L’eau refoulée passe inévitablement par un processus de filtration. Le document présente les différents types de filtres offerts sur le marché ainsi que leur mode de fonctionnement. Les distributeurs d’eau sont classés selon les modes, (i) de fixation sur la rampe, (ii) de dissipation de l’énergie et (iii) de fonctionnement hydraulique.

Le choix du matériel repose sur des critères intégrant à la fois les nécessités d’un fonctionnement adéquat et un coût économique optimum. Le choix du type de pompe se fait sur la base de ses courbes caractéristiques. Le type de distributeurs ainsi que leur écartement sur la rampe sont définis selon la topographie du terrain, le volume du sol humecté et le type de culture.

Les données relatives au climat, au sol, à l’eau, à la culture et à la configuration de la parcelle, sont utilisées pour le dimensionnement du réseau. Celui-ci doit être fait selon un tracé judicieux qui respecte fonctionnalité et coût économique. Les principaux objectifs sont : minimiser les pertes de charge et assurer une vitesse suffisante de l’écoulement de l’eau dans les canalisations. La pression de service doit être maintenue dans une marge acceptable, entre l’amont et l’aval du réseau. La gestion doit satisfaire les besoins en eau des cultures et la maintenance du matériel d’irrigation.

Le document présente, enfin, des illustrations chiffrées de réseaux d’irrigation localisée. Une attention particulière est accordée à des exemples concrets, applicables aux pays de l’Afrique de l’Ouest, et potentiellement adaptés au pompage solaire. Certaines considérations particulières sont respectées, telles que l’étroitesse des parcelles équipées (1 ha environ) et la faiblesse de la pression nominale disponible (de l’ordre de 1 bar).

1Institut Agronomique et Vétérinaire Hassan II, B.P 18/S. Agadir MarocTél (212) 8.24.10.06 Fax (212) 8 24 22 43 E-mail : [email protected]

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RADHORT - PUBLICATIONS

Table des matières

Résumé 2

Liste des tableaux 5

Liste des figures 6

1. CONNAIssANCE DE l’IrrIGATION lOCAlIsEE 7

1.1. Définition 7

1.2 Station de tête 7

1.2.1. Groupe de pompage 7

1.2.2 Poste de filtration 9

1.2.3. Injecteurs d’engrais 10

1.2.4 Autres accessoires 15

1.3. Matériel d’amenée d’eau 16

1.4. Organes de distribution d’eau 16

2. CHOIX DU mATErIEl D’IrrIGATION lOCAlIsEE 20

2.1. Choix du groupe de pompage 20

2.2. Choix des canalisations 22

2.3 Choix des filtres 26

2.4. Choix des distributeurs 28

3. GEsTION DE l’IrrIGATION ET DE lA FErTIGATION 32

3.1. Pilotage des arrosages 32

3.2. Gestion de la fertigation 37

3.3. Entretien du réseau 42

4. EXEmPlE DE DImENsIONNEmENT DE rEsEAU 43

4.1. Principes généraux 43

4.2. Présentation d’un cas pratique 45

5. PrOPOsITION DE mODElEs 50

5.1. Introduction 50

5.2. Exemple de Dakar 50

5.3. Exemple du Cap-Vert 53

Annexe 1 : documents consultés 59

Annexe 2 : glossaire 60

Annexe 3 : liste des fournisseurs 61

5


Liste des tableaux

Tableau 1: Caractéristiques des pompes DOSATRON 14

Tableau 2: Diamètres intérieur et extérieur des tubes PVC, leur épaisseur et leur poids pour différentes pressions

16

Tableau 3: Ordre de grandeur de rendement des pompes centrifuges 21

Tableau 4: Choix des canalisations en fonction des pertes de charge, de la vitesse et du débit

25

Tableau 5: Composition d’un porte-rampe, en fonction de sa longueur et du débit véhiculé, de façon à limiter les pertes de charge à moins de 1 mCE

26

Tableau 6: Correspondance entre mesh et ouvertures du filtre à tamis 27

Tableau 7: Taille des particules et nombre de mesh 27

Tableau 8: Code des couleurs adopté par la société LEGO pour les lamelles de filtration 28

Tableau 9: Diamètre et section horizontale du bulbe et écartement minimum entre goutteurs sur la rampe pour l’obtention d’une bande humide continue en fonction du débit du goutteur et de la texture du sol

29

Tableau 10: Pourcentage de sol humidifié pour différents écartements entre les rampes et en fonction des débits et de la texture du sol

30

Tableau 11: Longueur maximale de la rampe 13/16, équipée en goutteurs non-autorégulants de 4 l/h, avec une variation de débit de 3.75 %.

31

Tableau 12: Coefficient Kb du bac “ USWB Class A ” en fonction des conditions environnantes

34

Tableau 13: Formules d’estimation de l’évapotranspiration (ETO) de la culture de référence 35

Tableau 14: Caractéristiques physiques du sol 36

Tableau 15: Principaux engrais solubles et leur dosage en % de poids 39

Tableau 16: Solubilité de divers engrais dans 100 l d’eau 39

Tableau 17: Engrais pouvant être ou non mélangés en solution-mère 39

Tableau 18: Solutions nutritives de type Coïc-Lesaint pour plantes neutrophiles 40

Tableau 19: Correspondance entre milliéquivalents et milligrammes pour certains éléments nutritifs

40

Tableau 20: Besoins en eau et en éléments nutritifs d’une culture de tomate industrielle sous les conditions climatiques du Sénégal

42

Tableau 21: Récapitulation du calcul des pertes de charge 49

Tableau 22: Pompage photovoltaïque et besoins en eau des cultures au cours d’une année pour le modèle de Dakar

51

Tableau 23: Caractéristiques des gaines T-Tape 54

Tableau 24: Devis estimatif des fournitures 56

Tableau 25: Caractéristiques des filtres AZUD 57

Tableau 26: Performances des injecteurs d’engrais “ Venturi ” 58

6


Liste des figures

Figure 1 : Caractéristiques d’une pompe à axe vertical 8

Figure 2 : Caractéristiques d’une pompe immergée 9

Figure 3 : Crépine filtrante 11

Figure 4 : Hydrocyclone 11

Figure 5 : Filtre à sable, en fonctionnement normal et en phase de nettoyage 11

Figure 6 : Filtre à tamis 11

Figure 7 : Filtre à disques 12

Figure 8 : Principe de fonctionnement du “ Venturi ” 12

Figure 9 : Quelques modèles d’injecteurs “ Venturi ” 13

Figure 10 : Principe de fonctionnement de la pompe hydraulique 14

Figure 11 : Pompe doseuse électrique 15

Figure 12 : Gaine perforée “ bi-wall ” 17

Figure 13 : Gaine à cheminement long 17

Figure 14 : Goutteur à circuit long uniforme 18

Figure 15 : Goutteur à circuit long non uniforme 18

Figure 16 : Goutteur en dérivation 18

Figure 17 : Goutteur monté en ligne 18

Figure 18 : Exemple de goutteur autorégulant 19

Figure 19 : Loi débit-pression pour les goutteurs non-autorégulants et autorégulants 19

Figure 20 : Exemple de diffuseur 19

Figure 21 : Courbes caractéristiques des pompes centrifuges et à hélice 20

Figure 22 : Caractéristiques d’une pompe immergée type WINNER E15/4 22

Figure 23 : Abaque de calcul des pertes de charge dans les tuyaux en PE et en PVC 24

Figure 24 : Choix du filtre à tamis en fonction du débit et des pertes de charge 28

Figure 25 : Pertes de charge le long de la rampe pour des goutteurs autorégulants de 4l/h, en fonction de la longueur et de l’écartement des goutteurs 31

Figure 26 : Conception d’un lysimètre à drainage libre 32

Figure 27 : Dimension du bac “ USWB Class A ” 33

Figure 28 : Schéma de raisonnement d’un réseau d’irrigation localisée 46

Figure 29 : Plan parcellaire et plan coté de l’exploitation 48

Figure 30 : Tracé du réseau d’irrigation dans l’exploitation 49

Figure 31 : Disposition du réseau d’irrigation localisée pour le modèle de Dakar 53

Figure 32 : Tracé du réseau dans le modèle du Cap-Vert 57

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1. CONNAIssANCE DE l’IrrIGATION lOCAlIsEE1.1. DéfinitionL’irrigation localisée ou micro-irrigation est une technique qui consiste à apporter l’eau au pied des plantes au moyen de canalisations et de distributeurs d’eau. Il est donc clair que seule une proportion du sol reçoit l’eau d’arrosage. En principe, il s’agit de la zone colonisée par les racines. Cette méthode est adaptée aux cultures en lignes.

Les avantages de la micro-irrigation sont mis en évidence depuis des décennies (FAO,1973 ; Vermeiren et Jobling,1983 ; Veshambre et Vaysse,1980 ; Decroix,1988).Nécessitant des investissements importants au départ, le système d’irrigation localisée peut s’avérer intéressant à plusieurs niveaux :

• il est fortement conseillé dans les régions où la pénurie d’eau est chronique. En effet, ce système engendre des économies d’eau allant de 20 à 50 % par rapport à l’irrigation gravitaire.

• il est d’une grande utilité lorsque les eaux d’irrigation sont de qualité médiocre, puisque le sol constamment humide présente un potentiel hydrique faible, donc l’eau est disponible aux plantes.

• l’alimentation hydrique des cultures est régulière car le système utilise des doses faibles et des fréquences élevées des apports d’eau. De plus, l’efficience de l’utilisation de l’eau par les plantes est meilleure, étant donné que les pertes dans les canaux d’adduction sont minimes. Les pertes d’eau par évaporation sont également très faibles.

• l’irriguant gère les tours d’eau d’une façon relativement aisée en matière de vitesse d’exécution des apports.

• l’alimentation minérale des cultures peut être maîtrisée car le système s’adapte facilement à ce qu’il est convenu d’appeler “ fertigation ” et selon laquelle les engrais minéraux sont injectés directement dans l’eau d’irrigation.

• les arrosages sont complètement indépendants vis-à-vis des autres techniques culturales telles que la récolte par exemple.

• les risques de maladies sont fortement réduits car le feuillage n’est pas mouillé, d’où la diminution de l’impact des problèmes cryptogamiques.

Cependant, il faut dire que l’irrigation localisée est une technologie plutôt qu’une simple technique. Toutes les qualités énoncées ci-dessus peuvent s’avérer inexactes dans le cas de :

• mauvaise conception du réseau d’irrigation• gestion médiocre des arrosages• maintenance défectueuse du matériel

1.2. sTATION DE TêTE1.2.1. Groupe de pompageS’agissant d’une irrigation sous pression, l’installation doit prévoir un équipement qui fournit justement la pression nécessaire au fonctionnement du système. Cet équipement consiste en une station de pompage ou un embranchement au réseau de distribution d’eau.

Il existe plusieurs types de pompes dont celle à axe horizontal, à axe vertical ou le type immergé. La figure 1 présente les principales caractéristiques de la pompe à axe vertical, avec en particulier ses 3 composantes : la tête, la colonne et le corps qui contient les turbines. La pompe est actionnée par un moteur via la poulie. La puissance à fournir par le moteur est déterminée selon la puissance absorbée par la pompe et pour le point de fonctionnement considéré. Le moteur peut être thermique ou électrique.

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Contrairement à la pompe à axe vertical où seul le corps est immergé, la pompe immergée signifie que le corps et le moteur sont tous les deux situés sous le niveau de l’eau (figure 2). Ils sont maintenus en position suspendue grâce à la tuyauterie de refoulement. Un câble, spécialement étudié pour séjourner dans l’eau et maintenu attaché à la canalisation de refoulement, pénètre dans le bloc moteur pour l’alimenter en énergie électrique. En surface, il n’existe que le dispositif de commande et de protection du moteur.

En tout état de cause, le choix de la pompe dépend :•du débit demandé et de la pression nécessaire au service ;•de la source de la force motrice disponible ;•du rabattement du plan de l’eau au lieu du pompage ;•du rendement de la pompe déterminé par ses courbes caractéristiques.

Tête

1 - Arbre de tête2 - Poulie plate d’entraînement3 - Cage à roulement4 - Roulement axial5 - Presse étoupe6 - Ecrou de réglage du rotor7 - Roulement radial8 - Cliquet anti-retour9 - Bâti de tête

Colonne

10 - Manchon d’accouplement11 - Manchette de tête12 - Palier de guidage13 - Arbre de transmission14 - Tube d’élément de colonne

Corps

15 - Palier de guidage avec coussinet caoutchouc

16 - Palier de caoutchouc17 - Corps de pompe18 - Cône et écrou19 - Impulseur20 - Arbre de corps21 - Collecteur d’aspiration22 - Clapet de pied et crépine

Figure 1. Caractéristiques d’une pompe à axe vertical

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Figure 2. Caractéristiques d’une pompe immergée

1.2.2. Poste de filtrationPar principe, l’eau circulant dans les canalisations du réseau d’irrigation localisée est délivrée au pied des plantes à travers des orifices de très faible diamètre. Pour éviter que ces orifices soient obstrués, il faut que l’eau soit bien filtrée. En d’autres termes, il n’y a pas d’irrigation localisée sans filtration. Les équipements utilisés sont de diverses natures :

1.2.2.1. La préfiltrationL’eau d’irrigation peut être débarrassée des particules grossières telles que les grains de sable dès l’amont. Pour ce faire, une crépine filtrante (figure 3) peut être placée à l’extrémité du tuyau d’aspiration. Elle contient un tamis à mailles de 200 à 400 microns. La crépine filtrante agit comme un filtre autonettoyant puisqu’une partie de l’eau filtrée est réintroduite dans la crépine selon un jet rotatif pour assurer un nettoyage permanent.

Un autre moyen de préfiltration peut être installé en amont de la station de pompage. C’est l’hydrocyclone ou séparateur de particules (figure 4). Son fonctionnement est basé sur deux mouvements de l’eau :

•Un mouvement tourbillonnant descendant : l’énergie cinétique centrifuge générée par les mouvements de l’eau entraîne les particules les plus denses vers le fond de la cuve.

•Un mouvement ascendant créé par l’eau débarrassée des particules denses et qui est orienté vers une sortie située vers le sommet de la cuve.

L’entretien de l’hydrocyclone consiste à le purger de temps à autre à partir du bas.

1 – Anneau de fermeture2 – Support tête3 – Clapet anti-retour4 – Disque de Clapet5 - Joint d’étanchéité6 – Support Coussinet7 – Coussinet8 – Rondelle9 – Ecarteur10 - Ecarteur11 – Corps de la pompe12 – Garde câble13 – Arbre14 – Rondelle15 – Diffuseur16 – Rotateur17 – Disque18 – Rondelle19 – Ecarteur20 – Pièce de raccord21 – Support22 – Filtre23 – Moteur

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1.2.2.2. Les différents types de filtresLes filtres les plus connus sont le filtre à sable, le filtre à tamis et le filtre à disques.

Le filtre à sable (figure 5) est constitué d’une cuve remplie de sable sur une couche de 40 à 60 cm. Il est le plus conseillé lorsque les particules à filtrer sont des éléments organiques. L’origine de l’eau a donc une relation directe avec le type de filtre à adopter. La filtration est parfaite lorsque le sable est siliceux et bien calibré.

Les sables coquilliers d’origine calcaire sont à éviter car ils peuvent réagir avec l’eau qui les traverse. En tous cas, le sable est à changer environ tous les deux ans. La taille des particules retenues par le sable est fonction de la granulométrie du sable filtrant et de la dimension de l’orifice du distributeur d’eau (goutteur, diffuseur...) On estime (CEMAGREF, 1992) que le filtre doit retenir les particules de granulométrie supérieure à 1/7 du diamètre de l’orifice du distributeur. Exemple : si l’orifice est de 0.8 mm, on doit filtrer à 110 microns.

Le filtre à tamis (figure 6) comprend une cuve cylindrique à l’intérieur de laquelle s’insère un tube ou cartouche dont la paroi est un tamis. Celui-ci, en matériau plastique ou en acier inoxydable présente des mailles dont la taille est de 80 à 150 microns. Les particules de dimensions supérieures à cette maille sont naturellement arrêtées par le tamis. L’entretien de ce type de filtre est aisé et se fait par simple purge de quelques secondes. La cartouche doit être nettoyée de temps à autre. Si elle n’est pas en galvanisé, elle risque de s’oxyder très rapidement.

Le filtre à disques (figure 7) constitue l’une des dernières générations de filtres. Il est fabriqué en matière plastique noire pour éviter tout développement d’algues. Ce corps, de forme cylindrique, contient à l’intérieur un support placé longitudinalement et autour duquel sont accolés, les uns contre les autres, plusieurs dizaines d’anneaux en plastique. Ces anneaux emboîtés laissent alors un passage pour la circulation de l’eau. Les particules de dimension supérieure à celle du passage sont arrêtées et éliminées par un système de purge.

1.2.3. Injecteurs d’engraisPour tirer plein profit d’une installation d’irrigation localisée, on peut y adjoindre un équipement d’injection d’engrais. On parle alors d’irrigation fertilisante, ferti-irrigation ou simplement fertigation. Le paragraphe ci-dessous se propose de décrire quelques types d’injecteurs d’engrais

1.2.3.1. Types “ Venturi ”C’est l’un des types les plus simples. Son principe de fonctionnement est basé sur la présence d’un rétrécissement de la conduite qui accélère le débit du courant et engendre une dépression qui permet d’aspirer la solution à injecter (figure 8).

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Figure 5. Filtre à sable, en fonctionnement normal (A) ou en phase de nettoyage (b)

Figure 3 : crépine filtrante

Figure 4. Hydrocylone

Figure 6 : Filtre à tamis

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Figure 7 : Filtre à disques

Figure 8 : Principe de fonctionnement du “ Venturi ”

Le liquide, contenant la solution aspirée, reprend, après son passage dans la chambre d’injection, une pression positive mais plus faible que la pression d’entrée initiale du fluide. C’est pour cela qu’on dit que les injecteurs type “ Venturi ” sont des appareils d’injection par différentiel de pression.

Une large gamme de modèles est disponible sur le marché selon le taux d’injection exigé. Ainsi chaque modèle est caractérisé par le diamètre de sa ligne principale et par le diamètre de son microtube d’aspiration (figure 9).

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Figure 9 : Quelques modèles d’injecteurs “ Venturi ”

Le choix d’un modèle est fonction de la pression disponible dans la station de pompage et du taux d’injection souhaité. A titre d’exemple :

•Modèle : AIV 0484-1•diamètre ligne principale = ¾ ″•diamètre micro-tube d’aspiration = 6.3 mm•pression à l’entrée = 2.4 bars•pression à la sortie = 1.03 bars•volume transité = 160 l/heure•volume injecté = 19 l/heure

L’injecteur “ Venturi ” présente l’avantage d’être peu onéreux à l’installation ;il nécessite peu de maintenance et fonctionne à l’énergie hydraulique. Par contre, il est sensible aux fluctuations de la pression lorsqu’il est monté en dérivation.

1.2.3.2. Pompes hydrauliquesCe type de pompe est actionné par la pression du courant d’eau. Le type le plus utilisé est le “ DOSATRON ”. C’est une pompe doseuse proportionnelle, c’est-à-dire que le taux d’injection est toujours proportionnel à la quantité d’eau traversant l’appareil, même s’il y a des fluctuations de débit et de pression sur la canalisation principale.

Le principe de fonctionnement de la pompe hydraulique est illustré dans la figure 10. On y distingue deux phases :

- Phase 1 : l’arrivée de l’eau (A) pousse le piston (B), ce qui entraîne la sortie du mélange en (C). En même temps, le piston plongeur (D) aspire le produit et

Modèle AIV 0484-1Modèle AIV 0584Entrée/Sortie :3/4~ mâle BSP

Clapet vanne anti-retour incorporé, avec joint en VITON, bille en TEFLON, ressort en HASTELLOY-C. Aspiration filetée ¼~ et fixation cannelée pour microtube 6.3 mm

Modèle AIV 01078Entrée/Sortie :1~ mâle BSP

Clapet vanne anti-retour incorporé, avec joint en VITON, bille en TEFLON, ressort en HASTELLOY-C. Aspiration filetée ½~ et fixation cannelée pour microtube 9.5 mm

Modèle AIV 01583-1Entrée/Sortie :1~, 1/2 mâle BSP

Clapet vanne anti-retour incorporé, avec joint en VITON, bille en TEFLON, ressort en HASTELLOY-C. Aspiration filetée ½~ et fixation cannelée pour microtube 12.5 mm


Clapet anti-retour non compris.Aspiration filetée 1 1/4~


Clapet anti-retour non compris.Double aspiration filetée 2~

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l’injecte dans la chambre d’homogénéisation. En haut de course (haut), les clapets (2) s’ouvrent et les clapets (1) se ferment.

- Phase 2 : le piston (B) descend et une partie de la solution est injectée dans la chambre d’homogénéisation. En bout de course (bas), les clapets (1) s’ouvrent, les clapets (2) se ferment et le cycle recommence.

Les modèles existant de pompes DOSATRON diffèrent selon le volume débité et les pressions de service. Certaines de leurs caractéristiques sont présentées au tableau 1.

La pompe DOSATRON nécessite un entretien régulier par un démontage et un graissage. Etant fabriqué en matière plastique, le corps de pompe peut être endommagé par les particules non solubles dans le cas d’une filtration défectueuse.

1.2.3.3. Pompes doseuses électriquesElles sont constituées d’un moteur électrique entraînant, soit une pompe alternative à membrane ou à piston (figure 11), soit une pompe rotative, ou encore un mécanisme qui écrase périodiquement un tuyau souple. La liaison entre le moteur et la pompe à injection est généralement mécanique.

TABLEAU 1Caractéristiques des pompes DOsATrON

modèles DI 16 D8r D20 r

Débit de fonctionnement -minimum -maximumPression de serviceDosageSolution injectéePerte de charge à débit max.Hauteur d’aspiration max.

10 l/h2.5 m3/h0.3 à 6 bars0.2 à 1,6 %0.02 à 40 l/h0.9 bars4 m

500 l/h8 m3/h0.15 à 8 bars0.2 à 2 %0.2 à 160 l/h0.5 bars4m

1000 l/h20 m3/h0.12 à 10 bars0.2 à 2 % 2 à 400 l/h0.43 bars4 m

Figure 10 : Principe de fonctionnement de la pompe hydraulique

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Figure 11 : Pompe doseuse électrique

Les pompes doseuses électriques sont précises et fiables. Elles permettent de disposer d’une gamme étendue de débits d’injection. Leur fonctionnement peut être complètement automatique. Plusieurs pompes électriques peuvent être montées en parallèle, ce qui permet d’injecter simultanément plusieurs solutions ; il existe également pour cela des doseurs équipés de plusieurs corps d’injection. Le seul inconvénient réside dans le fait de pouvoir disposer de l’énergie électrique pour la mise en service de telles pompes.

1.2.4. Autres accessoiresPour rendre le service attendu d’une station de pompage, appelée aussi station de tête de réseau, celle-ci doit contenir des équipements autres que le groupe moto-pompe, les filtres et l’injecteur d’engrais. L’importance de ces équipements (en nombre et en qualité) dépend du volume d’eau débité, de la pression assurée, de la source d’eau, de la taille de l’exploitation et du degré d’intensification des cultures.

Passons en revue les équipements les plus communément rencontrés :•Un clapet anti-retour : son rôle peut être déterminant dans le maintien à l’état

rempli d’eau de la colonne de refoulement, surtout lorsque celle-ci, contient un arbre de rotation et des pièces en caoutchouc nécessitant un refroidissement permanent.

•Un compteur volumétrique : il est intéressant pour comptabiliser le volume d’eau utilisé et sert de moyen de pilotage des irrigations.

•Un limiteur de débit et un régulateur de pression : leur effet se fait sentir lorsque la pression disponible est supérieure à la pression requise (raccordement à un réseau existant). Ainsi, les risques de “ coups de bélier ” sont éliminés.

•Une purge d’air : c’est un moyen très efficace pour éliminer l’air emprisonné dans les canalisations. Son utilisation est particulièrement indiquée dans les points culminants d’une exploitation à sol accidenté. En l’absence de cet instrument, le risque de cassure des canalisations est réel.

•des vannes : c’est une évidence de disposer de vannes dont le rôle est multiple : sectionnement, purge, limitation de débit, régulation de l’injection d’engrais.

•des manomètres : la simple lecture de la pression peut donner des indications précieuses sur l’efficacité de la filtration et sur l’état de fonctionnement du groupe moto-pompe.

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1.3. mATérIEl D’AmENéE D’EAUIl s’agit des canalisations qui vont véhiculer l’eau depuis la station de pompage jusqu’au pied des plantes. Leur dimension est raisonnée en fonction du débit transporté et de la pression supportée. Depuis l’amont vers l’aval, un réseau d’irrigation localisée comporte :

•une conduite principale : elle relie les différents porte-rampes jusqu’au point d’eau. Elle peut être fabriquée en polyéthylène (P.E.), en chlorure de polyvinyle (P.V.C) ou en amiante-ciment.

•des porte-rampes : ils alimentent les rampes d’irrigation par des départs sur un côté ou sur les deux côtés. Ils sont généralement en P.V.C rigide ou en P.E. flexible

•des rampes : ce sont les canalisations qui déterminent finalement les lignes de culture, fabriquées souvent en P.E, elles portent les distributeurs d’eau (goutteurs ou autres) régulièrement disposés sur la rampe. Celle-ci présente des diamètres allant de 12 à 32 mm.

Toutes ces conduites sont raccordées entre elles par des accessoires du type coudes, tés, réductions, colliers de prise de charge. En matière de disponibilité de ces différents types de canalisations, le commerce n’offre pas tous les diamètres voulus. Néanmoins, une gamme assez large de choix existe pour les diamètres. Le tableau 2 ci-après donne quelques caractéristiques des tubes en P.V.C, pour des pressions nominales allant de 4 à 16 bars. Il faut remarquer que chaque type de canalisation est caractérisé par un diamètre intérieur et un autre extérieur. La différence, c’est-à-dire l’épaisseur, a une relation directe avec la pression nominale tolérée par la canalisation. Le coût de ces canalisations est d’autant plus cher que le diamètre est grand et que la pression nominale est élevée.

1.4. OrGANEs DE DIsTrIbUTION D’EAUDans tout réseau d’irrigation localisée, l’eau véhiculée par les rampes est délivrée au voisinage des plantes par l’intermédiaire de distributeurs. Ceux-ci peuvent être apparents ou cachés, ou réduits à un simple orifice. Leur importance est capitale car ils représentent 25 à 35% du coût global de l’installation. Le service attendu de ces distributeurs est d’assurer un débit faible mais surtout régulier et constant, d’être peu sensibles à l’obstruction et au colmatage et d’être d’un entretien facile. Les distributeurs sont classés selon plusieurs critères :

TABLEAU 2Diamètres (en mm) intérieurs (d) et extérieurs (D) des tubes P.V.C, leur épaisseur (s) et leur poids (p) pour différentes pressions (PN)

D PN 4 bars PN 6 bars PN 10 bars PN 16 bars

s d p s d p s d p s d p

50637590

110125140160180200225250280315355400450500560630

1,81,81,82,22,52,83,23,64

4,54,95,56,27

7,98,99,811

12,4

59,471,486,4

105,6120

134,4153,6172,8192216

240,2269

302,6341

384,2432,2480,4538

605,2

0,540,640,81,21,31,92,43

3,94,85,96,59,8

12,815,118,423

28,828

1,81,92,22,73,23,74,14,75,35,96,67,38,29,2

10,411,7

----

46,459,270,684,6

103,6117,6131,8150,6169,4188,2211,8235,4263,6299,6334,2376,6

----

0,430,570,721,11,72,22,73,64,45,66,78,5

10,713,217

22,2----

2,43

3,64,35,36

6,77,78,69,6

10,811,913,415------

45,257

67,881,499,4113

126,6144,6162,8180,8203,4226,2253,2285

------

0,560,871,251,82,73,34,35,67

8,511

13,316,721,2

------

3,74,75,66,78,29,3

10,411,913,414,9

----------

42,653,663,876,693,6

106,4119,2136,2153,2174,2

----------

0,871,4

1,752,64

5,16,68,2

10,513,1

----------

17


1.4.1. Gaines et tubes poreuxDans ce cas, il n’y a pas de distributeur proprement dit. La canalisation assure à la fois la fonction de transport et celle de distribution. Etant donné que l’eau arrive avec une certaine énergie et que celle-ci doit être dissipée à la sortie de l’orifice, divers mécanismes sont utilisés à cette fin :

1.4.1.1. Gaines perforées à double-paroiC’est le cas de la gaine BI-WALL (figure 12). Elle est constituée de deux tubes en P.E. accolés l’un contre l’autre et munis d’un nombre considérable d’orifices (écartements de 15 à 360 cm). Le premier tube servant pour le transport est muni de perforations dissipatrices d’énergie ; celles du second tube servent à la distribution de l’eau. Le débit est souvent exprimé en litres d’eau par mètre de longueur. Il est de 1 à 8 l/m.l. suivant l’écartement des sorties et la pression de service (0,15 à 1 bar).

Figure 12. Gaine perforée bI-WAll

1.4.1.2. Gaine à cheminement longC’est le cas de la gaine T-TAPE (figure 13). La dissipation de l’énergie se fait par un cheminement long, se terminant par un orifice. L’eau circulant dans la rampe est conduite dans une sorte de labyrinthe avant de sortir à l’air libre par l’orifice. Le nombre de perforations et leurs écartements sont laissés au choix de l’utilisateur.

Figure 13 : Gaine à cheminement long.

1.4.2. GoutteursPar définition, ce sont des distributeurs ponctuels de l’eau. Cette dernière tombe donc en un point à la surface du sol, selon un débit faible variant de 2 à 8 l/heure à une pression de service de 1 bar (charge de 10 mètres colonne d’eau). C’est le véritable goutte-à-goutte.

1.4.2.1. Goutteurs à circuit long ou courtLe mode de dissipation de l’énergie à l’intérieur du goutteur constitue le mode de fonctionnement hydraulique de celui-ci. Lorsque la section de passage de l’eau est constante, le cheminement est dit long et uniforme. C’est le cas des tubes capillaires montés sur une rampe d’irrigation (figure 14). La dissipation de l’énergie se fait par frottement des particules d’eau le long de la paroi. Ils sont également dits à écoulement laminaire.

Pour les goutteurs à circuit long non uniforme, le filet d’eau est forcé à faire un cheminement dessiné sous forme de labyrinthe ou à rencontrer des chicanes (figure 15). L’écoulement est dit «turbulent».

18


1.4.2.2. Goutteurs en ligne ou en dérivationIl s’agit d’une distinction entre les goutteurs, basée sur leur mode de fixation sur la rampe. Les goutteurs montés en dérivation sont équipés d’un embout aménagé en “ tête de vipère ” pour permettre une fixation solide sur la rampe (figure 16). Ce type de goutteurs présente généralement un écoulement turbulent.

Le goutteur est monté en ligne (figure 17) lorsque tout le débit véhiculé par la rampe le traverse. Il est muni de deux embouts cannelés et son montage, qui se fait en usine et chez l’utilisateur, nécessite au préalable le sectionnement de la rampe.

Le goutteur intégré est exclusivement monté en usine, lors de l’opération dite d’extrusion. La dissipation de l’énergie se fait selon un cheminement long non uniforme et l’écoulement est de type turbulent.

Figure 14 : Goutteur à circuit long uniforme Figure 15 : Goutteur à circuit long non uniforme

Figure 16 : Goutteur en dérivation Figure 17 : Goutteur monté en ligne

1.4.2.3. Goutteurs autorégulants en non-autorégulantsLa sensibilité aux variations de pression est une caractéristique importante pour le praticien. Elle résulte de la relation qui existe entre le débit d’un goutteur et la pression au niveau de la rampe, selon la formule. :

Q = K . H x

dans laquelle Q = débit du goutteur (en l/h) K = Constante dimensionnelle H = pression s’exerçant dans la rampe ou charge exprimée en mètre colonne d’eau (mCE) x = exposant caractéristique du goutteur

Les goutteurs autorégulants sont caractérisés par un débit qui reste constant même lorsque la pression varie dans une certaine fourchette. Ces goutteurs sont également appelés à charge compensée. La régulation du débit est obtenue au

19


moyen d’une membrane placée au milieu du goutteur et qui, en se déformant, obture plus ou moins l’orifice de passage (figure 18).

Figure 18. Exemple de goutteur autorégulant

Les goutteurs non-autorégulants ne sont pas équipés pour contrecarrer les variations de la pression. Ainsi, lorsque celle-ci s’accroît, le débit augmente et inversement. A l’opposé, la valeur du débit plafonne lorsque la pression varie entre deux valeurs seuils dans le cas des goutteurs autorégulants. C’est ce qui ressort de la figure 19.

Figure 19 : loi débit-pression pour les goutteurs non-autorégulants (A) et autorégulants (b)

1.4.3. DiffuseursCe sont des distributeurs d’eau dont le débit varie d’environ 20 à 60 l/h. Contrairement aux goutteurs, la zone mouillée est une tâche dont la forme est variable selon le type de diffuseurs : un disque pour ceux à jet fixe ou à jet tournant, une tâche en demi-cercle pour ceux équipés en déflecteurs. Les diffuseurs sont montés en dérivation, soit directement sur la rampe (figure 20), soit sur un support.

Débit Débit

Figure 20 : Exemple de diffuseur

20


1.4.4. Ajutages calibrésL’exemple le plus connu est le procédé BAS-RHONE. Les distributeurs sont caractérisés par des orifices assez grands (1.2 à 2.1 mm) assurant un débit allant de 35 à 100 l/heure à une pression de 1 bar. Ils sont de ce fait peu sensibles au bouchage. L’eau sortant sous forme de jet nécessite la présence d’un manchon qui recouvre le distributeur agissant comme brise-jet. Les ajutages sont spécialement conçus dans le cas de vergers. L’eau percole au pied des arbres et nécessite l’aménagement de rigoles à l’image de l’irrigation gravitaire.

2. CHOIX DU mATérIEl D’IrrIGATION lOCAlIsEE

2.1. CHOIX DU GrOUPE DE POmPAGELe choix du moteur destiné à entraîner la pompe d’une station de pompage doit se faire en fonction de :

• la puissance absorbée par la pompe ;• la source d’énergie disponible (électrique ou thermique)• le type de pompe

La puissance absorbée par la pompe se présente sous forme d’une courbe parabolique (figure 21). Cette courbe est plongeante pour les pompes centrifuges. Elle se relève plus nettement dans le domaine de faibles débits pour les pompes à hélice.

H= hauteur manométrique totale (mCE) ; Q= débit (m3/s) ; P= puissance (KW) ; η = rendement (%)

Figure 21. Courbes caractéristiques des pompes centrifuge (A) et à hélice (b)

Ainsi, le choix de la pompe est dicté par plusieurs paramètres dont :• la hauteur manométrique totale (HMT) :c’est la différence de pression en mètres

colonne d’eau entre les niveaux d’aspiration et de refoulement, majorée des différentes pertes de charge (J) occasionnées par le mouvement de l’eau dans les canalisations

HMT = Hgéométrique + Jaspiration + Jrefoulement

• le rendement : chaque type de pompe présente une valeur maximale de rendement, au voisinage de laquelle il faudra s’efforcer d’utiliser la pompe. A titre indicatif, le tableau 3 donne un ordre de grandeur du rendement optimum des pompes centrifuges.

21


• la puissance : la puissance absorbée sur l’arbre de la pompe est donnée par la formule

P = Q. HMT. ρ / 102,2 η

Où P : puissance absorbée en KW (retenir que 1 KW = 1,36 CV) Q : débit en l/s ρ : masse volumique de l’eau (kg/dm3) η : rendement de la pompe HMT : hauteur manométrique totale en mètres colonne d’eau

La puissance à fournir par le moteur est fonction de la puissance absorbée par la pompe et pour le point de fonctionnement considéré. Toutefois, il sera prudent de majorer la puissance absorbée par la pompe des pourcentages suivants :

20 % si la puissance absorbée est comprise entre 4 et 20 KW10 % si la puissance absorbée est supérieure à 20 KW

D’où la formule :

Pmoteur = (1,10 à 1,20) Ppompe / ηmoteur

Où Pmoteur puissance à fournir par le moteur (KW) Ppompe : puissance absorbée par la pompe (KW) ηmoteur : rendement du moteur (0,8 si moteur neuf, 0,7 si moteur usagé)

Généralement, le choix de la pompe se fait selon le catalogue du constructeur. A titre d’exemple, une pompe immergée du type WINNER E 15/4 (figure 22) sera composée de 4 cellules, servira pour des hauteurs manométriques totales HMT allant jusqu’à 20 mCE. Son rendement optimum de l’ordre de 55 % se traduira par un volume d’eau débité de 12 à 16 m3/heure. La puissance consommée sera de 0.24 KW/étage, soit 0.24 x 4 = 0.96 KW.

TABLEAU 3Ordre de grandeur de rendement (η) des pompes centrifuges

Caractéristiques basse pression (H < 5 m)

Haute pression (H > 20 m)

Q (l/s) 3 25 2 25 100η 0.56 0.78 0.53 0.81 0.84

22


Figure 22. Caractéristiques d’une pompe immergée type WINNEr E15/4

2.2. CHOIX DEs CANAlIsATIONsDans un réseau d’irrigation localisée, les canalisations considérées sont la rampe portant les distributeurs d’eau, les porte-rampes et les canaux d’amenée. Elles sont toutes de section circulaire et sont fabriquées en P.E. pour les rampes et en P.V.C pour les portes-rampes et les canaux d’amenée.

Une canalisation donnée est caractérisée par son diamètre et par la vitesse de circulation d’eau, selon la formule :

Q = V. S

Où Q : débit en m3/s V : vitesse en m/s S : section en m2

Le frottement des particules d’eau le long des parois donne lieu à une dégradation de l’énergie en chaleur appelée perte de charge (J). On distingue la perte de charge linéaire observée le long des canalisations et la perte de charge singulière qui se produit dans des singularités (coude, Té, vanne, crépine...). Pour les conduites circulaires en P.E. ou en P.V.C, l’équation de BLASIUS est adoptée pour le calcul des pertes de charge :

J = 47.8 D-4.75 Q1.75

Où J : en g/cm2/mètre de longueur D : mm Q : l/heure

La perte de charge linéaire (Jl) est donc fonction du diamètre et du débit. La perte de charge singulière (Js) est de 10 à 20 % de Jl. La perte de charge totale (Jt) est la somme de ces deux grandeurs.

23


Jt = Jl + Js

Le calcul des pertes de charge est fastidieux lorsqu’il est réalisé à la main. D’où le recours aux logiciels informatiques, à des nomogrammes ou à des abaques (figure 23).

En définitive, le choix d’une canalisation doit être optimisé par la recherche de :

• Un diamètre suffisamment grand pour que les pertes de charge soient les plus faibles possibles mais avec une vitesse d’écoulement supérieure à 0.5 m/s.

• Un diamètre suffisamment petit pour que le coût d’installation soit raisonnable, avec des pertes de charge tolérables et une vitesse d’écoulement inférieure à 2.0 m/s.

Le diamètre économique peut être choisi en fonction du débit, par la relation :

Q diamètre = lorsque Q est exprimé en m3/s.

Le choix de la vitesse d’écoulement est tout aussi important car si :• V < 0.5 m/s , il y a risque de sédimentation des particules non dissoutes dans

la rampe, d’où bouchage des goutteurs ;• V > 2.0 m/s, il y a risque de cavitation et cassure des canalisations.

Le tableau 4 offre un choix entre différentes canalisations, en fonction du débit véhiculé, des pertes de charge et de la vitesse. D’un autre côté, il est normal que la vitesse diminue au fur et à mesure que l’on s’éloigne de la station de pompage. Un réseau d’irrigation localisée est constitué de quelques centaines, voire quelques kilomètres linéaires. Puisque le débit va en diminuant, on est souvent obligé de diminuer la section pour augmenter la vitesse. C’est ce qui se fait en réalité pour les porte-rampes. Le tableau 5 donne une composition de porte-rampe (un ou plusieurs diamètres télescopés) de façon à limiter les pertes de charge à moins de 1 mCE.

24


Figure 23. Abaque de calcul des pertes de charge dans les tuyaux en P.E. et en P.V.C

25


TABLEAU 4 Choix des canalisations en fonction des pertes de charge (J), de la vitesse (V) et du débit (Q)

Q : débit (l/s) V : vitesse (m/s) J : perte de charge (mCE/km de longueur) D : diamètre extérieur (mm)Q D-50 D-63 D-75 D-90 D-110 D-125 D-140 D-160 D-180 D-200 D-225 D-250

V J V J V J V J V J V J V J V J V J V J V J V J

1.5 0.90 18.5 0.55 5.8

2.0 1.20 32.0 0.74 10.0 0.52 4.2

2.5 1.50 47.8 0.92 15.0 0.64 6.3 0.45 2.7

3.0 1.80 67.0 1.11 20.3 0.77 8.8 0.54 3.7

3.5 2.10 88.0 1.29 27.5 0.90 11.7 0.63 4.9

4.0 2.40 112.0 1.47 35.0 1.03 15.0 0.72 6.3 0.48 2.3

4.5 1.66 43.5 1.17 18.8 0.81 7.8 0.54 2.9

5.0 1.84 52.2 1.29 22.5 0.90 9.5 0.60 3.5 0.46 1.9

5.5 2.03 63.0 1.42 27.0 0.99 11.2 0.66 4.2 0.51 2.3

6.0 2.20 73.0 1.55 31.0 1.08 13.2 0.72 4.9 0.56 2.7

6.5 2.40 85.0 1.68 36.0 1.17 15.2 0.78 5.7 0.61 3.1 0.48 1.8

7.0 1.80 41.0 1.26 17.4 0.84 6.5 0.65 3.5 0.52 2.1

7.5 1.93 46.5 1.36 20.0 0.90 7.4 0.70 4.0 0.56 2.4

8.0 2.07 52.5 1.45 23.0 0.96 8.3 0.75 4.5 0.59 2.6

8.5 2.19 59.0 1.54 25.2 1.02 9.4 0.79 5.1 0.63 3.0 0.48 1.5

9.0 2.32 65.5 1.63 27.9 1.08 10.4 0.84 5.6 0.67 3.3 0.51 1.7

9.5 2.46 72.0 1.72 30.8 1.14 11.5 0.89 6.2 0.71 3.6 0.54 1.9

10 1.81 32.7 1.20 12.6 0.93 6.8 0.74 4.0 0.57 2.1 0.45 1.2

12 2.17 46.5 1.44 17.5 1.12 9.5 0.89 5.5 0.68 2.9 0.54 1.6

14 2.52 62.0 1.68 23.4 1.30 11.6 1.04 7.3 0.79 3.8 0.62 2.1 0.51 1.4

16 1.92 29.5 1.49 16.0 1.19 9.4 0.91 4.9 0.71 2.7 0.58 1.6 0.46 1.0

18 2.15 36.2 1.67 19.7 1.34 11.5 1.02 6.0 0.80 3.4 0.65 2.0 0.52 1.2

20 2.38 44.3 1.86 24.1 1.48 14.0 1.14 7.1 0.89 4.1 0.72 2.5 0.57 1.4 0.46 0.8

25 2.97 66.1 2.32 36.2 1.85 20.1 1.42 11.3 1.11 6.1 0.91 3.7 0.72 2.1 2.1 1.3

30 2.77 50.0 2.21 29.4 1.69 15.3 1.33 8.7 1.08 5.2 0.86 3.0 0.69 1.8

35 2.58 38.5 1.98 20.5 1.56 11.4 1.26 6.9 1.00 3.9 0.81 2.3

40 2.26 25.9 1.78 14.5 1.44 8.9 1.15 5.0 0.92 3.0

45 2.53 32.0 2.00 18.3 1.63 11.0 1.29 6.3 1.04 3.7

50 2.23 22.2 1.81 13.3 1.43 7.6 1.16 4.5

55 2.45 26.1 1.99 15.8 1.58 9.0 1.27 5.4

60 2.15 18.6 1.72 10.5 1.38 6.3

65 2.33 21.5 1.87 12.3 1.50 7.2

70 2.52 24.5 2.00 14.0 1.61 8.3

75 2.15 16.2 1.72 9.4

80 2.30 17.9 1.84 10.7

85 2.43 20.0 1.95 11.8

90 2.58 22.2 2.07 13.1

95 2.18 14.3

100 2.29 15.8

110 2.52 18.7

26


TABLEAU 5Composition (longueur l, diamètreφ) d’un porte-rampe, en fonction de sa longueur, du débit véhiculé, de façon à limiter les pertes de charges à moins de 1 mCE (100g/cm2).

2.3. CHOIX DEs FIlTrEsLa présence d’un hydrocyclone est justifiée lorsque les particules à filtrer sont des grains de sable par exemple. Il est conseillé dans une station de pompage installée au niveau d’un puits ou un forage nouvellement aménagé. Mais chaque appareil fonctionne dans un intervalle précis de débits. Il doit donc être choisi de façon bien adaptée au débit à filtrer.

Le filtre à sable est le plus indiqué pour la filtration des particules organiques du type algue. Pour ce faire, le sable doit être roulé et d’une seule granulométrie pour permettre une filtration homogène.

Il n’est pas judicieux de choisir un gros filtre à sable pour filtrer un débit trop important. Mieux vaut choisir une batterie de filtres à sable pour faire le même travail. A titre d’exemple, si le débit à filtrer est de 90 m3/h, il faut opter pour 3 filtres de 30 m3/h chacun et qui seront montés en parallèle.

Le filtre à tamis complète le travail du filtre à sable lorsqu’il est placé à l’aval de celui-ci. Il peut ainsi arrêter les particules organiques qui ont à peu près la même densité que l’eau. La dimension des mailles détermine l’efficacité et les limites pratiques d’emploi. Il faut donc connaître les ouvertures des mailles du filtre utilisé.

Ainsi, les tamis sont classés selon le nombre d’ouvertures par pouce (mesh) de tamis. Le tableau 6 donne la relation entre le nombre de mesh et les ouvertures correspondantes.

Débit en

Longueur de l’antenne de distribution (m)

tête (m3/h)

50 60 70 80 90 100 120 140 160 180 200

150m28

L Φ60m28 70m28 80m28 90m28 100m28 120m28 140m28 160m28 180m28 10m28

190m35,2

2

50m28 10m35,2

50m28

10m35,2

60m28

20m35.2

60m28

30m35.2

60m28

40m35.2

60m28

60m35.2

60m28

80m35.2

60m28

120m35.2

40m28

10m44

130m35.2

40m28

20m42

150m35.2

30m28

3

20m35.2

30m28

30m35.2

30m28

40m35.2

30m28

60m35.2

20m28

10m44

50m35.2

30m28

10m44

90m35.2

30m44

60m35.2

30m28

50m44

60m35.2

30m28

70m44

50m35.2

40m28

90m44

60m35.2

30m28

110m44

90m35.2

4

50m35.2 10m44

50m35.2

20m44

50m35.2

30m44

50m35.2

30m44

60m35.2

40m44

60m35.2

70m44

50m35.2

110m44

30m35.2

10m55.4

120m44

30m35.2

20m55.4

130m44

30m35.2

30m55.4

170m44

5

20m44

30m35.2

20m44

40m35.2

30m44

40m35.2

50m44

30m35.2

60m44

30m35.2

20m55.4

50m44

30m35.2

30m55.4

60m44

30m35.2

30m55.4

70m44

40m35.2

40m55.4

90m44

30m28

60m55.4

70m44

50m35.2

70m55.4

100m44

30m35.2

6

30m44

20m35.2

40m44

20m35.2

60m44

10m35.2

10m55.4

40m44

30m35.2

10m55.4

80m44

20m55.4

50m44

30m35.2

30m55.4

90m44

50m55.4

60m44

30m35.2

60m55.4

100m44

80m55.4

100m44

120m55.4

80m44

7

50m44 10m55.4

50m44

10m55.4

60m44

20m55.4

60m44

30m55.4

30m44

30m35.2

30m55.4

70m44

50m55.4

40m44

30m35.2

70m55.4

40m44

30m35.2

90m55.4

40m44

30m35.2

110m55.4

70m44

140m55.4

60m44

8

10m55.4

40m44

10m55.4

50m44

20m55.4

50m44

30m55.4

50m44

40m55.4

50m44

40m55.4

60m44

60m55.4

60m44

90m55.4

50m44

120m55.4

40m44

10m66

130m55.4

40m44

20m66

140m55.4

40m44

9

10m55.4

40m44

20m55.4

40m44

30m55.4

40m44

40m55.4

40m44

40m55.4

50m44

50m55.4

50m44

80m55.4

40m44

110m55.4

30m44

10m66

150m55.4

30m66

120m55.4

30m44

50m66

110m55.4

40m44

10

20m55.4

30m44

20m55.4

40m44

30m55.4

40m44

40m55.4

40m44

50m55.4

40m44

70m55.4

30m44

120m55.4 20m66

90m55.4

30m44

30m66

130m55.4

50m66

130m55.4

70m66

130m55.4

27


Mais il faut également connaître la taille des particules à filtrer pour bien orienter le choix d’un filtre à tamis. Le tableau 7 présente la relation entre la taille des particules et le nombre de mesh.

Ainsi, un filtre à tamis de 200 mesh (passage de 75 microns) ne retiendra qu’une partie du sable très fin, alors qu’il laissera passer les limons et les argiles.

D’un autre côté, un filtre quelconque développera une capacité de filtration donnée et qu’il faudra adapter au débit disponible. Egalement, le filtre donne lieu à une perte de charge au passage de l’eau et qu’il faudra comptabiliser lors du calcul de la hauteur manométrique totale. En résumé, la consultation du catalogue du constructeur (figure 24) peut aider l’utilisateur à faire son choix.

A titre d’exemple, la filtration d’un débit de 45 m3/h peut se faire à l’aide d’un filtre à tamis à 120 mesh, de 3 pouces (modèle 7500) et donne lieu à une perte de charge de 0.15 bars (ou 150 g/cm2).

Le filtre à disques est souvent installé à l’aval de la station de pompage, derrière l’injecteur d’engrais. Il permet de filtrer toutes les particules qui passent l’obstacle du filtre à sable et du filtre à tamis, telles que les grains de limon. Fabriqué en matière plastique noire, il évite le développement d’algues et il n’est pas corrodable.

Pour une question d’utilisation pratique, la couleur des éléments filtrants (disques ou lamelles) est codifiée de telle façon que chaque couleur correspond à une capacité de filtration déterminée, c’est-à-dire, un nombre de mesh donné et un vide de maille donné.

TABLEAU 6Correspondance entre mesh et ouvertures du filtre à tamis

Nombre de mesh Vide de mailles en microns204080140200

84042017210575

TABLEAU 7Taille des particules et nombre de mesh

Classe de texture Granulométrie en microns Nombre de meshSable très grossier

Sable grossierSable moyen

Sable finSable très fin

LimonArgile

1000 à 2000500 à 1000250 à 500100 à 25050 à 1002 à 50

inférieur à 2

18 à 1035 à 1860 à 35

160 à 60270 à 160

--

28


Figure 24. Choix du filtre à tamis en fonction du débit et des pertes de charge.

A titre d’illustration, le tableau 8 présente les différentes couleurs adoptées par la société LEGO pour les disques de leurs filtres, avec une correspondance du type de filtration et du champ d’application.

2.4. CHOIX DEs DIsTrIbUTEUrsDans le paragraphe traitant de la filtration, il est clair que toutes les particules fines ne sont pas totalement éliminées. Une certaine proportion parvient jusqu’aux

TABLEAU 8Code des couleurs adopté par la société lEGO (*) pour les lamelles de filtration

CouleurVide de mailles

(microns)

Nombre de mesch

Type de filtration

Application conseillées

vert-clair 5 3000 Eau potable,

rose 10 1500 FINE piscine,

vert foncé 20 750 applications

noir 50 300 industrielles

brun 75 200

rouge 100 150 NORMALE goutte-à-goutte

bleu 125 120

vert 150 100

gris 175 85

bleu clair 200 75 GROSSIERE aspersion,

jaune 300 50 préfiltration,

olive 500 30 jardins.

(*) Références présentées dans la liste des fournisseurs (Annexe 3)

29


distributeurs. Il faut donc faire un choix judicieux lors de l’acquisition du matériel et pour une bonne exploitation de ce matériel.

En raison de la faible section d’écoulement du goutteur (inférieure à 2mm), la fabrication doit être précise. De petites différences de diamètre entraînent des variations assez grandes de débit. De plus, les faibles sections s’obstruent facilement. L’augmentation de la section diminuerait la perte de charge, donc accroîtrait le débit. Aussi se trouve-t-on devant deux exigences contradictoires : obtenir un faible débit moyennant une forte perte de charge, et conserver une section importante pour éviter l’obstruction. Ce qui explique la grande variabilité de distributeurs actuellement disponibles.

En France, le CEMAGREF (1992) a développé trois critères pour apprécier la qualité des distributeurs d’eau :

L’homogénéité de fabrication, par le calcul du coefficient de variation du débit.La tolérance aux variations de pression, par la connaissance du coefficient x de

la loi débit-pression (Q = KHx).La sensibilité à l’obstruction physique, par l’étude du comportement du goutteur

vis-à-vis de 5 niveaux croissants de filtration.

D’une façon générale, les goutteurs à orifice présentant une section de passage de 0.2 à 0.6 mm de diamètre, pour un débit de 2 à 10 l/h, sont sensibles à l’obstruction. La section d’un goutteur à cheminement long, ayant 0.5 à 1.4 mm de diamètre, et un débit de 2 à 8 l/h, sont peu sensibles au colmatage. Les goutteurs autorégulants présentent une valeur de l’exposant x (loi débit-pression) inférieure à 0.5. Ils sont préférables dans les sols accidentés mais leur coût est élevé. Le choix du distributeur est également dicté par la texture du sol, qui elle-même détermine le pourcentage d’humidité du sol. Le tableau 9 suivant donne une idée sur l’importance du bulbe humide en fonction du débit des goutteurs et de la texture du sol.

La surface mouillée du sol sous un goutteur augmente avec la finesse de la texture du sol, le débit du goutteur et le nombre d’applications d’eau. Keller et Karmelli (1974) ont établi un tableau donnant une estimation du volume mouillé pour différents écartements et débits des goutteurs et différents types de sols (tableau 10 ).

TABLEAU 9 Diamètre (φ, m) et section horizontale (S, m2) du bulbe et écartement (E, m) minimum entre goutteurs sur la rampe pour l’obtention d’une bande humide continue en fonction du débit du goutteur (g) et de la texture du sol (G : grossier ; M : moyen ; F : fin)q (l/h) 1.5 2 4 8 12

sol G M F G M F G M F G M F G M FφSE

0.250.050.2

0.600.280.5

0.100.950.9

0.400.130.3

0.850.570.7

1.201.131.0

0.750.440.6

1.201.131.0

1.602.011.3

1.201.131.0

1.602.011.3

2.103.461.7

1.602.011.3

2.003.141.6

2.504.912.0

30


En général, il est admis que :• le nombre et le débit des goutteurs doivent être choisis pour qu’environ 33 % de

la surface du sol soit humectée en climat aride et 20 % en climat humide.• pour les arbres fruitiers, il faut prévoir 1 goutteur pour 6 à 9 m2 en sol lourd, par

4 à 6 m2 en sol moyen et 2 à 4 m2 par sol léger en zone aride ; et 1 goutteur par 9 à 12 m2 en sol lourd, par 6 à 9 m2 en sol moyen et par 3 à 6 m2 en sol léger en zone tempérée.

• les écartements suivants entre goutteurs peuvent être adoptés dans le cas de vergers :• 0.75 à 1,00 m en sol léger• 1.25 à 1.50 m en sol moyen• 1.75 à 2.00 m en sol lourd

• dans le cas de cultures maraîchères, prévoir les écartements suivants entre goutteurs le long d’une rampe :• sur sol léger : 30 à 40 cm si goutteurs de 2 l/h 50 à 60 cm si goutteurs de 4 l/h• sur sol moyen : 50 à 60 cm si goutteurs de 2l/h 60 à 70 cm si goutteurs de 4 l/h• sur sol lourd : 50 à 70 cm si goutteurs de 1 l/h 60 à 80 cm si goutteurs de 2 l/h

Enfin, la longueur de la rampe est fonction du type de goutteur et de la pente du terrain. Le constructeur donne généralement les longueurs maximales autorisées en fonction du type de fonctionnement hydraulique du goutteur. Ces longueurs sont de loin supérieures pour les autorégulants par rapport aux non-autorégulants. Nous reproduisons ci-après un tableau des longueurs maximales proposées pour un goutteur non-autorégulant au type bouton (tableau 11).

TABLEAU 10Pourcentage de sol humidifié pour différents écartements entre les rampes et en fonction des débits et de la texture du sol (G : grossière ; m : moyenne ; F : fine)

Ecartements entre les débit du goutteur (l/h)

rampes 4 8 12

(m)G

(0.6)*

m

(1.0)

F

(1.3)

G

(1.0)

m

(1.3)

F

(1.7)

G

(1.3)

m

(1.6)

F

(2.0)1.01.52.02.53.03.54.04.55.06.0

80534032262320181614

100806048403430262420

1001008064534640363227

100806048403430262420

1001008064534640363227

10010010080675750444034

1001008064534640363227

10010010080675750444034

100100100100806860534840

* espacement recommandé entre les goutteurs le long de la rampe.

31


D’après le tableau 11, la longueur permise de la rampe est fortement influencée par l’existence d’une pente. Elle diminue presque de moitié lorsque une pente négative de 5 % devient positive d’autant.

Par ailleurs, le choix du distributeur doit prendre en considération les pertes de charge occasionnées le long de la rampe qui porte ces distributeurs. Ainsi, pour un goutteur autorégulant débitant 4 l/h, les pertes de charge augmentent d’une façon exponentielle lorsque la longueur de la rampe augmente. Dans l’exemple de la figure 25, des goutteurs espacés de 50 cm sur la rampe, engendrent une perte de charge de 4mCE lorsque la longueur de la rampe est de 60 m, et de 16 mCE lorsque celle-ci est de 100 m. En conclusion, même si le goutteur autorégulant permet d’adopter des longueurs importantes de la rampe, il faut que la perte de charge engendrée soit située dans des limites tolérées.

Figure 25 : Pertes de charge le long de la rampe pour des goutteurs autorégulants de 4 l/h, en fonction de la longueur et de l’écartement des goutteurs

TABLEAU 11longueur maximale de la rampe 13/16, équipée en goutteurs non- autorégulants de 4 l/h, avec une variation de débit de 3.75 %.

Pente (%) Distance entre goutteurs (m)0.30 0.40 0.50 0.60 0.80 1.00

-5-4-3-2-1

41.740.839.837.536.0

5452

50.447.645.2

66.063.060.557.554.0

76.873.870.266.662.4

89.694.489.084.077.6

46.0114.0107.0100.092.0

0 33.9 42.4 50.0 57.0 70.4 82.0+1+2+3+4+5

31.829.727.625.523.7

38.835.632.429.625.8

45.040.536.532.529.0

51.045.039.634.830.6

60.852.044.037.632.2

69.058.048.040.034.0

32


3. GEsTION DE l’IrrIGATION ET DE lA FErTIGATION

3.1. PIlOTAGE DEs ArrOsAGEs3.1.1. Notion de ET0

La satisfaction des besoins en eau des cultures repose tout d’abord sur la connaissance du pouvoir d’évaporation du climat local. Celui-ci est apprécié au moyen d’une grandeur appelée “ Evapotranspiration potentielle ” (ETP). Elle a été définie comme étant celle d’un couvert de gazon remplissant les conditions suivantes :

• en croissance active• étendu (pour éviter l’effet d’oasis)• court et dense (éviter la formation d’un microclimat ainsi que des turbulences

aériennes)• ne manquant pas d’eauLe concept de l’ETP est aujourd’hui dépassé. Il est remplacé par celui de

l’évapotranspiration de la culture de référence (ET0). Celle-ci est, soit mesurée, soit calculée.

A. Mesure de ET0 :Elle s’effectue au moyen d’un lysimètre gazonné. Celui conçu dans la région

d’Agadir (SIRJACOBS, 1988) est d’une installation simple et peu onéreuse. Il peut être utilisé aussi bien dans le cas d’un couvert gazonné que dans le cas des cultures (figure 26).

Figure 26 : Conception d’un lysimètre à drainage libre

33


La mesure de ET0 constitue la différence entre la quantité d’eau apportée (A) et le volume d’eau drainée(D) :

ET0 = A - D ± Variation du stock en eau

La variation du stock en eau dans la cuve lysimétrique est négligée du moment où les mesures se font à l’échelle de la journée. Une autre méthode de mesure de ET0 est donnée par les bacs évaporants, dont le plus connu est le bac “ USWB Class A ”. Celui-ci présente les dimensions illustrées dans la figure 27. L’évaporation propre à un bac donne (Ebac) et doit être convertie par un coefficient empirique (Kb :coefficient du bac) en la valeur de Eto :

ET0 = Kb. Ebac

Le coefficient Kb tient compte des conditions environnantes du bac, en particulier :

• du taux de couverture du sol par le végétal• de l’exposition du bac par rapport à la direction des vents dominants• de la vitesse du vent• de l’humidité relative de l’air• de la proximité du brise-vent.

Le tableau 12 donne les valeurs de Kb en fonction de ces caractéristiques.

Figure 27 : Dimensions du bac “ UsWb Class A ”.

34


B. Calcul de ET0

De nombreuses formules sont proposées depuis plus de 40 ans. Le tableau 13 présente certaines de ces formules, qui diffèrent selon leur degré d’élaboration. La formule de Blaney-Criddle utilise, par exemple, les paramètres de température moyenne mensuelle et la durée théorique d’insolation. Celle de Haude utilise la température et l’humidité relative. La formule qui est actuellement largement utilisée dans le monde est celle de PENMAN-modifiée. Doorenbes et Pruitt (1975) présentent dans le Bulletin de la FAO n°24 une méthodologie simplifiée pour estimer les valeurs de ET0 dans des régions spécifiques.

3.1.2. Coefficient cultural (Kc)Le coefficient cultural permet de quantifier l’évapotranspiration de la culture envisagée à partir de ET0, selon la formule :

ET culture = Kc ET0

Kc est donc une donnée de la culture dont la valeur dépend de :• l’espèce végétale, voire même la variété ,• les dates de semis ou de plantation• la longueur du cycle de la culture• les stades de croissance de la plante

Les valeurs de Kc varient généralement entre 0 et 1. Il arrive qu’elles dépassent la valeur maximale pour atteindre 1.1 ou 1.2. L’évolution type du coefficient cultural est comme suit :

• 0.2 à 0.5 en période d’installation de la culture• 0.5 à 1.0 en période de croissance active• 1.0 à 1.2 en période de pleine récolte• 0.6 à 0.8 en fin de cultureIl est impératif de se référer aux données régionales de la culture pour définir

la courbe d’évolution du coefficient cultural et, par conséquent, de quantifier les

TABLEAU 12Coefficient Kb du bac “ UsWb Class A ” en fonction des conditions environnantes

Emplacement du bac “ Class A ” en milieu verdoyant en milieu aride

Humidité relative de l’air (%) < 40 40-70 > 70 < 40 40-70 > 70

Parcours du vent (km/j)

Proximité du brise-vent (m) Kb

Proximité du brise-vent (m) Kb

< 175

175-425

425-700

> 700

110

1001000

110

1001000

110

1001000

110

1001000

.55

.65

.70

.75

.50

.60

.65

.70

.45

.55

.60

.65

.40

.45

.50

.55

.65

.75

.80

.85

.60

.70

.75

.80

.50

.60

.65

.70

.45

.55

.60

.60

.75

.85

.85

.85

.65

.75

.80

.80

.60

.65

.80

.80

.50

.60

.65

.65

110

1001000

110

1001000

110

1001000

110

1001000

.70

.60

.55

.50

.65

.55

.50

.45

.60

.50

.45

.40

.50

.45

.40

.35

.80

.70

.65

.60

.75

.65

.60

.55

.65

.55

.50

.45

.60

.50

.45

.40

.85

.80

.75

.70

.80

.70

.65

.60

.70

.65

.60

.55

.65

.55

.50

.45

35


besoins en eau de la culture. A défaut de ces données, on peut se référer aux valeurs approximatives fournies par Doorenbes et Pruitt (1975).

3.1.3. besoins en eau des culturesLes besoins en eau d’irrigation représentent le volume et la fréquence des applications d’eau nécessaires pour satisfaire les exigence de la culture et compenser les déficits en eau pendant une saison donnée.

L’irrigation n’est jamais efficace à 100 %, et il faut prévoir une certaine marge de fluctuation en raison des pertes inévitables et évitables, y compris la perte par percolation ou la fuite d’eau à partir des canalisation ou autres. Pour cette raison, on distingue les besoins en eau bruts (Ib) et les besoins en eau nets (In). Les deux grandeurs sont liées par la relation :

In = Ib x Ea

dans laquelle Ea est l’efficacité d’application de l’eau. En irrigation localisée, Ea doit être supérieure à 0.90. Par ailleurs, les besoins en eau bruts (Ib) sont quantifiés par l’évapotranspiration (ET) de la culture de laquelle on déduit les précipitations efficaces (Pe). La notion de pluie efficace est très discutée selon les auteurs et les situations géographiques. Pour certains, une pluie journalière de moins de 5 mm ou supérieure à 75 mm n’est pas efficace. Pour d’autres, elle est efficace à 80 % lorsqu’elle est supérieure à 12 mm. En définitive, et pour les besoins de planification préliminaire, on peut calculer la demande annuelle de l’eau d’irrigation (Ib), y compris les besoins de lessivage, selon la formule :

EaLRPecultureETIb 1

1)(

⋅−

−=

TABLEAU 13Formules d’estimation de l’évapotranspiration de la culture de référence (ET0)

FOrmUlE FOrmE mATHEmATIQUE PArAmETrEs rEmArQUEs

BLANEY-CRIDDLEUSA. 1945

température (t)durée théorique d’insolation (p)

très répandueEtcult=kc.ETo

THORNTHWAITEUSA. 1948

température (t) ETCult= = ETo

HAUDEAllemagne . 1952

températurehumidité relative

valable dans des climats humides

TURCFrance. 1954

radiation (H)température (t)humidité relative (R)

utilisation dans des zones arides

MAKKINGUSA.1957

Température radiation solaire (Rs)

valable dans des climats aridesEtcult=kc.ETo

PAPADAKISArgentine. 1965

Température humidité relative

valable dans des climatshumides ETcult

= ET0

PENMANAngleterre 1948

Températuredurée d’insolation radiation (R)humidité relativevitesse du vent

ETcult = kc.ET0

p100

32t1.825.4ET 0 ⋅

+⋅⋅=

a

ItLD

⋅

⋅⋅= 101.6ET 0

f)e(eET 10 ⋅−=

)70

501(

1540.0)50(ET 0

R

t

tH

−+⋅

⋅⋅⋅+=

SR⋅+∆∆

=γ

ET 0

)e(e5625.0ET 10 −⋅=

γγ

+∆⋅+⋅∆

=aER

ET 0

36


où : ET(culture)= évapotranspiration de la culture (mm) Pe = précipitations efficaces (mm) L.R. = lessivage requis Ea = efficacité d’application de l’eau (%)

L’efficience du lessivage varie avec le type de sol : 0.30 pour les argiles gonflantes, 0.50 à 0.60 pour les sols à texture moyenne et 1.00 pour un sol sableux. Lors de l’élaboration d’un projet d’irrigation localisée, ce sont les besoins en eau en jour de pointe qui sont pris en considération.

3.1.4. Dose d’arrosageC’est la quantité d’eau à apporter en une seule intervention. Elle tient compte essentiellement des propriétés physiques du sol présentées au tableau 14.

On déduit la dose nette maximale (DNM) du sol par la formule :

100)(f PHZHPFHCCDNM ⋅⋅−⋅=

dans laquelle : DNM = dose nette maximale (mm) f = facteur dépendant de la culture HCC = humidité à la capacité au champ du sol (mm/m de profondeur) HPF = humidité au point du flétrissement (mm/m de profondeur) Z = profondeur d’enracinement du sol (m) PH= pourcentage effectivement humidifié

Les valeurs de f peuvent être déduites de la façon suivante : f= 0.67 : culture à enracinement profond et de faible valeur ajoutée f= 0.50 : culture de valeur moyenne avec enracinement moyen f= 0.33 : culture de haute valeur ajoutée avec enracinement superficiel

Des valeurs de f, aussi faibles que 0.20 peuvent être utilisées lorsqu’il s’agit de cultures très délicates. En réalité, la signification de 0.20 veut dire que l’irrigation est déclenchée lorsque 20% à peine de la réserve en eau utile du sol sont entamés.

La profondeur d’enracinement est également liée au type de culture.A retenir que :• Cultures maraîchères : profondeur de 0,40 à 0.60 m• Cultures arboricoles : profondeur de 0.60 à 1.00 m

TABLEAU 14Caractéristiques physiques du sol

Texture du sol Perméabilité Porositémasse

VolumiqueCapacité de rétention

Point de flétrissement

réserve utile

cm.h-1 % kg.dm-3 % vol. % vol.mm/m

profondeurSablonneuxSablo-limoneuxLimoneuxArgilo-limoneuxLimono-argileuxArgileux

52,51,30,80,250,05

384347495153

1,651,501,401,351,301,25

152131364044

7914171921

80120170190210230

37


Ne pas oublier également que le système d’irrigation localisée s’accompagne toujours d’un volume important de racines superficielles actives.

3.1.5. Fréquence d’arrosageLe système d’irrigation localisée est conçu pour apporter l’eau à des doses faibles mais à une fréquence élevée. Par définition :

)/()(

0 jmmETmmnetteDoseI =

où : I = intervalle séparant deux irrigations successives.

3.1.6. Durée d’arrosageElle est comptée généralement en heures selon l’expression.

)/()/(int

heuremmgoutteursdeshoraireiepluviométrjmmepodejoureneauenBesoinT =

où : T est la durée d’arrosage en heures/jour

3.1.7. secteur d’arrosageC’est la superficie arrosée en une seule intervention. La surface d’un secteur peut être déduite comme suit :

)//()/m(exp'')(sec'

3

3

heurehamdisponibledébitheureloitationldeensemblelpourrequisdébithateurundSurface =

3.1.8. Contrôle des arrosagesEn cours de culture, les arrosages doivent être soigneusement contrôlés. Plusieurs méthodes peuvent être adoptées. L’une des plus simples est la tensiométrie. Un tensiomètre est un tube rempli d’eau, muni au sommet d’un manomètre et à sa base, d’une bougie poreuse. Installé dans le sol, il s’établit un équilibre entre la bougie poreuse et le milieu racinaire. Le manomètre indique alors une dépression qui renseigne sur l’état énergétique de l’eau dans le sol.

Une indication de 20 à 40 cbars est la preuve que la plante ne manque pas d’eau ; au delà de 60 cbars, la plante est stressée ; à partir de 80 cbars, le tensiomètre est inutilisable. Une valeur inférieure à 10 cbars indique que le sol est pratiquement saturé en eau.

Les problèmes résident dans :• le lieu d’implantation du tensiomètre• la profondeur des mesures• la multiplication du nombre de points de mesure• l’introduction de bulles d’air à l’intérieur du tube

3.2. GEsTION DE lA FErTIGATIONLa fertigation est la technique par laquelle les engrais sont injectés directement dans l’eau d’irrigation, les apports d’eau et d’éléments nutritifs se font donc simultanément.

Pour réaliser cette opération d’une façon optimale, il faut :• disposer d’un injecteur d’engrais aux caractéristiques connues ;• veiller à une bonne solubilisation des engrais• assurer une bonne filtration à l’aval de l’injecteur d’engrais• connaître les besoins de la culture en éléments fertilisants et la réaction du sol face

à l’apport d’engrais.

38


3.2.1. DéfinitionsLes engrais doivent être solubilisés en une solution concentrée appelée “ solution-mère ”. Cette solution va être ensuite injectée dans le réseau d’irrigation, via l’injecteur, et selon un taux d’injection connu.

Exemple : Taux d’injection de 5 ‰ veut dire que 5 l de la solution-mère sont injectés dans

1000 l d’eau d’irrigation.Par définition le taux de dilution est l’inverse du taux d’injection. Dans l’exemple

précédent :

Taux de dilution = 1000/5 = 200

Au niveau du goutteur, sort une solution diluée appelée solution-fille. Les engrais sont dans leur quasi-totalité des sels. Il faut donc veiller à ce que la salinité de la solution-fille soit dans des limites compatibles avec les cultures en fonction de la salinité de l’eau d’irrigation et celle du sol. La salinité s’exprime généralement en grammes/litres. Entre la solution-mère et la solution-fille existe la relation suivante :

concentration solution-fille = concentration solution-mère x taux d’injection

La salinité peut être également exprimée en termes de conductivité électrique EC, en mmhos/cm ou en mS/cm (milliSiemens/cm) ou en dS/m (déciSiemens/m), avec la correspondance suivante :

1 mmho/cm = 1 mS/cm = 1 dS/mUne relation approximative relie EC et les mg/l : Q(mg/l) = EC (mmhos/cm) x

0.85 ; dans laquelle Q est la somme de la quantité de sels contenus dans l’eau, plus celle fournie par les engrais.

3.2.2. Connaissances préalablesLa fertigation est une technique qu’il faut manipuler avec précaution. L’opérateur doit connaître, au préalable :

- les besoins en eau et en éléments nutritifs de la culture : ils seront fractionnés en fonction des stades de croissance et de développement de la plante et tiendront compte de la saison (automne-hiver ou printemps-été) et du mode de conduite (culture sous-serre ou en plein air, palissée ou non..). Les exportations de la culture en éléments nutritifs sont un élément essentiel pour déterminer les besoins. Mais il ne faut pas négliger les pertes par lessivage ou par volatilisation, les immobilisations dans le sol et les apports par l’eau d’irrigation. A ce sujet, la connaissance de l’état de fertilité du sol et l’analyse de l’eau d’irrigation sont d’une grande utilité, au moins une fois, avant l’installation de la culture.Tous ces éléments doivent amener le technicien à se fixer un rendement donné.

- la nature et les propriétés des engrais à utiliser : en effet, les engrais sont connus :♦par leur forme de présentation : solides ou liquides, granulés ou cristallisés,

simples ou composés.♦par le dosage en éléments nutritifs : le tableau 15 présente quelques engrais

utilisés en fertigation et le pourcentage d’éléments nutritifs qu’ils renferment.♦par leur degré de solubilité : la solubilité des engrais dépend de leur nature et

de la température de solubilisation (tableau 16).♦par leur compatibilité à être mélangés ou non avec d’autres (tableau 17).

En effet, il y a un risque de précipitation de sels si certains ions sont mis en contact (cas des nitrates de chaux avec le phosphate d’ammoniaque).

39


- la formulation des solutions nutritives : celles-ci ont été définies par les chercheurs (Cooper, 1980) comme ayant une composition très proche de celle qu’on trouve à l’intérieur des plantes. Elles sont largement utilisées pour les cultures hors-sol. Les formules les plus utilisées actuellement sont celles de Coïc-Lesaint. Elles sont ioniquement équilibrées et nommées selon le nombre de milliéquivalents-gramme d’azote qu’elles contiennent. Ainsi, on trouve des formules à 10, 12,14.4 ou 18 méq-gr/l d’azote (Tableau 18).

TABLEAU 15Principaux engrais solubles et leur dosage en % de poids (Odet et al., 1989)

NO3 NH4 P P2O5 K K2O mg mgO Ca CaO s sO4

Nitrate d’ammonium 34,5%Ammonitrate 33 %Sulfate d’ammoniaque 21%Nitrate de calcium anhydreNitrate de chaux engrais courantNitrate de chaux cristalliséNitrate de magnésieNitrate de potassePhosphate monoammoniquePhosphate d’ammoniquePhosphate monotassiqueBicarbonale de potasseSulfate de potasseSulfate de magnésie 16 %

17,2516,5

-17,114,511,810,913

17,2516,521-1

1220,5

26,22822

605351

38

283841

46

344650

9,5

9,8

15,7

16

23,821,8*

16

33,621,8*

23

24

1712

72

5136

TABLEAU 16solubilité de divers engrais dans 100 l d’eau

Engrais En kg de produits En kg à 20°C

à 0° à 20°C N P2O5 K2O MgO

Ammonitrate(haut dosage)Bicarbonate de potasseChlorure de potassiumNitrate de chauxNitrate de magnésieNitrate de potasseNitrate de soudePhosphate monoammoniquePhosphate diammoniquePhosphate monopotassiqueSulfate d’ammoniaqueSulfate de magnésie 16 %Sulfate de potasseUrée

118.3

27.6102

13.373234314

70.6607.466.7

192333412227931.68837

66.1237571

11.1103.3

64.4

18.330.4

414.14.411.8

14.6

46.4

22.231.711.9

1520.4

13.6

7.8

5.3

43.8

11.4

TABLEAU 17Engrais pouvant être ou non mélangés en solution-mère

Sulfate d’ammoniaque

Nitrate de chaux

Nitrate de soude

Nitrate de potasse

Sulfate de potasse

Sulfate de magnésium

Sulfate d’ammoniaqueNitrate de chauxNitrate de potasseSulfate de potasseSulfate de magnésiumPhosphate d’ammoniaque

-NonOuiOuiOuiOui

Non-

OuiNonNonNon

OuiOuiOuiOuiOuiOui

OuiOui

OuiOuiOui

OuiNonOui

OuiOui

OuiNonOuiOui

-Oui

40


Par ailleurs, le technicien doit être en mesure de convertir les milliéquivalents-gramme en milligrammes ou en kilogrammes d’engrais, via la formule :

ValenceatomiqueMassegrammeéquivalent =−1

Le tableau 19 donne quelques exemples de correspondances entre les milliéquivalents-gramme et les éléments fertilisants.

D’un autre côté, il est très important de respecter les proportions relatives existant entre les différents ions. Pratiquement, l’équilibre entre les éléments suivants est à prendre en considération pour chaque stade de culture : N - P2O5 - K2O - CaO - MgO

Il en est de même pour d’autres équilibres tels que :

MgCaKet

NHNO

NOK

+4

32 ,

3.2.3. Exemple pratique de fertigationConsidérons une culture de tomate industrielle au Sénégal :Lieu : Centre pour le Développement de l’Horticulture de CambérèneSol : sableuxEcartements : 1.2 m entre les rampes 0.4 m entre deux goutteurs sur la rampe

TABLEAU 19Correspondance entre milliéquivalents (mé.) et milligrammes (mg) pour certains éléments nutritifs

milliéquivalents-gramme Correspondance en milligrammes

Correspondance en éléments fertilisants

1 méq-gr NH4+

1 méq-gr NO3-

1 méq-gr H2PO4-

1 méq-gr HPO4--

1 méq-gr SO4--

1 méq-gr K+

1 méq-gr Ca++

1 méq-gr Mg++

18 mg NH4+

62 mg NO3-

97 mg H2PO4-

48 mg HPO4--

48 mg SO4--

39 mg K+

20 mg Ca++

12 mg Mg++

14 mg N14 mg N71 mg P2O5

35.5 mg P2O5

16 mg S47 mg K2O28 mg CaO20 mg MgO

TABLEAU 18solutions nutritives de type Coïc-lesaint pour plantes neutrophiles

N total 10 12 12(1) 14,4 18NO3

-

H2PO4-

HPO4--

SO4--

Cl--

91-

1.50.2

101.1

ou 2.21.50.2

10.91.1-

1.50.2

12.21.1

ou 2.2 1.50.2

15.81.5

ou 32

0.2

NH4+

K+

Na+

Ca++

Mg++

14

0.24.51.5

24.50.25.21.5

1.15.20.26.22

(1.5 à 3)

2.25.20.26.22

(1.5 à 3)

2.26.80.27.82.5

(2 à 3)Oligo-éléments mêmes quantités pour toutes les solutions

K+

------------------------

Ca++ + Mg++ 0.67 0.67 0.63 0.66

(1) Type 14,4 appauvri en azote.

41


Conditions climatiques : illustrées dans le tableau 20.Durée du cycle : 130 jours, divisés en 4 phases dont la première correspond au stade

pépinière (non impliqué dans le programme de fertigation).

Données initiales :• nombre de goutteurs = 10 000 / 1.2 x 0.4 = 20 833, soit 20 800 goutteurs pour tenir

compte de la superficie non équipée (passages ou autres)• débit = 20 800 x 4 l/h = 83 200 litres/h/ha = 83.2 m3/h/ha• pluviométrie fictive = 4 / 1.2 x 0.4 = 8.3 mm/heure• Stade II : besoin en eau de 5 mm/jour• Durée d’arrosage = 5/8.3 = 0.60 heures = 36 minutes• Besoins en éléments nutritifs pendant le stade II (en kg/ha/j)• N : 1.14• P2O5 : 3.71• K2O : 1.14

Choix des engrais pour satisfaire les besoins :• Phosphate monoammonique (MAP) dosant 12 % N et 60 % P2O5

• Nitrate de potassium (N.K.) dosant 13 % N et 46 % K2O• Ammonitrate (A.N) dosant 33,5 % N

Apports respectifs des engrais :• MAP : (3.71 x 100) / 60 = 6.2 Kg, qui apportent également 6.2 x 0.12 = 0.74 Kg N• N.K : (1.14 x 100) / 46 = 2.5 Kg, qui apportent également 2.5 x 0.13 =0.32 Kg NIl reste à satisfaire : 1.14 – (0.74 + 0.32) = 1.14 – 1.06 = 0.08 Kg N• A.N. (0.08 x 100) / 33.5 = 0.24 Kg

Volume à préparer de la solution-mère pour 1 ha : il faut tenir compte de la solubilité des engrais (tableau 16) :Ainsi :

• MAP : 37 kg solubles dans 100 l d’eau, soit (100 x 6.2) / 37 = 16.8 l pour solubiliser 6.2 kg,

• N.K : 31.6 kg sont solubles dans 100 l d’eau, soit (100 x 2.5) / 31.6 = 7.9 l pour solubiliser 2.5 kg,

• A.N. : 192 kg sont solubles dans 100 l d’eau, soit (100 x 0.24) / 192 = 0.2 l pour solubiliser 0.24 kg,

Volume total de la solution-mère = 16.8 + 7.9 + 0.2 = 24.9 litres, que l’on majore de 20 % pour obtenir 30 litres.Pour l’ensemble du secteur d’irrigation de 5 ha, la quantité d’engrais nécessaire est de :

• MAP 6.2 x 5 = 31 kg• N.K. 2.5 x 5 = 12.5 kg• A.N. 0.24 x 5 = 1.2 kg

et le volume de la solution-mère sera de 30 x 5 = 150 litres

Sachant que la durée de l’arrosage est de 36 minutes, il faut prévoir 30 minutes d’irrigation fertilisante et 6 minutes d’arrosage avec de l’eau claire pour le rinçage.

D’où le débit d’injection = 150 litres/0.5 heures = 300 l/heureet le taux d’injection sera de : 300 l/h / 83.2 m3/h = 3.6 l/m3 = 3.6 ‰Concentration de la solution-mère = 44.7 kg / 150 l = 0.298 kg/lConcentration de la solution-fille = 0.298 x 3.6 = 1.07 kg/m3 = 1.07 g/l

42


3.3. ENTrETIEN DU résEAUDès la conception, prévoir l’installation :

• de purges à l’extrémité des porte-rampes sous forme de bouchon à fileter (jamais de bouchon à coller) ;

• une purge d’air dans les points culminants du réseau.En cours de fonctionnement :• réparer les fuites d’eau dans les canalisations ;• purger régulièrement les rampes et les porte-rampes (ouverture des extrémités

pendant 1 à 2 minutes jusqu'à obtention d’une eau claire) ;• nettoyer les filtres :♦ ouvrir, 1 fois par jour et pendant 30 secondes, les vannes de purge de

l’hydrocyclone et des filtres (à tamis, à sable et à disques).♦ contre-lavage régulier du filtre à sable ;♦ changement de sable si celui-ci perd de sa consistance ;♦ brosser en période de repos la cartouche du filtre à tamis ;♦ changer de cartouche lorsqu’elle est détériorée ;♦ ouvrir, en période de repos, le filtre à disques ; désolidariser les lamel les ; les

nettoyer soigneusement avant de les remettre en place.• observer et apprécier l’état des distributeurs d’eau :♦ vérifier, en début de culture, le fonctionnement des distributeurs ;♦ évaluer visuellement l’étendue de la surface humidifiée ;♦ nettoyer ou remplacer, si c’est possible, les quelques distributeurs défail lants ;

• quantifier l’état de la filtration du réseau par le calcul, en début de culture, à la mi-saison et à la fin de la culture, du coefficient d’uniformité (CU) des débits.

Pour ce faire :◊ choisir 16 goutteurs uniformément répartis dans un secteur d’irri gation ;◊ calculer le débit moyen (q) de ces 16 goutteurs ;

TABLEAU 20besoins en eau et en éléments nutritifs d’une culture de tomate industrielle sous les conditions climatiques du sénégal. (source :FAO, 1988)

Mois Jan Fev Mar Avr. Mai Juin Juillet AoûtEbac (mm/j)KbEto(mm/j)Kc (calculé)

4.90.803.92-

4.70.753.52-

4.70.803.76-

4.70.803.761.06

4.50.803.601.4

5.90.804.721.3

6.00.804.801.3

5.90.855.001.0

ETM (mm/j) 4 5 6 6 5

Phases de croissance(*)

I II III IV

Durée (jours) 15 35 60 20

Besoins en eau par phase (mm)

60 175 360 100

Besoins en éléments nutritifs (kg/ha et en %) N P2O5

K2O

40 (21%)130 (58 %)40 (13 %)

120 (63 %)75 (33 %)220 (74 %)

30 (16%)20 (9%)40(13%)

Equilibre N-P2O5 -K2O 1 -3.2-1 1-0.6-1.8 1-0.6-1.3

Besoins en éléments nutritifs (en kg/ha/j) N P2O5

K2O

1.143.711.14

2.001.253.67

1.501.002.00

(*) Phase I : germination ; phase II : jeune plant ; phase III : plant adulte ; phase IV : après développement végétatif maximum

43


◊ calculer le débit moyen minimum (qmin) des 4 goutteurs dont le débit est le plus bas ;

◊ déduire le coefficient d’uniformité CU comme suit :◊ apprécier l’état de la filtration selon les valeurs de CU :

CU > 90 % bonne filtration70 % < CU < 90 % réseau à nettoyerCU < 70 % causes profondes de colmatageCauses et remèdes aux colmatages : une filtration inefficace se traduit par le

dépôt de particules grossières dans les porte-rampes, dans les rampes et dans les goutteurs. Les particules très fines telles que les limons et les argiles sont déposées au niveau des distributeurs. Elles peuvent être chassées par un courant d’eau sous pression élevée (2 à 3 bars).

• Le pompage à partir des eaux de surface provoque l’aspiration et le dépôt de particules organiques variées dont certains microorganismes. Ces derniers se développent dans les orifices des distributeurs où ils se nourrissent de solution nutritive. Pour s’en débarrasser, injecter de l’eau de javel à faible concentration (1 à 5 ppm de chlore pur).

• La précipitation de carbonate de calcium dans les distributeurs est la cause la plus à craindre de colmatage. Elle a un effet cumulatif qui finit par boucher entièrement l’orifice du goutteur. D’où la nécessité de faire un nettoyage quasi continu. Celui-ci consiste à injecter un acide fort tel que l’acide nitrique commercial, à la concentration de 2 à 5 l/m3 d’eau.

4. EXEmPlE DE DImENsIONNEmENT DE rEsEAU

4.1. PrINCIPEs GéNérAUXUn projet de dimensionnement d’un réseau d’irrigation localisée se fait en 3 étapes (figure 28) :

1ère étape : collecte de renseignementsLes renseignements portent sur :• les ressources en eau : l’origine de l’eau a un impact direct sur le type de filtration à

adopter et les goutteurs à utiliser. Le volume disponible renseigne sur la superficie à mettre en culture et sur les extensions à prévoir. S’il y a des tours d’eau à respecter, l’opportunité même du réseau d’irrigation peut être remise en cause. Les besoins en eau des cultures est un indice important pour estimer le débit requis et la hauteur d’eau nécessaire par culture, par saison ou par an. La qualité de l’eau peut être un obstacle dans le choix des cultures à mettre en place (sensibilité aux sels).

• le climat : les paramètres interviennent sur la détermination du pouvoir d’évaporation du climat local. C’est le cas de l’insolation, de la température, de l’humidité relative et du vent. Selon les données disponibles sur le lieu, on est amené à définir l’évapotranspiration de la culture de référence. Grâce à la valeur maximale de cette grandeur, on doit pouvoir définir les besoins en eau maximum en jour de pointe des cultures envisagées.

• la culture : elle intervient par l’espèce végétale voire la variété. Une culture pérenne amène le concepteur à faire des projections à long terme. Une culture annuelle pousse le concepteur à raisonner en termes de succession culturale et de rotation de culture. S’agissant d’un système d’arrosage engageant des investissements importants, on devrait s’orienter vers des systèmes de production intensifs avec une densité de plantation relativement élevée, mais en respectant le développement optimal des plants.

44


• le sol : ce sont essentiellement ses propriétés physiques qui entrent en jeu, telles que sa capacité à retenir l’eau, sa densité apparente, sa texture, sa profondeur, sa porosité et sa vitesse d’infiltration. La distribution latérale de l’eau est liée à la capillarité du sol. Toutes ces propriétés amènent le concepteur à définir la dose d’irrigation, à prévoir la profondeur racinaire et à estimer le pourcentage réellement humidifié du sol. Mais le sol c’est également la superficie de l’exploitation qui sera équipée et surtout la topographie du terrain.

2ème étape : étude technique du projet• choix des distributeurs d’eau : ce choix est dicté par des considérations de

fonctionnement hydraulique et de coût économique. Les goutteurs autorégulants sont préférables en terrain accidenté mais leur coût est élevé. Le mode de dissipation de l’énergie peut influer sur la sensibilité à l’obstruction du goutteur. Les données concernant le sol et la culture peuvent aider à choisir le débit des goutteurs et leur écartement sur la rampe.

• dose, fréquence et secteurs d’arrosage : la dose nette maximale d’arrosage est donnée d’après les caractéristiques du sol. Mais, chaque distributeur d’eau est fabriqué pour délivrer une dose donnée à une pression de service précise. La longueur de la rampe renseigne sur le débit maximum horaire. Les besoins en eau de la culture en période de pointe, exprimés par rapport à la pluviométrie horaire des goutteurs, renseignent sur la durée des arrosages. La superficie totale de l’exploitation sera divisée en secteurs d’arrosages, en fonction du débit disponible.

• longueur et diamètre des canalisations : c’est d’abord un tracé du réseau qui va déterminer la longueur des tubes d’amenée et de distribution de l’eau. Généralement, il y a toujours plus d’une solution. La solution optimale consiste à faire un tracé qui respecte, à la fois, un bon fonctionnement hydraulique et un coût économique acceptable. C’est le cas également des diamètres des canalisations. Le coût de celles-ci augmente lorsque le diamètre augmente.

• calcul des pertes de charge : c’est une étape cruciale du projet puisque ce calcul permet de confirmer ou d’infirmer les choix faits auparavant. Ainsi, les longueurs des canalisations, leur diamètre et leur débit donnent lieu à des pertes de charges dites “ linéaires ”. Les pièces de raccordement (coudes, tés, vannes..), ainsi que les accessoires du type compteur volumétrique, filtre ou injecteur d’engrais, donnent lieu à des pertes de charge dites “ singulières ”. La vitesse d’écoulement de l’eau est également importante à calculer puisqu’elle doit se situer dans une plage de fonctionnement normal.

• équipement de la station de pompage et de filtration : le dimensionnement de la station de pompage tient compte des pertes de charge totales calculées. Il doit aboutir à la quantification de la puissance à installer en fonction du débit à assurer. Le choix est assez large selon la source d’énergie disponible. Le type de filtres à adopter est fonction des particules à filtrer. Le nombre de filtres est dicté par le débit d’eau. Une filtration optimale assure une bonne alimentation en eau des plantes.

3ème étape : établissement du devisLe calcul du métrage de canalisations, le nombre de distributeurs, les composantes de la station de pompage et de filtration seront soigneusement portés sur un devis estimatif. Le coût global du projet peut varier de ± 10 % en fonction des concepteurs. Les rampes, les porte-rampes et les organes de distribution d’eau peuvent être d’un coût variant entre 10 000 et 14 000 Francs Français (FF) à l’hectare.

La durée d’amortissement des distributeurs peut aller jusqu’à 7 ans. Celle des gaines perforées est de l’ordre de 2 années. Un mauvais dimensionnement du réseau peut limiter très fortement cette durée.

45


Concernant la station de pompage et de filtration, sa valeur initialement élevée impose une surface d’exploitation d’au moins 4 ha pour assurer un bon amortissement. Pour un débit d’environ 40 m3/h, l’investissement de départ est de l’ordre de 35 000 à 65 000 FF.

4.2. PrésENTATION D’UN CAs PrATIQUELieu : Périmètre du Massa, région d’Agadir, MarocSuperficie : 5 haPlan parcellaire : (figure 29) 5 parcelles de 130 x 70 m et une parcelle de 60 x 70m.Terrain : accidenté. Les points cotés remarquables sont reportés sur la figure 29,

définissant des pentes dans plusieurs sens.Climat : il est de type semi-aride. La pluviométrie annuelle est inférieure à 250

mm. De plus, elle est irrégulière d’un mois à l’autre et d’une année à l’autre. L’évapotranspiration (ETo) de la culture de référence est de l’ordre de 7 mm/j et elle est enregistrée au mois d’août. Les besoins en eau de la tomate en période de pointe (mois d’avril) est d’environ 5 mm/j (la tomate est cultivée entre septembre et juin).

Sol : il est sablonneux. La proportion de sable grossier est d’environ 65 %. La fraction argileuse représente moins de 3 %. De ce fait, il est très filtrant. Sa capacité de rétention en eau est de 8 g eau/100 g de sol ; l’humidité à la capacité au champ est de 3 g eau/100 g de sol ; La densité apparente est 1.6 g/cm3. L’arrosage intervient lorsque à peine 20 % de la réserve utile sont entamés ; la profondeur d’enracinement est de 40 cm (zone de concentration de plus de 80 % des racines). Le pourcentage humidifié du sol : 30 cm de part et d’autre du goutteur, multiplié par 90 m de longueur, multiplié par 55 double-lignes par hectare, soit environ 27 %. Moyennant ces hypothèses, la dose nette maximum est de l’ordre de :

DNM (mm) = 0.2 x (80 - 30) x 0.40 x 1.6 x 27/100 = 1.73 mmCulture : tomate pratiquée en lignes jumelées ; plants espacés de 0.50 m

sur la ligne ; deux lignes jumelles espacées de 0.40 m ; deux groupes de 2 lignes jumelées espacées de 1.80 m ; seuls 90 m sont utilisés dans chaque côté de 1 ha ; densité de plantation = 18000 pieds/ha ou 1.8 pied/m2.

46


Figure 28. schéma de raisonnement d’un réseau d’irrigation localisée

Ressources hydriques :Puits de profondeur = 52 mNiveau piézométrique = 43 mNiveau dynamique = 48 mGroupe de pompage = 27 à 32 CVDébit = 35 à 45 m3/heure , soit 40 m3/heurePression disponible = 2.5 bars = 25 mCEpH eau = 7.0Salinité = 1.1 mmhos/cmPropreté eau = moyenne avec présence de grains de sable.Type de goutteurs : pour des considérations financières, le producteur a opté

pour des goutteurs-orifices, non-autorégulants, avec dissipation de l’énergie en chicanes, assurant un débit de 4 l/heure à une pression de service de 1 bar, et avec une densité de 1 goutteur pour deux plants de tomate.

FICHE DE RENSEIGNEMENTS

EAU CLIMAT CULTURE SOL GOUTTEUR

Evapora�on

Quo�dienne Maximale

Espèce Végétale

Densité de planta�on

Superficie

Topographie Débit Caractéris�ques

Coefficient cultural

Nombre de

goutteurs par plant

Besoins en eau de pointe

Qualité

Quan�té

ETUDE TECHNIQUE DU PROJET

Dose maximale

Durée maximale

Débit horaire

Nombre de secteurs

Délimitation des secteurs

Débit maximal dans les conduites

Disposition des

rampes

Tracé du

réseau

Calcul des diamètres

Longueur des rampes et des porte-rampes

Calcul des pertes de

charge

Equipement de la sta�on de tête

Calcul de la station de pompage

Conduite des arrosages

ETABLISSEMENT DU DEVIS DU PROJET

47


Calcul préliminaire :◊ Parcelles de 130 x 70 m :• superficie réellement équipée en rampes : 130 - (2 x 3) = 124 m 70 - (2 x 2) = 66 m• nombre de goutteurs par parcelle : 124/1.80 x 66/0.5 ~ 68 x 132 = 8976 goutteurs• nombre total de goutteurs : 8976 x 5 parcelles = 44880 goutteurs

◊ Parcelle de 60 x 70 m :• superficie réellement équipée : 70 - (2 x 3) = 64 60 - (2 x 2) = 56• nombre de goutteurs pour cette parcelle : 64/1.80 x 56/0.5 ~ 35 x 112 = 3920 goutteurs

◊ Calcul de la pluviométrie horaire :• il y a 8976 goutteurs pour une superficie de 130 x 70 m• soit 8976 / 130 x 70 = 8976 / 9100 = 0.99 goutteurs/m2

• puisque 1 goutteur débite 4 l/heure• pluviométrie horaire =0.99 x 4 = 3.96 l/m2/heure = 3.96 mm/heure

◊ Durée des arrosages en période de pointe :• besoin en eau de pointe = 5 mm/j• pluviométrie horaire = 3.96 mm/heure • durée des arrosages = 5 / 3.96 = 1.26 heures = 1 heure 15 minutes/jour

◊ Nombre de secteurs et surface d’un secteur :• débit à l’entrée de chaque parcelle de 130 x 70 m : 8976 goutteurs x 4 l/heure = 35 m3/heure Chacune des 5 parcelles peut constituer un secteur, vu que le débit disponible à

la station de pompage varie de 35 à 45 m3/heure.• débit à l’entrée de la parcelle de 60 x 70 m : 3920 goutteurs x 4 l/heue = 15680 l/heure = 15.7 m3/heure

La petite parcelle doit être jointe à la grande parcelle qui la côtoie pour constituer un seul secteur, avec un allongement de la durée d’arrosage.

Calcul des pertes de charge :En tenant compte de la topographie du terrain, un tracé du réseau est proposé à

la figure 30. Puisque les goutteurs ne sont pas autorégulants, on ne peut imaginer des rampes de 70 m, sous peine de provoquer une fluctuation trop importante de la pression, et par conséquent, du débit. On opte alors pour la division par 2 de cette longueur et des rampes de 33 m. Par ailleurs, considérons le goutteur le plus défavorisé, situé à la fin de la rampe, placée dans le ¼ de la parcelle la plus éloignée.

Données du problème :• longueur de la rampe = 33 m• nombre de goutteurs par rampe = 33/0.5 = 66 goutteurs• débit de la rampe = 66 x 4 = 264 l/heure• choix du diamètre économique de la rampe : diamètre = Q lorsque Q est exprimé en m3/seconde diamètre = 0.264/3600 = 0.008 m = 8 mm• diamètre définitif de la rampe = 13/16 sur 33 m• perte de charge dans la rampe = 4/2.75 x 33 = 48 g/cm2 = 0.48 mCE• nombre de rampes dans le ¼ de la parcelle = 62/1.80 ~ 34 rampes• débit en début du porte-rampe = 34 x 264 = 8976 l/heure

48


• télescopage des diamètres du porte-rampe (tableau 5) : 42 m en diamètre 44,8/50, débit = 23 x 264 = 6072 l/h 20 m en diamètre 56,6/63 , débit = 6072 + (11 x 264) = 8976 l/h• pertes de charge : 44.8/50 : 3/2.75 x 42 = 45.8 g/cm2 = 0.46 mCE 56.6/63 : 0.8/2.75 x 20 = 5.82 g/cm2 = 0.058 mCE• débit de l’antenne qui alimente la moitié de la parcelle : (8976 x 2 ) = 17952 l/heure• diamètre économique de cette antenne :

3600/17.952 = 70.6 mm• d’où le choix de son diamètre = 80.6 / 90 sur une longueur de 35 m• perte de charge correspondante = 1.3/2.75 x 35 = 16.5 g/cm2 = 0.17 mCE• débit à l’entrée de la parcelle = 17952 x 2 = 35904 l/heure• diamètre économique :

3600/35.904 = 99.8 mm• d’où le choix de 98.8 / 110 sur une longueur de 295 m• perte de charge dans cette canalisation = 1.6 x 295 =472 g/cm2 = 4.72 mCE

Figure 29 : Plan parcellaire et plan côté de l’exploitation

Puits

121.43 122.02

Accès Abri Moteur

Station de tête

119.05

118.16

117.27

120.40 121.27

120.50

120.02 118.59

122.27

120.28

121.28

122.68 122.13

121.03

119.92 120.99

121.25

120.49

120.12

120.95 119.88

119.66

119.48 120.29

119.89

119.44

118.32

120.33 119.56

119.35

119.12 118.72

117.14

116.53

115.87

118.59 119.99

119.50

117.74 116.81

122.81

120.26

121.54

122.06

120.42

121.08

49


Figure 30. Tracé du réseau d’irrigation dans l’exploitation

◊ Calcul de la pression requise au niveau de la station de tête :• charge minimale requise au niveau du goutteur le plus défavorisé 10.00 mCE• perte de charge dans la dernière rampe 0.48 mCE• perte de charge dans le porte-rampe :

♦ diamètre 44.8/50 0.46 mCE♦ diamètre 56.6/63 0.06 mCE

• perte de charge dans la canalisation d’amenée à l’intérieur de la serre♦ diamètre 80.6/90 0.17 mCE

• perte de charge dans la canalisation principale (diamètre 98.8/110) 4.72 mCE• perte de charge singulière (20 % des pdc linéaires) 3.18 mCE• perte de charge dans la station de tête (filtration) 7.00 mCE• dénivellation entre le puits et le goutteur le plus défavorisé - 6.17 mCE

Total = 19.9 mCE

La station de tête doit délivrer un débit minimum de 36 m3/heure sous une pression de 20 mCE, soit 2 bars, pour satisfaire les besoins en eau de la plantation.

Le tableau 21 donne une récapitulation du calcul des pertes de charge, avec une indication sur la vitesse d’écoulement d’eau dans les canalisations.

◊ Calcul de la puissance à installer au niveau de la station de pompage :1. Puissance absorbée par l’arbre de la pompe :

pompepompe

HMTQP

ηρ

2.102⋅⋅

=

TABLEAU 21récapitulation du calcul des pertes de charge

Tronçon débit (l/h) longueur (m) diamètre int/ext (mm/mm)

pertes de charge (mCE) vitesse (m/s)

ABBCCDDEEF

26460728972

1795235904

33422035

295

13/1644.8/5056.6/6380.6/9098.8/10

0.480.460.060.174.72

0.521.200.801.101.10

E

A

B C D

F

Φ 98.8 x 110 Φ 80.6 x 90 Φ 56.6 x 63 Φ 13 x 16 Φ 44.8 x 50

Puits

Accès Abri Moteur

Station de tête

50


Application numérique :Q = 40 m3/h = 11 l/sHMT= H géométrique + Pertes de charge = 48 + 19.9 = 67.9 mCEρ = 1 kg/dm3

ηpompe = 0.5 (rendement de la pompe)d’où Ppompe = 11 x 67.9 x 1/102.2 x 0.5 = 14.6 KW = 19.88 CV

2. Puissance à installer au niveau du moteur :

moteur

pompemoteur

PP

η2.1

=

Application numérique :Ppompe = 19.88 CVηmoteur = 0.8 (rendement moteur neuf)d’où Pmoteur = 1.2 x 19.8 / 0.8 = 29.8 CVConclusion : il faut disposer d’un groupe de pompage de 30 CV, pour un

niveau dynamique de l’eau dans le puits de 48 m, pour assurer un débit moyen de 40 m3/heure et une pression de service au niveau de la station de tête de l’ordre de 2 bars.

5. PrOPOsITION DE mODElEs

5.1. INTrODUCTIONCe chapitre se propose d’identifier des modèles applicables aux pays de l’Afrique de l’Ouest, dans lesquels le pompage photovoltaïque pourrait être couplé au système d’irrigation localisée.

En effet, ces pays dits du Sahel, souffrent d’un manque d’eau chronique dans de larges superficies de leur territoire national. En revanche, ils bénéficient d’un ensoleillement très important, aussi bien en durée qu’en intensité.

L’idée est née de mettre en place un système de pompage fonctionnant à l’énergie solaire et de concevoir un réseau d’irrigation localisée pour une utilisation rationnelle de l’eau d’arrosage. Les ressources en eau proviendraient, selon les cas, de la nappe phréatique (nappe perchée, poches d’eau ou céanes) ou des eaux superficielles (fleuve ou lac).

Les prospections de terrain, notamment celles réalisées au Sénégal et au Cap-Vert, ont pu définir que la population cible est constituée de petits agriculteurs dont la superficie exploitée ne dépasse guère 10.000 m2. D’un autre côté, les investigations concernant l’utilisation du pompage photovoltaïque ont montré que la pression offerte par un tel système doit être de l’ordre de 10mCE, soit 1 bar, pour être économiquement applicable. Le dimensionnement du réseau de micro-irrigation devrait être optimisé de telle façon qu’il soit hydrauliquement fonctionnel sous une pression d’environ 1 bar.

5.2. EXEmPlE DE DAKArL’exemple traité dans le cas de Dakar part des données suivantes :

•Ressources hydriques :• Origine de l’eau : nappe phréatique• Situation de l’exploitation : zone de bas-fond• superficie ∼ 5000 m2 (115 m x 44 m)• profondeur de la nappe (niveau dynamique) = 16.4 m

51


• énergie de pompage : système photovoltaïque avec adjonction de batteries afin de régulariser le débit et la pression dans le réseau d’irrigation.

• débit pompé : 34 m3/j pendant 6 heures, soit 34/6 = 5.67 m3/heure• Hauteur manométrique totale (Hmt) : Hmt = H géométrique + Pertes de charge “ aspiration ” + Pertes de charge “ refoulement ” ∼ 30 mCE

•Système de culture :Pour rentabiliser les frais d’exhaure (∼ 300 FCFA/m3 pompé), une intensification

des cultures est prévue (tableau 22), par une occupation permanente du sol tout au long de l’année. Trois cultures vont se succéder sur la même parcelle : haricot vert, puis arachide et puis tomate. Les besoins en eau maximum sont observés au mois de novembre et se chiffrent à 6.12 mm/jour.

•Dimensionnement au réseau d’irrigation localisée :• choix du système : gaine T-Tape, à cause de son prix abordable et de la faible

pression nécessaire au fonctionnement.• distributeurs espacés de 10 cm pour que le réseau soit compatible avec tous les

types de cultures légumières, y compris celles qui nécessitent un semis direct sur la parcelle.

• débit des distributeurs : 0,75 l/heure à une pression de 0,55 bars.• longueur des rampes : 44 m• débit de la rampe : 0.75 l/distributeur x 10 distributeurs/m x 44 m = 330 l/

heure• rampes espacées de 1 m• débit requis au niveau de toute la parcelle : 330 l/heure/rampe x 108 rampes =

35640 l/heure• débit disponible = 5.67 m3/heure• d’où le nombre de secteurs = 35.640/5.67 ∼ 6• tracé du réseau : figure 31

TABLEAU 22Pompage photovoltaïque et besoins en eau des cultures au cours d’une année pour le modèle de Dakar

Irrigation en Afrique site : Dakar irrigation localisée taux d’efficacité = 0.9

Hmt = 30 m Pc = 3.406 kWc

s = 1 Ha Incl = 20 degrés

mois de référence = Novembre Qj ref = 68 m3/j Ei ref = 5.85 kWh/m2 j Kp = 0.75 r ond = 0.93 r mp = 0.4

Paramètres Unité J F m A m J J A s O N D Année

Nombre de jours du mois

31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 365

ETO mm/j 3.9 3.52 3.76 3.76 3.6 4.72 4.8 5 4.93 4.25 5.1 3.84

Culture H H H A A A A T T T T T

KC 0.9 1 1 0.45 1.05 1.05 0.7 0.45 1.1 1.2 1.2 0.8

Besoins en eau mm/j 3.51 3.52 3.76 1.69 3.78 4.96 3.36 2.25 5.42 5.10 6.12 3.07

Apports en eau m3/j Ha 39.0 39.1 41.8 18.8 42.0 55.1 37.3 25.0 60.3 56.7 68.0 34.1

Ensoleillement total

kWh/m2.j 6 6.85 6.9 6.75 6.1 5.5 5 4.9 5.25 6 5.85 5.6

Besoins/Ei 6.50 5.71 6.05 2.79 6.89 10.01 7.47 5.10 11.48 9.44 11.62 6.10

Débit pompé m3/j 69.7 79.6 80.2 78.5 70.9 63.9 58.1 57.0 61.0 69.7 68.0 65.1

m3/mois 2162 2229 2486 2354 2198 1918 1802 1766 1831 2162 2040 2018 24966

Taux d’utilisation en irrigation

0.56 0.49 0.52 0.24 0.59 0.86 0.64 0.44 0.99 0.81 1.00 0.52

Eau pompée en surplus

m3/mois 953 1134 1191 17.90 896 266 644 991 23 405 0 960

m3/j 30.7 40.5 38.4 59.7 28.9 8.9 20.8 32.0 0.8 13.1 0.0 31.0

Electricité en surplus kWh cc/j 11.24 12.83 12.93 12.64 11.43 10.30 9.37 9.18 9.83 11.24 10.96 10.49

52


•choix du diamètre du porte-rampe pour un secteur :• longueur = 18 m• nombre de porte-rampes = 18• débit = 330 x 18 = 5940 l/heure• diamètre économique (interne) :

5940/3600 = 0.040 m = 40 mm• l’industrie offre le tube P.V.C de diamètre 44.8 x 50

•Calcul des pertes de charges :• Rampe la plus défavorisée :

- diamètre : 13 x 16- type : polyéthylène- débit : 330 l/heure- longueur = 44 m- perte de charge :

• lue = 6 g/cm2/m.l.• corrigée = 6/2.75 = 2.18 g/cm2/m.l.• linéaire = 2.18 x 44 = 96 g/cm2

- vitesse de circulation de l’eau ~ 0.7 m/s• Porte-rampe :

- diamètre : 44.8 x 50 - type :P.V.C - longueur : 18 m - débit : 330 x 18 = 5940 l/heure = 5.94 m3/heure - perte de charge :

• lue : 3 g/cm2/m.l.• corrigée : 3/2.75 = 1.09 g/cm2/m.l.• linéaire : 1.09 x 18 = 19.64 g/m2

- vitesse ~ 1.2 m/s• tube d’amenée :

- diamètre : 44.8 x 50- type : P.V.C- longueur : 104 m- débit : 5.94 m3/heure- perte de charge :

• lue : 3 g/cm2/m.l.• corrigée : 3 g /cm2/m.l.• linéaire : 3 x 104 = 312 g/cm2

Récapitulatif du calcul des pertes de charge (g/cm2)

• charge minimale au niveau du goutteur le plus défavorisé 550•perte de charge dans la rampe 96•perte de charge dans le porte-rampe 20•perte de charge dans le tube d’amenée 312

Légende : Qj = débit journalier relatif à une superficie S de 1 ha Hmt = Hauteur manométrique totale Pc = puissance-crête Inc. = inclinaison du champ de modules Ei = ensoleillement Kp = coefficient de productivité Rond = rendement onduleur Rmp = rendement motopompe H = haricot A = arachide T = Tomate

53


•perte de charge singulière (10 %) 98•perte de charge filtre et injecteur 300•dénivellation (pente favorable) - 200

Total 1176 g/cm2

Conclusion :Pour un fonctionnement hydraulique optimal, la pression à fournir en tête de

réseau est de l’ordre de 1.2 bars ou 12 mCE. Cette pression peut être assurée :• soit par un réservoir surélevé de 12 m• soit par la pompe photovoltaïque elle-même mais dont l’énergie de

fonctionnement serait délivrée par des accumulateurs électrochimiques (batteries). Cette solution est peu conseillée car elle engage des frais prohibitifs et la durée de vie des batteries peut être très limitée.

• Soit par un petit groupe de pompage thermique de l’ordre de 8 à 10 chevaux. Cette solution est séduisante car elle est mieux ancrée dans les habitudes de l’horticulteur. Ce groupe motopompe agit donc comme une pompe de reprise à partir d’un réservoir-tampon. La pression délivrée est suffisante pour un bon fonctionnement du réseau.

Figure 31 : Disposition du réseau d’irrigation localisée pour le modèle de Dakar (5000 m2)

5.3. EXEmPlE DU CAP-VErT• configuration de la parcelle : rectangulaire• dimensions : 100 m x 80 m = 8000 m2

• Besoin en eau de la culture :

Sens général de la pente

Secteur 1

Secteur 2

Secteur 4

Secteur 5

Secteur 6

1 2 3

1 : Vanne

2 : Compteur

3 : Injecteur d’engrais

4 : Filtre à disques

PVC 44.8 x 50

18 m

44 m T-Tape

13 x 16

18 m

18 m

18 m

18 m

18 m

Secteur 3

54


• culture = tomate•Eto maximum = 5 mm/j•Kc max tomate = 1.2•Besoin en eau de pointe = 5 x 1.2 = 6 mm/j

• sol : sablo-limoneux•Humidité à la capacité au champ : HCC = 210 mm/m de prof.•Humidité au point de flétrissement : HPF = 90 mm/m de prof.•Profondeur atteinte par les racines : Z = 0.80 m•Pourcentage humidifié du sol : PH

PH = 0.40 m x 80 m x 82 rampes/ 8000 m2 = 0.328 = 33 %•Coefficient f dépendant de la culture : f = 0.20•Dose nette maximale (DNM) :

DNM = f (HCC - HPF).Z.PH =0.2 (210 - 90). 0.80 x 0.33 = 6.33 mm

Conclusion : L’eau ne risque pas de ruisseler puisque le besoin en eau en période de pointe = 6 mm/j

• données de la culture :• espacement entre lignes = 1.2 m• espacement entre 2 plants sur la même ligne = 0.40 m•densité de plantation = 10.000/ 1.2 x 0.4 = 20800 pieds/ha

• distributeurs d’eau : pour des raisons financières et de pression disponible faible, choix de :- gaine T-Tape- goutteurs espacés de 20 cm- débit = 1 l/heure à une pression de service de 0.5 bars- catalogue constructeur - longueur de 80 m à pente = 0 : OK (Tableau 23)- nombre de goutteurs dans toute la parcelle : 100 m / 1.2 = 83.3 ∼ 84 rampes 80 m / 0.2 = 400d’où : 400 x 84 = 33600 goutteurs

• débits requis pour toute la parcelle : 33600 x 1l/heure = 33.6 m3/heure impossible à satisfaire puisque débit disponible = 40 m3/j / 4 = 10 m3/h d’où 4 secteurs !•Tracé du réseau : schéma de la figure 32• Pluviométrie horaire = 33600/8000 m2 = 4.2 l/m2/heure = 4.2 mm/heure

Or : besoin de pointe = 6 mmd’où la durée d’arrosage en période de pointe :6/4.2 = 1.43 heures = 1 heure 26 minutes

Tableau 23. Caractéristiques des gaines T-Tape (références présentées à l’annexe 3)

• L’eau pénètre dans le tube de régulation après avoir traversé de nombreux orifices d’alimentation.

• L’eau passe par une série de chicanes qui provoquent des turbulences et régulent ainsi le débit. L’eau sort par l’orifice aménagé à l’extrémité.

55


• Les orifices d’entrée, le tube de régulation et la sortie forment un véritable goutteur intégré dans le tube.

• La conception avancée du goutteur à régime turbulent permet de larges passages, moins sensibles au colmatage. Le débit est plus uniforme sur des longueurs de rampes plus importantes en comparaison avec les autres technologies de gaines goutte-à-goutte.

longueurs de rampes (en mètres) à pente 0 % lPH*/100 mètres à 0.55 bars

modèle CU **Pression d’entrée (bar)

0.40 0.55 0.70 0.85 1.05TSX-5XX-20-500 90 % 107 107 107 107 10720 cm-500 LPH 85 % 140 137 137 137 137

* LPH = Litres par heure** CU = Coefficient d’uniformité.

longueurs de rampes (en mètres) à pente 3 % lPH*/100 mètres à 0,55 bars

modèle CU **Pression d’entrée (bar)

0.40 0.55 0.70 0.85 1.05TSX-5XX-20-500 90 % 122 132 132 137 13720 cm-500 LPH 85 % 168 175 175 175 175

* LPH = Litres par heure** CU = Coefficient d’uniformité.

• choix du diamètre économique du porte-rampe et du tube d’amenée : Remarquer que 1 seul secteur sera irrigué à la fois Débit véhiculé :

• il y a 80/0.2 = 400 goutteurs/rampe•400 x 1l/h = 400 litres /heure• il y a 25/1.2 = 20.8 ~ 21 rampes/secteur•d’où le débit = 400 x 21 = 8.4 m3/heure•diamètre intérieur = 8.4/3600 = 0.048 m = 48 mm•d’où le choix du diamètre unique (porte-rampe et canal

d’amenée) : ø 56.6 x 63• liste des fournitures et devis estimatif (tableau 24)

56


TABLEAU 24Devis estimatif des fournitures

Désignation Nombre ou quantité Prix Unitaire (FF) Total (FF)PVC ø 63 240 m 8 1920Gaine T-Tape 7320 m 0.8 5856Coude ø 63 3 unités 20 60Té ø 63 1 unité 20 20Vanne ø 63 5 unités 170 850Purge à fileter 4 unités 20 80Colle polyvinyle 2 kg 70 140Filtre à tamis 10 m3/h 1 1300 1300Régulateur de pression 1 “ ½

1 400 400

Départs de rampes 100 unités 3.20 320Injecteur d’engrais 1 330 330

Total 11276

• Calcul des pertes de charge (pdc) :•Rampe P.E. ø 13 x 16 :

• débit = 400 l/heure• perte de charge :

- lue sur l’abaque = 9 g/m- corrigée : 9/2.75 = 3.27 g/m (nombre de sorties supérieur à 3)- linéaire : 3.27 x 80 = 262 g

•Porte-rampe PVC ø 56.6 X 63• débit = 400 x 21 = 8400 l/h = 8.4 m3/heure• perte de charge :

- lue sur l’abaque : 1.7 g/m- corrigée : 1.7/2.75 = 0.62- linéaire = 0.62 x 25 = 15.5 g

•Canal d’amenée PVC ø 56.6 X 63• débit = 8.4 m3/h• longueur = 25 + 60 = 85 m• perte de charge :

- lue = 1.7 g/m- linéaire : 1.7 x 85 = 144.5 g

• vitesse ~ 0.9 m/s• Récapitulation :

•pdc linéaire totale = 262 + 15.5 + 144.5 = 422 g•pdc singulière (10 %) = 42.2• charge minimale de fonctionnement du goutteur = 0.5 bars = 500 g•pdc filtre = 0.4 mCE = 40 g (modèle AZUD 50-12), (Tableau 25).•pdc Injecteur engrais (modèle AIV 01583-1) = 0.2 bars = 200 g

(Tableau 26)D’où la pression minimale à assurer à l’entrée du filtre :

422 + 42.2 + 500 + 200 + 50 = 1204 g/cm2 = 1.204 bars ~ 12 mCE

CONClUsION Dans un pays tel que le Cap-Vert, les parcelles agricoles sont aménagées souvent au pied de talus abrupts ou de collines. Des réservoirs surélevés par rapport au niveau des parcelles offrent une charge naturelle pouvant dépasser 12 mètres de colonne

57


d’eau. Dans ce cas de figure, le réseau de micro-irrigation est fonctionnel sans frais supplémentaire. Le réservoir est alimenté à partir d’eau de source, pompée par un système photovoltaïque fonctionnant au fil du soleil.

Si de telles conditions ne sont pas réunies, le recours à la solution hybride s’impose : disposer d’une station de reprise au moyen d’une motopompe thermique, à partir d’un bassin tampon. Le débit nécessaire et la pression requise sont ainsi assurés, pour une régularité des débits dans les distributeurs, une bonne circulation de l’eau dans les canalisations et pour une filtration efficace.

Figure 32. Tracé du réseau dans le modèle du Cap-Vert (8000 m2)

TABLEAU 25Caractéristiques des filtres AZUD (références présentées à l’annexe 3)

AZUD 50 / 12 – 1 – 1 – 1/2 «

Secteur 1

Secteur 2

PVC

56.6 x 63 25 m

80 m T-Tape 13 x 16

25 m

Secteur 3

Secteur 4

25 m

25 m

60 m

58


ModèleSurface de

filtrageGrade de filtrage

Débit recommandé

Pression max.

cm2 mesh m3/h kg/cm2

50/12

1-1/2"246

110

608 - 12 6

modèle Dimensions (mm) branchementA b C H

50/121-1/2" 245 169 1-1/2" 310 ROSCA

Annelé mâle

Perte de charge (mCE)modèle Débit (m3/h)

6 8 10 12 15 1850/121-1/2" 0,1 0,4 0,9 1,5 2 2

TABLEAU 26Performances des injecteurs d’engrais “ Venturi ” (références présentées à l’annexe 3)

AIV 0484-1

¾"

AIV 01078

1"

AIV 01583-1

1 ½"

AIV 02081-1

2"A(*)

barsB

bars1

l/mn2

l/h1

l/mn2

l/h1

l/mn2

l/h1

l/mn2

l/h

0.7

00.150.350.500.55

76655

726030110

3633302929

3022271327638

7263635756

68045432918942

218218200179173

198419841474661302

1.0

00.350.500.700.80

88777

725742190

4138373534

30222717313645

8174726867

68048041626557

246246241217209

198419661890945302

1.4

00.350.701.801.00

99888

686842308

4545424139

30228318914076

9087828077

680673454359170

272272272251240

1928192818901247605

1.7

00.350.701.001.35

99999

686861340

4949484544

28328328615945

9898918885

68068059036742

291291285276265

1928192819281247283

(*) A : Pression à l’entrée B : Pression à la sortie 1 : Débit transité 2 : Débit injecté

59


ANNEXE 1

DOCUmENTs CONsUlTEsCemagref, 1992. Guide pratique irrigation, 2ème edition, RNEDHA, 294 p.Cooper A., 1980 The ABC of NFT, Grower Books, London, p. 55-59, ISBN 0 901 1361 224.Decroix M., 1988. La micro-irrigation dans le monde, CEMAGREF, 208 p.Doorenbos J. et Pruitt W.O., 1975. Les besoins en eau des cultures, Bulletin d’Irrigation et de Drainage, 24, FAO, 198 p.FAO, 1973. L’irrigation goutte-à-goutte, Bulletin d’irrigation et de drainage, 14, 158 p.FAO, 1988. Production de légumes dans les conditions arides et semi-arides d’Afrique tropicale, 89,456 p.Feyen J. et Laliaert J. et Badji M., 1985. Traité pratique de l’irrigation sous pression, AGCD, ABOS, K.U. Leuven , 231 p.Keller J. et Karmelli D., 1975. Trickle Irrigation Design, 1st ed., Rain Bird sprinkler Mfg. Corp., Glendora, 133 p.Kutsch H.G., 1978. Le pouvoir d’évaporation du climat marocain, MARA-D.R.A, Rabat, 378 p.Odet J., Musard M. et Wacquant C., 1989. Mémento Fertilisation des cultures légumières, CTIFL, 398 p. Sirjacobs M., 1988.Gestion courante de l’irrigation localisée sous abri-serre en région aride. Utilisation

dulysimètre à drainage, Tropicultura, 6 (2), p. 60-63.Sogreah, 1978. Les pompes et les petites stations de pompage, 2è éd., Collection Techniques Rurales en Afrique, 217 p.Vermeiren L. et Jobling G.A., 1983. L’irrigation localisée, Bulletin d’Irrigation et de Drainage, 36, FAO, 219 p.Veshambre D. et Vaysse P., 1980. Mémento goutte à goutte, Guide Pratique de la micro-irrigation par goutteur et diffuseur, CTIFL-INRA, 204 p.

60


ANNEXE 2

GlOssAIrECapacité de filtration : elle est évaluée par la dimension des mailles de l’élément filtrant

et s’exprime en nombre de microns (pour les vides de maille) ou en mesh (nombre d’ouvertures par pouce).

Cette expresion est souvent simplifiée à : g/m ou mCE/mCoefficient Kc et Kb : ce sont deux coefficients réducteurs qui permettent, respectivement,

de quantifier ETM à partir de ET0 (ETM = Kc x ET0), ou d’estimer ET0 à partir de l’évaporation d’eau (Ebac) dans un bac évaporant (ET0 = Kb x Ebac). Ces deux coefficients sont adimentionnels.

Débit : quantité d’eau délivrée par unité de temps. Le débit Q s’exprime en m3/heure ou en litres par seconde (1m3/h = 3.6 l/s).

Evaporation de la culture de référence (ET0) : elle exprime le pouvoir d’évaporation du climat d’une région donnée ; mesurée (lysimètre gazonné) ou calculée (formule de penman), elle est exprimée en mm/jour.

Evapotranspiration maximale (ETM) : elle est liée à la culture considérée et exprime ses besoins en eau (en mm/j ou en mm cumulés). Dans des conditions autres qu’optimales, ETM devient ETréelle ou simplement ET culture.

Hauteur manométrique totale (HMT) : c’est la différence de pression entre les niveaux d’aspiration et de refoulement, majorée des différentes pertes de charge occasionnées par le mouvement de l’eau dans les canalisations.

Perte de charge linéaire (Jl) : c’est la diminution de la pression, observée entre deux sections d’une canalisation, séparées par une longueur l. Unité : g/cm²/mètre linéaire ou mCE/mètre linéaire

Pluviométrie : quantité d’eau tombée par unité de surface. Elle s’exprime en l/m², en m3/ha ou en mm hauteur d’eau. Correspondance : 1 mm d’eau = 1 l/m2 = 10 m3/ha

Pression ou charge : c’est une force exercée sur une unité de surface ; mesurée en kg/cm2, en g/cm2, en bars ou en mètres colonne d’eau (mCE). Equivalence : 1 bar = 1 kg/cm2 = 1000 g/cm2 = 10 mCE.

Puissance : elle est exprimée en watts, en kilowatts ou en chevaux-vapeur ; (1 kw = 1.36 CV).

Salinité de l’eau : c’est l’ensemble des sels dissous dans l’eau ; elle s’exprime en g/l, en mg/l ou en termes de conductivité électrique EC, en mmhos/cm, en mSiemens/cm ou en dS/m (1mmho/cm = 1 mSiemens/cm = 1 dS/m). En fertigation, il y a la relation approximative suivante : mg/l = EC x 0.85 dans laquelle EC est exprimée en mmhos/cm.

Salinité du sol : elle est exprimée de la même façon que celle de l’eau sauf qu’elle est relative à un taux d’extraction donné (1:2, 1:5 ou 1:10). La valeur la plus fiable de EC du sol est celle de l’extrait de la pâte saturée, notée Ece.

Solution-fille (SF) : c’est la solution nutritive qui sort à partir du goutteur et délivrée au pied des plantes. Expression : mg/l.

Solution-mère (SM) : c’est la solution concentrée où les engrais sont solubilisés pour être injectés dans l’eau d’irrigation. Expression : mg/l, g/m3 ou kg/m3.

Taux d’injection (TI) : c’est le rapport entre le volume aspiré de la solution-mère et le volume d’eau apporté. Expression 0/0 ou 0/00. Correspondance : salinité SF = salinité SM x TI

Taux de dilution : c’est l’inverse du taux d’injection.

61


ANNEXE 3

lIsTE DEs FOUrNIssEUrs Adresses Produits Principaux et ServicesBERTOLINI MACCHINE AGRICOLE Via Guicciardi,742100 REGGIO EMILIA (Italie)Tél : 0522.55.28.45Fax : 0522.55.69.56

Motoculteurs

COMET S.P.A Pompe AgriculturaVia G. Dorso, 442100 REGGIO EMILIA (Italie)Tél : 0522.75.341Tél : 0522.75.348

Pompes

ERI-SERRoute de Taroudant n° 22Aït MelloulAGADIR (Maroc)Tél : + 212.8.24.21.54Fax : + 212.8.24.21.55

Etudes de dimensionnement de réseaux et fourniture de matériel d’irrigation

LEGO IRRIGAITON POBB.P. 8010 NatanyaZ.I. KIRYAT NORDAU (Israël)Tél : 972.9.65.10.90Fax : 972.9.82.54.344

Goutteurs, asperseurs, filtres , programmeurs

NO PREM IRRIGATION SYSTEMS LTDNIS. 49 Eder Street34752 HAIFA (Israël)Tél : 972.4.83.43.351Fax : 972.4.82.54.344

Goutteurs intégrés et gaines

SOCIETE HORTI-SUD SARLRoute de TaroudantAZROU - AGADIR (Maroc)Tél : + 212.8.24.51.86Fax : 212.8.24.80.10

Etudes de dimensionnement et fourniture de matériel d’irrigation

EBARA - FranceZ.I. des Amandiers39, rue des Entrepreneurs78420 CARRIERES-SUR-SEINE (France)Tél : (1) 30.86.54.80Fax : (1) 39.13.19.71

Pompes centrifuges à axes horizontal ou vertical, monobloc, multicellulaires...

SOTEMAG (Société Technique de Matériel Agricole)Km 2.5. Route de Taroudant B.P 114AIT MELLOUL (Maroc)Tél : + 212.8.24.01.70Fax : + 212.8.24.01.38

Fabrication de pompes à axe vertical. Commercialisation de groupes moto-pompes et matériel agricole; forage de puits

MAZZEI INJECTOR CORPORATION500, Rooster DriveBAKERSFIELD, CA 93307-9555 (U.S.A)Tél : (805) 363.65.00Fax : (805) 363.75.00

Injecteurs venturi et pompes

DIMATITRoute de BiougraAIT MELLOUL (Maroc)Tél : + 212.8.24.17.19Fax : + 212. 8.24.14.75

Fabrication et commercialisation de tubes en P.V.C

62


IRRIDELCOIrridelco Plaza440, Sylvan AvenueP.O. Box 1615Englewood CliffsNEW JERSEY 07632 (U.S.A.)Tél : (201) 569.30.30Fax : (201) 569.92.37

Goutteurs

CHA KOMEX S.A.R.LSt Janskerkstraat 626822 EM ARNHEM (Hollande)Fax : (085) 43.58.56

Stations météo compactes, thermo-hygrographes, tarrières, tensiomètres

FACTORIA SAN MIGUEL C.BVALENCIA (Espagne)Tél : (96) 222.46.20Fax : (96) 222.51.08

Fabrication de “Bactémicron”: produits à base d’engrais organiques et bactéries utiles

SOCIETE BIOPRAG S.A.R.LRoute de Taroudant. Bloc 2. N° 7AIT MELLOUL (Maroc)Tél : (08) 24.46.20Fax : (08) 24.46.86

Commercialisation des produits “Bactérimon”

ATLANTICA AGRICOLA S.A.Corredera, 3303400 VILLENEA ALICANTE (Espagne)Tél : (96) 580.03.58Fax : (96) 580.03.23

Engrais organiques

S.C.P.CRoute de TaroudantB.P 73 AIT MELLOUL (Maroc)Tél : (08) 24.07.10Fax : (08) 24.17.77

Commercialisation de différents types d’engrais

DUCLOSB.P. 313240 SEPTEMES-LES-VALLONS (France)Tél : 91.51.90.56

Engrais solubles

SCPA2, Place du Général de Gaulle68053 MULHOUSE-CEDEX (France)Tél : (03) 89.36.36.00Fax : (03) 89.36.37.91

Potasse soluble

T - SYSTEMS EUROPE S.A7, Chemin de NovitalZ.I. La Pointe31150 LESPINASSE - TOULOUSE (France)Tél : (33) 61.35.95.96Fax : (33) 61.35.41.86

Gaine T-Tape

PALAPLAST Irrigation System IndustryInd. Area ThessalonikiP.O Box 45GR 57022 SINOS (Grèce)Tél : (00 3031) 79.79.65Fax : (00 3031) 79.79.59

Matériel divers d’irrigation

SISTEMA AZUD S.AAvda de Las AmericasP.6/6 Pol. Ind. Oeste30169 SAN GINES - MURCIA (Espagne)Tél : (96) 880.84.02 Fax : (96) 880.83.02

Goutteurs, tubes P.E., filtres, accessoires

63


TWIN DROPS IBERICAPolig. Industrial Pla Vallonga - Calle 5 n° 2403113 ALICANTE (Espagne)Tél : (96) 528.88.51Fax : (96) 511.44.39

Tubes P.E, goutteurs et accessoires

JAMES HARDIE IRRIGATION EUROPE Loc. Pratto della CorteVia dell’artigianato, 1-300065 Fiano RomanoROMA (Italie)Tél : (0765) 45.52.01/02/03Fax : (0765) 45.53.86

Programmeurs, vannes, accessoires, goutteurs, gaines

POMPES GUINARD179, Boulevard Saint-Denis92400 COURBEVOIE (France)Tél : (1) 47.88.50.52Fax : (1) 47.88.23.78

Pompes pour puits et forages

AGRIPROM26, Rue d’Anizy20300 CASABLANCA (Maroc)Tél : + 212 2.40.37.67 : + 212 2.40.38.77Fax : + 212 2.40.38.34

Engrais solubles

NAAN SYSTEMS D’IRRIGATION30/32, Place Saint-Georges75442 Paris cedex 09 (France)Tel 48 78 61 50fax 42 80 21 06

Goutteurs, asperseurs, accessoires

F.I.F. Control74, Boulevard Abdallah Ben YassineCASABLANCA (Maroc)Tél : 30.48.48/50

Matériel d’irrigation et de filtration

DAN SPRINKLERS12245 Kibbutz DanISRAEL MOBILE POST,UPPER GALILEE (Israël)Tél : 06-95.38.11Fax : 06-95.85.55

Matériel d’irrigation

DISTRIBUTEURS NETAFIM :*REGAFIM

Complexe Immobilier OukachaBd My Slimane, rue 3Hangar n° 17Aïn SebaaCASABLANCA (Maroc)Tél : 02.34.01.35 : 02.34.01.36Fax : 02.34.17.99

Matériel varié d’irrigation localisée

DISTRIBUTEUR NETAFIM*REGABER

c/Rafael Riera Prats, nave 6Vilassar de Dalt08339 BARCELONA (Espagne)Tél : (93) 753.12.11Fax : (93) 750.85.12

Matériel d’irrigation

La Production et Protection Intégrées appliquée aux cultures maraîchères en Afrique soudano-sahélienne

CENTRE POUR LE DÉVELOPPEMENT DE L'HORTICULTURECAMBÉRÈNE – DAKAR

Intensification des cultures horticoles par l'application de l'exhaure ...

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