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THEMEMatériels D’Irrigation : Etude de la rampe

frontale

Elaboré et soutenu par :

OUESLATI Mohamed

BEN JEDDO Khalifa

HAMZAOUI Raouf

Encadré par :

Mr. BEN SALEM Ezzeddine

Historique 

L’irrigation par la rampe frontale est inventée aux USA vers la fin des années 40. Elle convient à l’irrigation des grandes surfaces, surtout les parcelles rectangulaires.

L’utilisation des rampes frontales est limitée aux surfaces planes dont la pente généralement ne dépasse pas15 %.

La longueur de la rampe frontale ne dépasse pas dans les plupart des cas 450 m avec une vitesse d’avancement moyenne de 2,5 m/min.

Définition

La rampe frontale est une machine automatisée de l’irrigation par aspersion composée d’une rampe supportée par plusieurs tours métalliques, alimentée par un flexible ou par un canal d’eau et entraînée par un moteur.

Cette machine permet l’irrigation des parcelles rectangulaires à déplacement continu, avance suivant une direction perpendiculaire à sa rampe d’irrigation et délivre une pluviométrie homogène et peu sensible au vent.

La rampe frontale se présente sous différents

modèles, mais en général elle est composée de:

Une rampe porte asperseurs,

Une structure métallique porte rampes,

Un système d’alimentation en eau,

Un dispositif d’avancement et guidage rectiligne,

Un système de pilotage.

Etude des différents organes : La rampe d’irrigation ou porte asperseurs :

Elle est composée de plusieurs conduites reliées par des raccordements souples. De longueur variable de 400 à 500 m, de diamètre variable de 108 à 152 mm et porte des asperseurs :

A faible pression de 1 à 2 bars,

A petit écartement de 2 à 6 m,

Assure une pluviométrie de 6 à 60 mm par heure,

L’extrémité de la rampe peut être équipée d’un canon.

Montés sur des supports rigides dirigés en haut ou bien en bas (pendillards) comme l’indique la figure suivante.

Structure porte rampe:

Elle est composée de plusieurs travées en nombre égal à celui des tronçons de conduite. Chaque travée est composée aux extrémités par deux tours composées d’une structure métallique et deux roues pneumatiques.

L’accouplement, indiqué par la figure 2.3, est composé d’une coquille articulée, un joint à lèvre assure l’étanchéité, bouchon purgeur automatique. Son alignement est assuré par une réglette coulissante, caractérisée par un démontage facile.

Accouplement entre travées :

Si un terrain accidenté, une tour monte tandis que l’autre descend, ce mouvement ne pose pas de problèmes à cet accouplement, puisque l’angle de l’accouplement peut atteindre 30 degrés au max.

Même avec cet angle élevé, la section de tube ainsi que le débit d’eau restent les même. Ceci est possible grâce à un collier de serrage en matière de haute qualité.

Mode de guidage :

Le guidage de la tour de contrôle, en général la tour motrice, peut se faire de plusieurs manières:

Par un câble aérien tendu au dessus du sol et fixé sur des piquets, suivi par des palpeurs à l’avant et à l’arrière de la tour motrice,

Par des piquets, disposés à intervalles réguliers (5 m) en bordure de parcelle et suivis par des palpeurs.

Par un câble enterré parcouru par un courant de haute fréquence, repéré et suivi grâce à un système de détecteurs.

Ces deux systèmes sont fiables, mais laissent des obstacles en travers de la parcelle.

Par un sillon tracé dans le sol suivi par un sabot. C’est le plus simple, il limite les obstacles, mais le sillon est très souvent fragile,

Par guidage sur le canal, ce qui impose d’avoir un canal bétonné

En limite des champs; il faut placer les bornes d’arrêt (sont deux piquets) entre lesquels est tendu le fil de fer de guidage (galets) lors de son contact avec le piquet d’arrêt de la station de pompage et la machine s’arrête, ou bien le retour à vide selon le choix de l’utilisateur effectué à l’aide de l’armoire de commande.

Borne d’arrêt:

Principe de fonctionnement: Déplacement de la rampe :

Les rampes frontales se déplacent en translation tout en arrosant. Elles sont guidées par une tour motrice qui fournit ou reçoit de l’énergie.

La tour motrice est équipée de deux ou quatre roues, suivant la longueur de la rampe et le poids à transporter, elle est en générale lestée pour offrir une inertie suffisante et augmenter l’adhérence.

Grâce à la moto réducteur, assez de force est disponible. Les réducteurs des mues sont actionnés par deux arbres moteurs qui ne nécessitent pas d’entretien et sont montés directement sur les roues.

Ces réducteurs de mues disposent de chambre d’expansion pour l’huile des réducteurs, ce qui est primordial en cas de charge permanente et de variation de température.

La vitesse de la rampe frontale est réglable de 9 â 36 m/h. Les roues de la rompe sont orientables en direction perpendiculaire â l’axe longitudinal de la rampe, pour l’arrosage.

Et en direction parallèle pour le déplacement traîné au moyen d’un tracteur d’une parcelle à une autre parcelle du périmètre irrigué.

Alignement de la rampe:

Pour qu’il y ait un alignement exact, un système palpeur monté sur les travées et qui touche en continue le câble d’acier suit toute la longueur du champ assure l’avancement en ligne de la rampe.

Ce dispositif de contrôle corrige toute déviation tout simplement en démarrant ou en arrêtant les moteurs des tours mobiles.

Alignement de la rampe en eau :

L’alimentation en eau peut également être assurée par pompage dans un canal situé le long du parcours de la rampe.

Un tuyau flexible est branché sur des bouches réparties dans la parcelle, et alimentées par une station de pompage.

Par tuyau tracté :

La longueur du flexible est limitée par son poids, donc son diamètre et sa longueur. En général cette longueur est limitée à 200 m (soit des positions de 400 m). Le tuyau est déplacé manuellement pour passer d’une position à l’autre.

On trouve deux types de tuyaux flexibles:

Souples

Plyéthylène,

Par un canal :

Le pompage est direct au moyen d’une pompe placée sur la tour motrice. On trouve plusieurs systèmes de canaux avec des écluses, creusés dans le sol, bétonnés ou non. Ce mode d’amenée d’eau est limité aux terrains plats.

La station de pompage est supportée par le chariot, équipée d’une pompe à moteur thermique ou électrique, d’une crépine d’aspiration maintenue horizontale sur un patin.

Elle est généralement construite en béton si le sol est perméable, si non creusé directement dans le sol (sol non filtrant), de section trapézoïde, de profondeur allant de 46 à 61 cm, de largeur supérieure ou égale à 75 cm, et d’angle d’ouverture égale à 45°.

Elle est situé à coté du chariot le long de la bordure de la parcelle, ou au milieu de la parcelle en dessous de la rampe, dans ce cas la rampe soit composée de deux ailes de part et d’autre du canal.

Alimentation en énergie :

L’électricité arrive par un câble traîné sur le sol par la tour motrice, ou est produite au niveau de la tour motrice par un groupe électrogène.

Dans le cas de rampes à déplacement hydraulique (huile), un moteur thermique maintient la pression dans les circuits.

Les câbles traînés doivent avoir un blindage suffisant pour résister à l’écrasement, Ils peuvent être disposés à l’intérieur du tuyau d’amenée.

Système de pilotage:

Le système de pilotage est composé de raccordement, vannes, manomètres et régulateurs de débits.

Quand le système se met en contact avec les bornes d’arrêt, un disjoncteur se déclenche et fait arrêter la station de pompage.

La vanne d’alimentation de la rampe est actionnée par l’opérateur, en limite de la parcelle, elle est fermée au moyen de bornes d’arrêt. Il s’agit de deux piquets entre les quels passe le câble de guidage.

Chaque asperseur est précédé par un régulateur du débit et de pression assurant que tous les asperseurs fonctionnent avec le même débit et la même pression.

Quelques méthodes pour utilisation sans problèmes

de la rampe frontale: Cas des sols lourds:

Méthode N°1:

1. Marche avant jusqu’au bout du champ avec la pluviométrie désirée.

2. Arrêt pour laisser sécher le sol.

3. Marche arrière rapide sans arrosage.

Méthode N°2:

1. Marche avant jusqu’au milieu du champ avec la pluviométrie désirée.

2. Marche avant jusqu’au bout champ sans irrigation.

3. Marche arrière jusqu’au milieu du champ avec la pluviométrie désirée.

4. Marche arrière rapide jusqu’au bout du champ sans arrosage.

Cas des sols légers:

Méthode N°1:

1. Marche avant avec 50 % de la pluviométrie totale.

2. Marche arrière en appliquant les 50 % restants.

Méthode N°2:

1. Marche avant et marche arrière, application d’une pluviométrie réduite.

2. Compéter à la pluviométrie désirée.

Les paramètres d’irrigation de la rampe frontale: Vitesse d’avancement:

V=1000Q/Da.La

Avec: V : Vitesse d’avancement (m/h). Da : Dose d’arrosage (mm). Q : Débit de la rampe (m3/h).

La : Largeur de la rampe (m).

Durée d’arrosage :

Ta = Lp / VAvec: Ta : Durée d’arrosage. (h) Lp : longueur de la parcelle (m) V : Vitesse d’avancement (m/h).

Débit de la rampe :

Qr = Lr * Lp * Da / Ta

Avec: Qr : débit de la rompe (m3/h) Lr : longueur de la rompe (m). Lp : longueur de la parcelle (m) Da : Dose d’arrosage. (mm) Ta : Durée d’arrosage. (h)

Avantages et Inconvénients: Avantages:

Une précision de l’application d’eau allant jusqu’à 95 %.

Economie de la main d’oeuvre jusqu’à 70 %.

Conçus pour une conversion facile à partir d’autres systèmes

Possibilité de réglage de la dose et de l’intensité de la pluviométrie.

Economie d’eau jusqu’à 70 %.

Répartition de débit est uniforme sur l’ensemble de la rampe.

Convient pour toutes les parcelles de 4 à 405 ha avec une pente atteignant un maximum de 6 %.

Inconvénients:

Entretien (main d’oeuvre qualité, précision).

Prix d’achat élevé.

Altérer les cultures par la surface de contact des roues.

Merci pour votre attention