Tour d'eau dans les périmètres irrigués

1

TOUR D’EAU DANS LES PI

DISTRIBUTION DE L’EAU

METHODOLOGIE

PARAMETRES DU TOUR

D’EAU

CAS PRATIQUES

Achour HichemESIER Tunisie

2


Nécessité d’améliorer l’irrigation selon :

La demande La fourniture de l’eau

Les agriculteurs

La capacité du réseau

G.I.C.

Le mode idéal de fourniture d’eau pour les agriculteurs est une fourniture à volonté

3


Préoccupations des agriculteurs• Fiabilité de la distribution de l’eau• La quantité d’eau à recevoir• Le temps d’irrigation disponible

Préoccupations du GIC• Répartition équitable de l’eau entre les

agriculteurs• Procédure d’exploitation simple• Distribution efficace

L’objectif est donc de parvenir à distribuer l’eau de façon équitable, efficiente, fiable et en temps voulu tout en minimisant les coûts

d’exploitation

4


La distribution de l’eau doit être souple, en terme de fréquence,

débit et durée

• Fréquence : devra satisfaire les besoins en eau des cultures

• Débit : conditionne l’uniformité de la distribution

• Durée : conditionne l’efficience de l’irrigation. Une durée trop longue entraînera une percolation importante et le lessivage des engrais

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METHODES DE BASE

• A Volonté à la demande

• Par partage du

temps

• Par partage du par répartition

débit des débits


par rotation

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DISTRIBUTION DE L’EAU : METHODES DE BASE

A VOLONTELorsque l’eau est en abondance et que la capacité du réseau de distribution le permet, l’agriculteur est libre d’acquérir de l’eau à volonté.

SABS2 SABS3 BHS BA HJ8

TRIM 1 60,0 78,5

68,2

43,1

47,6TRIM 2 32,4 55,6 21,8

TRIM 3 28,2 46,0 20,2

TRIM 4 23,4 42,2 25,2

Tableau 1 : Consommation d’eau moyenne trimestrielle pour les cinq périmètres étudiés en pourcent – année 2000

7

DISTRIBUTION DE L’EAU : METHODES DE BASE

PAR PARTAGE DU TEMPS Lorsque la demande en eau est élevée (ressource en eau

insuffisante), le partage du temps est un procédé utilisé pour assurer une distribution équitable

PAR PARTAGE DES DÉBITSQuant les débits sont prévisibles, une pratique courante

consiste à faire une rotation des débits disponibles entre les agriculteurs

En pratique, le partage des débits et le partage du temps sont souvent combinés au sein du périmètre

DUREE DEBIT FREQUENCE

PMH A LA DISCRETION DES

AGRICULTEURS OU FIXÉ

FIXÉ A LA DISCRETION DES AGRICULTEURS

OU FIXÉ

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DISTRIBUTION DE L’EAU : OBJECTIFS

OBJECTIFS ASSIGNÉS AU FONCTIONNEMENT D’UN RÉSEAU

• EQUITABILITÉ

• FIABILITÉ

• RESPECT DU CALENDRIER FIXÉ

• EFFICACITÉ

• SOUPLESSE

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1. Alimentation en eau

2. Qualité de l’eau

3. Climat et pluviométrie

4. Sols (nature)

5. Cultures (assolement)

6. Topographie

7. Dimensions du périmètre

DISTRIBUTION DE L’EAU : FACTEURS PHYSIQUES

FACTEURS PHYSIQUES INTERVENANTS DANS LA

GESTION DE L’EAU

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DISTRIBUTION DE L’EAU : METHODOLOGIE

Les actions à mener ainsi que la méthodologie pour l’établissement

d’un tour d’eau dans les périmètres irrigués sont les suivantes :

• Collecte des données relatives aux parcellaires et à l’assolement

• Calcul des besoins en eau des cultures

• Calcul des paramètres du tour d’eau

• Détermination du temps d’ouverture des bornes des différents

secteurs

• Approbation du tour d’eau par les agriculteurs

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DISTRIBUTION DE L’EAU : EVAPOTRANSPIRATION DE REFERENCE

L’estimation par calcul de ET0 s’effectue par

des formules de deux types :

• Très empiriques (Blanney-Criddle, Riou…) qui sont des ajustements statistiques entre une évaporation mesurée et quelques variables climatiques simples.

• D’autres (Penman-Monteith…) qui sont des modélisations de phénomènes énergétiques et climatiques complexes ayant pour origines essentielles :

- Le rayonnement solaire net

- La température de l’air

- Le déficit de saturation de l’air en vapeur d’eau

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Formule de Blanney - Criddle

Cette formule ne fait intervenir directement qu’un seul facteur météorologique à savoir la température. Elle s’écrit comme suit :

ETo (mm/j) = ( 8.13 + 0.46 T ) P

· T : température moyenne mensuelle en °C

· P : pourcentage d’heures diurnes pendant le mois considéré par rapport au nombre d’heures diurnes annuelles ; p est en fonction uniquement de la latitude du lieu

13


Formule de Riou

Cette formule est donnée par :

avec: n : température maximale moyenne du mois n

n+1 : température maximale moyenne du mois n+1

b = 7,1- 0,1φ

avec φ : Latitude de la région considérée

bjmmET nn

3231,0)/( 1

0

14

DISTRIBUTION DE L’EAU : EVAPOTRANSPIRATION MAXIMALE

En pratique, on cherche à placer les plantes dans les conditions les plus favorables de production ; on se basera donc sur les besoins en eau correspondant à l’évapotranspiration maximale (ETM). Rappelons la définition de l’ETM : C’est l’évapotranspiration maximale d’une culture donnée à différents stades de développement végétatif, lorsque l’eau n’est pas facteur limitant et que les conditions agronomiques sont optimales.

L’ETM se calcule à partir de la formule suivante :

ETM = kc* ETo

kc est un coefficient cultural d’ajustement dépendant de la

culture et de son stade végétatif.

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Les besoins nets en eau d’une culture traduisent la quantité d’eau qui doit être apportée à la parcelle, en plus de la pluie utile et la quantité stockée, qui est considérée comme nulle dans notre calcul.

Les besoins nets sont calculés par l’application de la formule suivante :

B net = kc ETo - Pu

Avec B net : Besoin net en mm/mois

kc. ETo : Besoin en mm/mois

Pu : pluie utile en mm/mois

DISTRIBUTION DE L’EAU : BESOIN NET EN EAU DES CULTURES

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DISTRIBUTION DE L’EAU : BESOINS BRUTS OU TOTAUX

Pour obtenir au niveau de la parcelle les besoins nécessaires, on doit estimer les pertes au niveau du réseau d’irrigation. Une quantité d'eau d'irrigation supplémentaire est ajoutée à la source pour compenser ces pertes. On fera intervenir un coefficient d'efficience du réseau (Cr) qui est définit par le rapport suivant :

rp

n

r

parcelletotal

CCLessivageB

CBB

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DISTRIBUTION DE L’EAU : ADEQUATION BESOIN/RESSOURCE

Figure 1 : ADEQUATION BESOIN/RESSOURCE

J F M A M J J A S O N D

MOIS

BESOIN

Dans ce premier cas, les ressources en eau sont très supérieures à la demande en eau du périmètre. La valorisation de l’eau n’est pas optimale. La solution pourrait correspondre à :

•Revoir l’assolement pratiqué dans le but d’augmenter le taux d’intensification du périmètre et augmenter ainsi la demande en eau du périmètre

•Augmenter la superficie du périmètre

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DISTRIBUTION DE L’EAU : ADEQUATION BESOIN/RESSOURCE

Dans le deuxième cas, nous observons une période de l’année où les ressources en eau sont excédentaires par rapport à la demande en eau du périmètre et une deuxième période plus courte (2 à 3 mois de l’année) où la demande en eau est plus importante. Les possibilités d’amélioration peuvent être les suivantes :

•Réduction de la superficie du périmètre : solution simple et à éviter

•Création d’un réservoir pour stocker de l’eau pendant les périodes excédentaires et leur utilisation ultérieure en période déficitaire.

•Modification de l’assolement pratiqué au sein du périmètre à savoir réduction de la taille des cultures exigeantes en eau durant la période déficitaire et augmentation des surfaces de cultures pendant la saison excédentaire en eau. Cette solution semble être la plus optimale.

Figure 2 : ADEQUATION BESOIN/RESSOURCE - CAS 2

J F M A M J J A S O N D

MOIS

BESOIN

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DISTRIBUTION DE L’EAU : PARAMETRES D’IRRIGATION

Débit fictif continue (Qfc)

Le débit fictif continu représente le débit théorique qu'il faut apporter à la parcelle 24h sur 24h pour couvrir les besoins en eau des plantes en tenant compte des pertes à la parcelle.

Durée maximale journalière d’irrigation Tmax (h/j)

Il s’agit de la durée maximale journalière de distribution d’eau par les bornes aux agriculteurs.

3600*24*)(

)//(considéréemoisdujoursdeNb

lmensueleauenBesoinshaslQ fc

20


Dose d’irrigation (m3/ha)

La dose d’irrigation représente le volume d’eau apportée à chaque irrigation par unité de surface. Il dépend de la nature du sol (capacité de rétention) et de la profondeur d’humidification.

Main d’eau (l/s)

La main d’eau représente le débit fourni à l’agriculteur pour l’irrigation de sa parcelle. Le choix de ce débit repose essentiellement de la qualité de l’exploitant (degré d’équipement, technicité…) et de la qualité du sol.

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Capacité maximale réelle du réseau de distribution (m3/ha/j) Il s’agit du volume maximal d’eau apporté à un hectare de culture par le

réseau d’irrigation pendant un temps Tmax :

Cmax (m3/ha/j) = Qmax (m3/h) x Tmax (h/j) / S (ha)

Besoins journaliers du périmètre (m3/ha/j)

Il s’agit du besoin journalier d’un hectare de culture en supposant que l’apport d’eau à la parcelle s’effectue tous les jours du mois pendant Tmax par jour.

B (m3/ha/j) = Qfc (m3/ha/j) x 24 / Tmax (h/j)

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Période d’irrigation (j)

Il s’agit de l’intervalle de temps séparant deux irrigations successives d’une

même parcelle.

Pa (jour) = D (m3/ha) / B (m3/ha/j) si B < Cmax

Pa (jour) = D (m3/ha) / Cmax (m3/ha/j) si B > Cmax

Temps d’irrigation (h/ha)

Le temps d’irrigation alloué à chaque hectare de culture est défini comme

suit :

T (h/ha) = D (m3/ha) / M (m3/h)


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Surface maximale irrigable par jour (Sjmax ha/jour)

Il s’agit de la superficie maximale susceptible d’être irriguée à partir de la

main d’eau par jour

Sjmax (ha/jour) = Tmax (h/j) / T (h/ha)

Surface maximale du secteur hydraulique (Ssmax ha)

Il s’agit de la surface maximale susceptible d’être irriguée à partir de la main

d’eau pendant toute la période

Ssmax (ha) = Sjmax (ha/jour) x Pa (jour)


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DISTRIBUTION DE L’EAU : SIDI ALI BEN SALEM 3

PERIMETRE IRRIGUE SIDI ALI BEN SALEM 3

KAIROUAN

JANV FÉVR MARS AVR MAI JUIN JUIL AOÛT

P mm 25 25 35 29 23 11 5 10

ETo mm 58 68 92 124 170 211 233 216

C NI Kc 0,8 1 1,1 1,1 0,7 0,25

C INT Kc 0,56 0,7 0,77 0,77 0,49 0,18

F INT Kc 0,7 0,63 0,56

F NI Kc 1 0,9 0,8

ME INT Kc 0,3 0,35 0,53 0,63 0,6

ME NI Kc 0,3 0,5 0,75 0,9 0,85

ARB Kc 0,15 0,15 0,4 0,6 0,8 0,85 0,85 0,9

EVAPOTRANSPIRATION DE REFERENCE ET COEFFICIENTS CULTURAUX

25



C NI 26,4 48 73,2 113,2 100,6 43,9

C INT 12,5 27,6 42,8 72,2 64,9 29,2

F INT 20,6 22,8 23,5

F NI 38 41,2 45,6

ME INT 14 41,1 103,0 142,7 121,6

ME NI 14 66,6 149,4 205,7 175,6

ARB 0,0 0,0 8,8 51,2 117,6 170,6 194,1 186,4

BESOINS NETS EN EAU DES CULTURES en mm


KAIROUAN

26



C NI 34,7 63,2 96,3 148,9 132,4 57,8

C INT 16,4 36,3 56,4 95,1 85,4 38,4

F INT 27,1 30,1 30,9

F NI 50,0 54,2 60,0

ME INT 18,4 54,1 135,6 187,9 160,0

ME NI 18,4 87,6 196,6 270,7 231,1

ARB 0,0 0,0 11,6 67,4 154,7 224,4 255,3 245,3

BESOINS BRUTS EN EAU DES CULTURES en mm


KAIROUAN

EFFICIENCE GLOBAL : 76 %

27


JANV FÉVR MARS AVR MAI JUIN JUIL AOÛT%

C NI 18,1 62,9 114,4 174,5 269,9 239,8 104,8

C INT

F INT 0,3 0,8 0,9 0,9

F NI 7,9 39,7 43,1 47,7

ME INT 3,8 7,0 20,6 51,7 71,7 61,0

ME NI 9,6 17,6 83,9 188,2 259,1 221,2

ARB 49,1 0,0 0,0 56,9 331,0 760,4 1102,7 1254,7 1205,2

TOTAL 88,9 103,5 158,4 280,0 625,6 1104,7 1447,5 1585,4 1487,4

BESOINS BRUTS ASSOLÉS EN EAU DES CULTURES en m3/ha


KAIROUAN

DEBIT FICTIF CONTINUE en l/s/ha : 0,59

28


ASSOLEMENT – CULTURES D’ÉTÉ

Arboriculture : 81,9 hectares (49,1%)

Maraîchères d’été en intercalaire : 6,4 hectares (3,8%)

Maraîchères d’été non intercalaire : 15,9 hectares (9,6%)

Surface totale cultivée (cultures d’été) : 104,2 hectares

Taux d’intensification : 63 %

PARAMÈTRES DU TOUR D’EAU

Débit du forage S : 48 l/s – 172,8 m3/h

Débit d’équipement du périmètre Qmax : 60 l/s – 216 m3/h

Durée maximale d’irrigation Tmax : 16 heures/jour

Débit fictif continue : 0,59 l/s/ha - 51,1 m3/ha/j

Main d’eau : 10 l/s – 36 m3/h

Période d’irrigation Pa : 3 jours

29

PARAMÈTRES DU TOUR D’EAU

Durée maximale d’irrigation pendant la période : 48 heures

Capacité maximale réelle du réseau hydraulique Cmax : 20,7 m3/ha/j Par rapport à S

totale du périmètre

Capacité maximale réelle du réseau hydraulique Cmax : 33,2 m3/ha/j Par rapport à S cultivée du périmètre

Besoins journaliers du périmètre : 76,7 m3/ha/j

Dose d’irrigation D si Pa égal à 3 jours : 99,5 m3/ha

Durée d’irrigation par hectare T : 2,8 heures/hectare

Surface maximale irriguée par jour S0 max : 5,8 ha/j (Par secteur)

Surface maximale du secteur d’irrigation Ss max : 17,4 hectares


30


SE B Numéro Surface S cultivée Heures

Parcelle Hectare Hectare calculées

A1 C33 + C34 3,00 Hamouda Bou Abid 0,00 0A2 C32 3,83 Htés Larbi El Abbane 0,00 0A3 C31 2,16 Htés Larbi El Abbane 0,00 0

A A4 C31 2,16 Htés Larbi El Abbane 0,00 0A5 C30 3,86 Mabrouka Ben Salah Mellassi 0,00 0A6 C27 0,93 Sghaï er Jebili 0,00 0A7 C28 2,48 Momamed Ben Ahmed Mellassi 1,00 3A8 C28 2,48 Tahar Ben Ahmed Jebili + Mabrouk El Mejbri 0,00 0A9 C29 1,42 Tahar Ben Ahmed Jebili 0,00 0A10 C26 3,37 Mokhtar + Mohamed Ben Taï eb Jbili 1,50 4

Surface secteur 25,6 2,50 7

BENEFICIAIRES

TOUR D’EAU

31


SECTEUR S Totale S Cultivée Hr calculée Hr adaptée

A 25,7 2,5 7 10

B 30,1 24,8 69 60

C 26,2 25,7 71 60

D 26,85 26,8 74 60

E 29,1 9,4 26 38

F 28,8 14,9 41 60

TOTAL 166,7 104,2 288 288

TOUR D’EAU

32


SABS2 SABS3 BHS BA HAJEB 8

SURFACE TOTALE (ha) 195 166 121,3 126,3 338

SURFACE CULTIVÉE (ha) 57,4 104,2 143,5 74,7 372

TAUX D’INTENSIFICATION (%) 30 62,8 118 59 110

DÉBIT DU FORAGE Qmax (m3/h) 198 172,8 108 108 504

DÉBIT D’ÉQUIPEMENT DU PÉRIMÈTRE Qmax (m3/h) 288 216 144 180 504

DURÉE MAXIMALE D’IRRIGATION Tmax (h/j) 13,75 16 15 12 20

DÉBIT FICTIF CONTINUE (l/s/ha) 0,3 0,59 0,65 0,29 0,42

PARAMÈTRES DU TOUR D’EAU POUR LES CINQ GIC

33


SABS2 SABS3 BHS BA HAJEB 8

CAP MAX RÉELLE DU RÉSEAU HYDRAULIQUE CMAX (m3/ha/j) 69,0 33,2 15,1 28,9 27,1

BESOIN JOURNALIER (m3/ha/j) 45,3 76,7 90,2 49,5 43,6

DOSE D’IRRIGATION (m3/ha) 136,0 99,5 45,2 86,8 81,2

DURÉE D’IRRIGATION PAR HECTARE T (h/ha) 3,8 2,8 1,3 2,4 2,3

SURFACE MAXIMALE IRRIG. PAR JOUR S0 max (ha/j/secteur) 3,6 5,8 12 5 8,9

SURFACE MAXIMALE SECTEUR

D’IRRIGATION Ss max (ha)10,9 17,4 35,9 14,9 26,6

PARAMÈTRES DU TOUR D’EAU POUR LES CINQ GIC

34

DISTRIBUTION DE L’EAU : TEMPS D’IRRIGATION EN HEURE PAR HECTARE EN FONCTION DES BESOINS BRUTS ET DE

L’EFFICIENCE GLOBALE

Main d’eau = 10 l/s Besoins journaliers des cultures (m3/ha/j) = 25

Efficience du réseau de distribution (Er en %) = 95

Efficience à la parcelle (Ep en %) 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 %

Besoins bruts des cultures (m3/ha/j) 66 53 44 38 33 29

Période

d’irrigation

Pa

3 5,5 4,4 3,7 3,1 2,7 2,4

5 9,1 7,3 6,1 5,2 4,6 4,1

7 12,8 10,2 8,5 7,3 6,4 5,7

9 16,4 13,2 11,0 9,4 8,2 7,3

12 21,9 17,5 14,6 12,5 11,0 9,7

14 26,6 20,5 17,1 14,6 12,8 11,4

Temps d’irrigation T (h/ha) = Bb (m3/ha/j) x Pa (j) / M (m3/h)

35

DISTRIBUTION DE L’EAU : SURFACE MAXIMALE DU SECTEUR EN HECTARE EN FONCTION DES BESOINS BRUTS ET DE LA

DURÉE DE DISTRIBUTION

)()/()/)(

(max jPa

hahTjhThaS MAX OR

)/()/()/(

3

3

hmMhamDhahT b

)/()/()()/(

)( 3

3

hamDhmMjPajhT

haSb

MAXMAX OR )()//()/( 33 jPajhamBhamD bb

/j)/(

)/()/()(

3

3

hamB

hmMjhThaS

b

MAXMAX

Smax : Surface maximale du secteur (ha)

Tmax : Durée maximale de distribution (h/j)

T : Durée d’ouverture de la borne (h/ha)

Pa : Période d’irrigation (j)

Bb : Besoin brut en eau (m3/ha/j)

Db : Dose brute d’irrigation (m3/ha)

M : Main d’eau (l/s)

36

DISTRIBUTION DE L’EAU : SURFACE MAXIMALE DU SECTEUR EN HECTARE EN FONCTION DES BESOINS BRUTS ET DE LA

DURÉE DE DISTRIBUTION

Durée maximale de distribution Tmax (h/j) = 12 Besoins journaliers des cultures (m3/ha/j) = 25

Efficience du réseau de distribution (Er en %) = 95

Efficience à la parcelle (Ep en %) 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 %

Besoins bruts des cultures (m3/ha/j) 66 53 44 38 33 29

Main

D’eau

M

5 3,3 4,1 4,9 5,7 6,6 7,4

7,5 4,9 6,2 7,4 8,6 9,8 11,1

10 6,6 8,2 9,8 11,5 13,1 14,8

12,5 8,2 10,3 12,3 14,4 16,4 18,5

15 9,8 12,3 14,8 17,2 19,7 22,2

20 13,1 16,4 19,7 23,0 26,3 29,5

/j)/()/()/()(

3

3

hamBhmMjhThaS

b

MAXMAX

37

DISTRIBUTION DE L’EAU : SURFACE MAXIMALE DU SECTEUR EN HECTARE & SECTEURS DES GIC

SURFACE MAXIMALE DU SECTEUR EN FONCTION DE TMAX ET DE LA MAIN D'EAUCOMPARÉE A LA TAILLE DES SECTEURS DES GIC ÉTUDIÉS

BESOIN JOURNALIER DES CULTURES (m3/ha/j) 25

EFFICIENCE DU RESEAU DE DISTRIBUTION (Er en %) 95%

Efficience à la parcelle (Ep en %) 80%

BESOIN BRUT DES CULT. (m3/ha/j) 33

T max (h/j) Main d'eau (l/s)

12 10 13,1 24,4 20,2 22,5 28,4 30,7 BLED ABIDA

15 10 16,4 36,5 24,0 24,0 36,8 BIR HADJ SADOK

20 10 21,9 32,2 26,4 23,8 21,5 25,2 21,4 21,0 29,6 24,7 HAJEB 8

16 10 17,5 25,7 30,1 26,2 26,8 29,1 28,8 SABS 3

13,75 10 15,0 27,7 22,7 19,1 17,4 23,2 26,1 27,8 31,5 SABS 2

SECTEURS

Tour d'eau dans les périmètres irrigués

Engineering

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