FORMATION ET DEVELOPPEMENT POURL'ECONOMIE DE L'EAU EN IRRIGATION

TUNISIE

IRRIGATION LOCALISEE ET PAR ASPERSIONOUVRAGE GUIDE

par

Marc Decroix

Consultant

ORGANISATION DES NATIONS UNIES POUR L'ALIMENTATIONET L'AGRICULTURE

Rome, juin 1993

PROJET TUN / 91 / 002

Economie d'eau en irrigation

Formation des ingénieurs en exercice

IRRIGATION LOCALISEE ET PAR ASPERSION

M. DECROIX, Ingénieur du Génie Rural - Aix-en-Provence, France

0 U V R A G E - G U I D E

Première partie Généralités

Deuxième partie L'irrigation par aspersion

Troisième partie L'irrigation localisée

Annexe : bibliographie succincte en langue française

PREMIERE PARTIE

GENERALITES

L'eau devient de plus en plus un facteur limitant de la vie sur la planète.

L'augmentation de la population, le développement des diverses activités (industrie,

production d'énergie, tourisme), consomme des quantités d'eau de plus en plus importantes,

qui ne peuvent provenir, en général que d'un prélèvement sur les volumes excessifs utilisés

jusqu'ici par l'irrigation du fait de l'utilisation de techniques traditionnelles génératrices de

pertes d'eau, tant au cours du transport que pendant la distribution à la parcelle.

D'où l'obligation, pour l'agriculture irriguée dont la croissance en surface est

exponentielle (voir courbe fig. 1), d'adopter de nouvelles techniques beaucoup plus

économes en eau. Ces techniques sont dites d'irrigation sous pression car elles utilisent des

conduites étanches pour distribuer l'eau aux diverses parcelles des périmètres aménagés,

ainsi que pour la répartir de façon plus uniforme à l'intérieur de celles-ci.

La figure 2 représente l'ensemble des méthodes d'irrigation existant actuellement, soit

qu'elles aient une large diffusion (irrigation traditionnelle, dite irrigation de surface, irrigation

par aspersion et irrigation localisée qui sont les nouvelles méthodes d'irrigation sous

pression), soit qu'elles aient encore une diffusion très restreinte (hydroponique et

aéroponique).

La figure 3 expose la nomenclature que j'ai adoptée dans le classement dichotomique

des techniques nombreuses existant actuellement, les méthodes se subdivisant en systèmes,

puis en sous systèmes, puis en procédés, puis en types, et enfin en modèles. Deux exemples

concrets sont indiqués, l'un pour l'aspersion, l'autre pour l'irrigation localisée.

Elle présente également de façon succincte la terminologie que j'utilise en matière de

poste, sous-poste, dose, fréquence, l'irrigation étant un terme général n'indiquant que le fait

d'apporter de l'eau en plus des apports naturels, à différencier nettement des arrosages

(apports discontinus dans le temps) qui la constituent.

Elle expose enfin la terminologie adoptée sur le plan mondial par la Commission

Internationale des Irrigations et du Drainage (CIID), O.N.G. regroupant la quasi - totalité des

pays qui pratiquent l'irrigation et/ou le drainage, - c'est-à-dire l'hydraulique agricole. Sont

explicités

notamment les termes de rendement de l'irrigation et d'efficience de l'irrigation, que la langue

anglaise réunit sous le terme général et vague d"efficiency', alors qu'il s'agit, pour le

rendement, d'un rapport entre 2 quantités de même nature , c'est-à-dire un pourcentage, et

pour l'efficience (agronomique ou économique) une simple relation entre 2 quantités de

nature différente, mais dont l'un (la production agricole) dépend fortement de l'autre (la

quantité d'eau apportée par l'irrigation), qui représente de façon beaucoup plus directe, et

surtout mesurable, l'efficacité d'une certaine quantité d'eau qui se trouve disponible pour

l'irrigation.

La figure 4 compare l'irrigation maximale ( à l'ETM ), qui consiste à donner à chaque plante

de la parcelle toute l'eau qu'elle peut absorber (ce qui conduit parfois à diminuer la récolte en

produit recherché : par exemple le coton trop irrigué produit beaucoup de feuilles mais moins

de fibres et, en pratique, il est nécessaire de le rationner pendant la période critique où se

forment les ébauches florales ) et l'irrigation rationnée, qui est synonyme d'irrigation

rationnelle ou d'irrigation économiquement optimale. Elle montre en outre l'inconvénient

d'exprimer l'efficacité de l'irrigation par la seule notion de rendement, alors que la notion

d'efficience est beaucoup mieux adaptée.

La figure 5 présente les diverses stratégies possibles que l'on peut adopter en matière de

pilotage de l'irrigation , à savoir la recherche soit de l'optimum agronomique , soit de

l'efficience maximale , soit simplement du revenu maximal

pour l'agriculteur , ce dernier objectif étant souvent le seul adopté parce que le plus

logique.

La figure 6 précise davantage la nomenclature à utiliser , en matière de rendement ou

d'efficience de l'irrigation , tout au long du cycle de l'eau , depuis son stockage jusqu'à son

utilisation à la parcelle . Elle donne les termes adoptés par la CIID dans ses 2 langues

officielles l'anglais et le français.

La figure 7 expose , pour chacune des 3 grandes méthodes et leurs principaux systèmes

- d'abord le principe de base de la méthode et du système considéré, - puis les principaux

avantages et inconvénients de chaque technique, - enfin l'efficacité de chaque méthode

évaluée soit en rendement ( % d'eau utilisée par la plante par rapport à la quantité prélevée

par l'agriculteur ) soit en efficience agronomique, par culture et selon chaque situation pédo-

climatique.

L'utilisation de la notion de rendement est "pratique" mais vague et non mesurable.

Celle de la notion d'efficience est par contre très précise et facilement mesurable, quoique

dépendant de très nombreux facteurs.

C'est la seule notion utilisable quand, dans un essai (en station ou dans une exploitation), on

veut comparer quantitativement l'efficacité de telle méthode, système...

Elle donne, à titre purement documentaire et estimatif, les valeurs moyennes des

rendements (de la distribution à la parcelle) supposés par les spécialistes pour chacune des 3

grandes méthodes: 50 % en irrigation de surface, 70 % en aspersion, 90 % en localisé Ces

chiffres ont l'avantage de donner une idée de l'importance des économies d'eau que l'on peut

réaliser en adoptant l'aspersion ou le localisé au lieu de l'irrigation traditionnelle de surface,

encore que les résultats pratiques dépendent beaucoup de la situation pédo - climatique de la

parcelle et du savoir-faire de l’irriguant. Par contre, l'efficience restera le critère de

détermination le plus facile et le seul valable pour juger, lors d'un essai agronomique donné,

de l'efficacité avec laquelle l'eau prélevée sur le réseau a été utilisée.

Enfin la figure 8 montre l'importance capitale des 2 facteurs suivants:

- l'adéquation des apports aux besoins (économiquement optimaux) de la culture,

compte tenu d'une bonne utilisation des ressources naturelles (pluies efficaces,

réserve en eau utilisable du sol), c'est-à-dire le pilotage de l'irrigation ou conduite

des arrosages.

- l'uniformité de la distribution des apports à l'ensemble des plantes cultivées de la

parcelle, qui dépend à la fois de la qualité du matériel et de la façon dont il est utilisé

et entretenu (nécessité de contrôles périodiques du réseau ).

Seule une distribution sous pression permet une irrigation à la demande, qui laisse toute

liberté(sous réserve de mesurer les volumes d'eau utilisés) aux irriguants d'apporter les doses

voulues aux dates voulues -,c'est-à-dire d'assurer sous leur responsabilité le pilotage qu'ils

estiment optimal.

Voyons maintenant de plus près les avantages et inconvénients respectifs des 3 grandes

méthodes d'irrigation:

A) En irrigation de surface, l'eau est répartie par circulation sur la surface du sol sous

l'effet de la gravité ; il en résulte les conséquences suivantes:

- 1a nécessité d’un planage suffisamment précis : pour limiter les pertes occasionnées par

le transport de l'eau. Le nivellement obtenu doit être entretenu périodiquement car il se

détériore à la longue, du fait des labours à plat et du billonnage qu'exigent nombre de

cultures irriguées par gravité (raies, planches, .).

Ce nivellement est dorénavant à la fois plus précis, plus rapide et moins cher, grâce à

l'emploi des niveleuses à laser rotatif.

- le besoin, au cours de l’arrosage, d’une grande quantité de travailleurs qualifiés et

expérimentés   : pour conduire la "main d'eau" en tous les points de la parcelle et apporter

partout une dose d'arrosage la plus uniforme possible

- le risque de tassement d’un sol humidifié partout à la capacité au champ

immédiatement après un arrosage est grand : il provoque des altérations

de structure du sol en profondeur ainsi de battance en surface. Il en résulte une augmentation

des pertes en colature, car l'eau a du mal à s'infiltrer en profondeur

- une augmentation des pertes par percolation en début des planches ou des raies : ces pertes s'ajoutent aux pertes des séguias de distribution dans la parcelle, à l'aval de la borne.

Il en résulte, en tête du réseau, un accroissement du débit fictif continu (dfc) par rapport aux besoins calculés, ou bien une réduction de la surface irriguée si le débit en tête est limité.

- la réduction du % de terres irrigables , dans un périmètre donné, résultant :* soit de la faible épaisseur de la couche de sol arable qui rend le nivellement impossible ou trop coûteux.

* soit de la texture du sol, trop grossière ( pertes trop élevées ) ou trop fine ( sois très peu perméables, qui rendent excessives les durées d'arrosage par rapport aux contraintes du tour d'eau Seuls sont irrigables les sois de texture moyenne.* soit de la place importante occupée par les emprises des canaux de divers ordres en amont des prises, ainsi que par les séguias de répartition à l'intérieur des parcelles ( cette perte peut atteindre 15 à 20 % dans le cas de la 'robta" marocaine qui consiste à diviser la parcelle en petits bassins de submersion quasi-horizontaux alimentés par une grande longueur de rigoles/ha).

* la contrainte des tours d'eau, car la commutation de la main d'eau ne peut se faire qu'en suivant l'ordre dans lequel les parcelles se présentent de l'amont vers l'aval ( ou inversement ),

c'est-à-dire suivant un ordre de succession bien déterminé, et pendant une durée déterminée

par la surface souscrite (et parfois par la nature de la culture).

* l'impossibilité pratique de limiter les apports à des doses faibles, nécessaires lors de la

levée ou de la reprise des plants repiqués. Car la dose apportée est pratiquement immuable.

Il en résulte des pertes importantes par percolation dans les sols 'légers" et de l'hydromorphie

dans les sols 'lourds".

* la difficulté d'utiliser des eaux salées sur des cultures sensibles au sel, du fait de la

nécessité de multiplier les arrosages et d'augmenter les doses pour assurer un lessivage

permanent. Le sel se concentre dans les parties hautes, c'est-à-dire les billons où se trouvent

les cultures irriguées à la raie.

B- En irrigation sous pression, l'eau est conduite par des conduits étanches, donc sans perte

au cours du transport, jusqu'à des organes de distribution, disposés suivant un quadrillage

régulier de façon à couvrir toute la parcelle et qui répartissent d'eux-mêmes, c'est-à-dire sans

la présence permanente de l’irriguant, l'eau dans leurs alentours immédiats.

Avantages:

* travail grandement facilité . moins de main d’œuvre, moins de qualification de celle-ci,

* pertes d'eau au transport nulles (théoriquement). C'est une première source d'économie

d'eau.

* doses précises et ajustables aux besoins réels, d'où possibilité- de rationner pendant

certaines périodes du cycle végétatif , comme l'induction florale (pour déclencher la

formation des ébauches florales) ou les périodes peu sensibles à l'effet de la sécheresse sur le

rendement. C'est là une deuxième source d'économie d'eau qui dépend de la qualité du

pilotage effectué par l’irriguant, ainsi que de ses aptitudes à bien gérer ses ressources en eau

( débit souscrit + pluies dont l'efficacité peut être augmentée par la création de micro-

cuvettes dans les interlignes "gaufrage" du sol ou création de raies interrompues +

mobilisation de la réserve hydrique qui dépend de la fréquence des arrosages).

En contrepartie, il serait dangereux de sous-estimer les contraintes inhérentes aux

techniques d'irrigation sous pression, à savoir :

Il faut pouvoir disposer d'un matériel adapté et de qualité Ce matériel étant coûteux et

délicat, il est indispensable.

. de bien le choisir, parmi d'autres, en exigeant un bulletin d'essai d'une station officielle et en

vérifiant la conformité de celui qui sera livré ( en performances, mais aussi en longévité),. de

bien l'entretenir en suivant les conseils du fabricant et en exerçant une surveillance attentive

et des contrôles fréquents

* Il faut dépenser de l'énergie pour la mise en pression si l'on ne peut disposer d'une pression

naturelle (grâce, par exemple, à une plus longue tête morte) suffisante. Le bon choix exige

une comparaison économique étalée sur la durée de vie probable du matériel.

* Le pilotage de l'irrigation doit être plus précis, de façon à n'apporter que l'eau strictement

nécessaire, ni plus, ni moins .

PRESENTATION DES 2 METHODES D'IRRIGATION SOUS PRESSION

I – L’ASPERSION a été la première à se développer, lentement d'abord au début du siècle, puis de plus en plus rapidement en fonction des progrès accomplis en matière de groupes de pompage, électriques surtout (développement de l'électrification rurale), en matière également de conception et de fabrication des matériels de distribution de l'eau.

Utilisée surtout après la 2ème guerre mondiale, c'est une méthode passe-partout , car elle

consiste à reproduire le phénomène naturel de la pluie, avec toutefois l'avantage de pouvoir

maîtriser l'intensité (pluviométrie horaire ) et la dose.

Elle conduit naturellement à humidifier 100 % de la surface - et 100 % du volume de soi

exploité par la culture .

II- L’IRRIGATION LOCALISEE , plus récente encore (décennie 60-70) consiste à

apporter, directement au pied des plantes, l'eau et les engrais - ou d'autres produits - au

moyen d'arrosages

faibles mais fréquents, limités à une partie seulement de la surface et du volume de soi

exploitable par les racines des cultures.

Ces 2 nouvelles méthodes présentent donc, par rapport à l'irrigation de surface, les

avantages potentiels (on ne peut en bénéficier que si le réseau est bien conçu, bien calculé,

bien réalisé avec des matériels de bonne qualité, bien exploité et bien entretenu) suivants -

pas de nivellement préalable, ce qui permet d'étendre l'irrigation à des sols trop minces pour

l'irrigation de surface - moindre importance de la texture du sol, ce qui permet d'étendre

l'irrigation à des sols trop filtrants ou trop peu perméables pour l'irrigation de surface,

- application aisée à des topographies pentues ou chahutées

- pas de perte de surface, du fait de la suppression des emprises des canaux et séguias, les

conduites du réseau collectif étant enterrées, ainsi que celles qui seraient gênantes dans

les réseaux individuels,

- pas de perte d'eau pendant le transport jusqu'aux plantes, d'où d'importantes économies

d'eau, - utilisation possible de débits et de doses réduites,

- libération de la main d’œuvre, en quantité et en pénibilité,

- facilités d'automatisation (économies de temps et d'eau),

- structures souples, mobiles, adaptables à toutes situations,

- précision des doses, d'où possibilité d'appliquer des taux de rationnement à certains stades

végétatifs (économies d'eau).

Nombreuses sont donc les possibilités d'économie d'eau que ces techniques nouvelles

permettent par rapport à l'irrigation de surface traditionnelle.

Ne pas oublier cependant leurs inconvénients, qu'ils proviennent de leur nature ou des

qualités propres à l'exploitant : aptitude à la précision, soin apporté au maniement de

matériels coûteux et relativement délicats, sérieux pour effectuer des contrôles assez

fréquents puis pour corriger les défauts constatés, astreinte aux calculs que nécessite la tenue

régulière d'un bilan hydrique, etc.

* En aspersion , on peut citer:- une mauvaise adaptation aux régions ventées, à l'utilisation d'eau salée, aux cultures nécessitant des traitements foliaires,- un risque de dégradation de la structure des sols fragiles, notamment en surface,

- l'obligation de limiter la pluviométrie horaire maximale à la vitesse d'infiltration du sol,

même localement. Attention aux arrêts de rotation de certains asperseurs au ressort détendu

ou obligés de tourner contre le vent.

- la nécessité de calculer le réseau avec une marge de sécurité en raison de la nécessité de

resserrer le dispositif en cas de vent,

- la pénibilité du déplacement de certains matériels mobiles - cas des rampes entièrement

mobiles, ou même seulement des asperseurs dans les quadrillages totaux pour certaines

cultures hautes (ma7is, canne à sucre) -.

* En irrigation localisée, on peut citer:- le coût relativement élevé du matériel, excepté dans les cultures en rangs espacés, - la difficulté du choix optimal du système, et même du procédé et du type , le mieux adapté à chaque situation (topographie et texture du soi, qualité de l'eau), compte tenu de la grande variété des choix possibles,- la difficulté de choisir l'optimum en matière de dose et de fréquence des arrosages pour tirer le maximum de cette technique,- la nécessité absolue de contrôles périodiques fréquents et précis ainsi que de l'entretien classique du réseau : nettoyage des filtres purge des rampes et autres conduites, etc....

N.B: Il est parfois difficile de distinguer certaines aspersions sous frondaison utilisant de très petits asperseurs de certaines irrigations localisées utilisant des micro-asperseurs à jet rotatif dont la portée est excessive et vient réduire la largeur de passage des engins dans les interlignes qui doivent, en localisé, demeurer toujours secs.

Il faut donc, en arboriculture, réaliser des installations telles que les avantages de la

localisation soient conservées, à savoir:

a) maintenir dans les interlignes une largeur de sol sec suffisante pour permettre,

même par temps venté, une circulation facile du personnel et des engins nécessaires , soit

aux traitements, soit à la récolte des fruits,

b) pouvoir, en même temps, réaliser un arrosage ou une façon culturale.

L'irrigation devient .ainsi entièrement indépendante des autres opérations culturales.

IRRIGATION AVEC DES EAUX SALEES

Ce thème a déjà été traité au cours du module précédent.

Notons seulement que certaines cultures tolèrent mal l'aspersion de leur feuilles par de l'eau chargée en sels : le haricot est la plante-test en la matière. De plus, l'action toxique de l'ion Na+ sur les plantes s'accompagne d'un effet encore plus néfaste sur les sols : il y a déstructuration du complexe argilo-humique du sol qui conduit à une augmentation de sa compacité et de son hydromorphie, le plus difficile à cultiver.La figure 9 indique clairement comment le sel se répartit dans le sol en fonction du système d'irrigation à la parcelle :* aspersion : dessalage superficiel, augmentation de la salinité en profondeur.* raie et goutte-à-goutte : la salinité reste faible sous la surface d'apport et se concentre dans les interlignes. Mais la plante est beaucoup mieux placée en goutte-à-goutte de surface, dans la zone de faible salinité, que dans le cas de la raie ou même du goutte-à-goutte enterré où elle se trouve, en surface, dans la zone la plus salée.

DEXIEME PARTIE

L ’ IRRIGATION PAR ASPERSION

Chapitre 1- AVANTAGES ET INCONVENIENTS

AVANTAGES ( par rapport à l'irrigation de surface ) :- pas de nivellement préalable des sols, donc maintien de la couche arable plus fertile, - amélioration de l'exploitation par suppression des structures superficielles, en béton ou

en terre (canaux, rigoles, raies),- le choix d'une pluviométrie adaptée au sol - c'est-à-dire inférieure à la vitesse d'infiltration

du sol permet d'irriguer pratiquement tous les sols (sableux à argileux) avec la même efficacité.

- contrôle précis de la dose, en quantité et en uniformité, - pas de pertes par percolation (en tête des raies) et en colature, ce qui augmente le

rendement de l'irrigation et, avec le même débit en tête, accroît les surfaces irrigables.

Cette réduction des débits nécessaires a permis la réalisation de réseaux fonctionnant à la demande de l'usager,

- économie très importante de main d’œuvre,- permet une certaine climatisation, ce qui permet de lutter contre des températures trop basses ou trop élevées (bassinages),- les matériels sont souples et mobiles, permettant des arrosages de secours,- son efficience agronomique (récolte produite par m3 d'eau) est élevée.

INCONVENIENTS , spécifiques à l'aspersion:

matériel cher, à manier avec précaution et entretenir avec soin, ce qui exige une

surveillance attentive: d'où des dépenses importantes d'investissement et d'entretien. En cas

de pompage, il faut y ajouter l'investissement, l'exploitation et l'entretien de la station de

pompage.

- méthode mal adaptée aux eaux salées,- méthode très mal adaptée aux régions ventées,- méthode mal adaptée aux sols dits "battants", surtout avec des asperseurs à grande portée.(grosses gouttes et forte pluviométrie),- le lavage des feuilles oblige à renouveler les traitements phytosanitaires après chaque

arrosage.

- des maladies cryptogamiques peuvent se développer si on laisse la nuit le feuillage humide.

- le déplacement du matériel mobile dans les cultures hautes peut être rebutant s'il est fait

dans de mauvaises conditions (feuillage humide, pleine chaleur du jour). Il faut choisir les

conditions favorables en laissant ressuyer le sol et sécher la végétation.

Chapitre 2

- LES ELEMENTS D'UN RESEAU D'ASPERSION

Un réseau d'aspersion comprend:

- d'une part, les appareils d'aspersion chargés de répartir l'eau

- d'autre part, les tuyaux qui les alimentent et leurs accessoires

A - LES APPAREILS D'ASPERSION

Bien qu'elle utilise largement des appareils à jet fixe appelés diffuseurs

statiques, et qu'elle ait débuté par d'autres appareils simples (tourniquets

hydrauliques, et rampes percées de trous, fixes ou pivotantes), on peut dire

que l'aspersion n'a véritablement commencé en agriculture qu’ avec

l'invention en 1932 de l'asperseur à bras rotatif et à ressort de rappel, qui

arrose en cercle par petits secteurs successifs tout en brisant le jet pour

apporter de l'eau aux environs immédiats de l'asperseur.

Depuis, d'autres systèmes de rotation ont été imaginés qui utilisent des organes

internes tels que des billes ou des engrenages. Ils sont plus silencieux et

utilisés de préférence sur les espaces verts résidentiels. Mais, en agriculture,

le principe du bras oscillant autour d'un axe, soit vertical pour les asperseurs à

moyenne portée, soit horizontal pour asperseurs à grande portée ou canons

d'arrosage, reste de beaucoup le plus répandu du fait de sa robustesse, de sa

simplicité, et de son prix.

DIVERSITE DES MODULES

Il existe de nombreux modèles d'asperseurs, adaptés à des conditions variées

- à 1 ou 2 buses : le monobuse maximise la portée, le double buse l'uniformité de la répartition

A noter que:

* chaque modèle de corps d ' asperseur peut être doté d'une gamme de buses,

graduées en 1/64 de pouce (l pouce=25,4 mm)ou, depuis peu, en mm.

* la section de la buse, en général ronde, peut être carrée, étoilée, en trou de serrure ( keyhole ) pour permettre un éclatement du jet plus rapide après sa sortie de la buse. Ces sections sont montées sur rampes pivotantes en quart de tour afin de les changer plus facilement sans arrêter le débit.

de nombreux modèles double buse peuvent être utilisés en monobuses en remplaçant la petite buse par un bouchon.- à angle de tir (entre l'horizontale et la tangente au jet à sa sortie de la buse) plus ou moins grand:* de 23 à 27' pour avoir une portée maximale* avec un angle plus grand pour l'arrosage sous frondaison des vergers à partir des interlignes * de 5 à 7' pour les asperseurs sous frondaison ainsi que pour mieux résister au vent

- à longue durée d'usage (bronze ou acier inox pour les asperseurs déplaçables fonctionnant poste après poste ou de façon continue quand ils arrosent en se déplaçant) ou à

faible longévité (plastique pour les asperseurs en couverture intégrale, à durée annuelle de fonctionnement réduite, plus fragiles mais moins chers)

- "plein cercle" ou secteur variable": ces derniers, plus chers et plus fragiles, sont réservés à unusage résidentiel.

- munis ou non d'an régulateur de pression vissé dessous. L'usage d'un régulateur est très

recommandé lorsque la "règle" de Christiansen limitant à 20 % la variation de pression entre

les asperseurs d'un poste) ne peut être satisfaite du fait de la longueur des rampes de leur

nombre ou de la topographie accidentée.

Ce sont les organes de base d'un réseau d'aspersion et ils doivent faire l'objet de

contrôles périodiques (voir le manuel d'entretien des asperseurs Rain Bird ). Chaque

utilisateur doit connaître ces règles et s'y conformer strictement : par ex., ne jamais huiler les

3 bagues superposées qui servent à la fois à l'étanchéité et à faciliter la rotation, les changer

quand elles ont atteint une épaisseur minimale, savoir régler un ressort sans outillage spécial,

etc.. Un bon entretien est la condition "sine qua non" d'un fonctionnement correct et d'une

grande longévité ; il ne coûte presque rien en regard du prix de remplacement d'un appareil

usé prématurément faute d'entretien. Il faut évidement prévoir un petit stock de rechange des

pièces d'usure courantes.

Il faut, lors de l'équipement, savoir choisir l'asperseur qui convient le mieux dans les

divers modèles figurant dans les catalogues des meilleurs constructeurs, en exigeant les

bulletins d'essai correspondants (délivrés par une station d'essai officielle et comportant des

essais d'usure). A la livraison, faire contrôler la conformité du matériel livré (sur un

échantillon prélevé au hasard).

Selon leur taille, leur diamètre de buse moyen, et leur portée, on distingue:* des asperseurs moyenne portée (I O à 30 m), débit 1 à 5 m3/h* des asperseurs longue portée (plus de 30 m) ou canons d'arrosage, qui équipent les enrouleurs".

COURBES PLUVIOMETRIQUES ESPACEMENTS OPTIMAUX

Les figures 10 et 11 indiquent la forme du jet, transparent au sortir de la buse à la pression optimale, avant de devenir trouble et d'éclater progressivement en gouttes de taille croissante. Pour un couple "diamètre de buse - pression", la portée, définie par une pluviométrie horaire minimale,

Toutes ces observations qualitatives seront très utiles à l'ingénieur, au vulgarisateur, enfin à

l'irrigant lui-même, pour régler ses asperseurs à la pression optimale.

DISPOSITIFS D'IMPLANATION DES ASPERSEURS SUR LA PARCELLE

Les 2 dispositifs de base sont (fig. 12) :

* d'une part le rectangle, dont le carré est un cas particulier (l'espacement 1 entre les rampes est égal à l'espacement e entre les asperseurs sur la rampe),

d'autre part le triangle isocèle, qui dérive du précédent par un décalage des asperseurs de e/2 toutes les 2 rampes.

Ces 2 dispositifs ont le même nombre d'asperseurs à l' ha: ils ont donc la même pluviométrie donnée par la formule:

P = 1000 Q/-e.1 avec: - P en nun / h Q en m3 / h e et 1 en m

Cette pluviométrie moyenne calculée ou mesurée sur des asperseurs disposés en quadrillage est très supérieure à la pluviométrie moyenne du cercle arrosé par un asperseur isolé de portée R

Exemple - R = 18 m - en isolé , 2, 9 mmh - Q = 3 m3 / h - en quadrillage P 5, 2 mm h.

- e = 1 = 24 m

CHOIX DU DIAMETRE DE BUSE

L'influence du diamètre de buse sur le débit ( fonction de la pression ) ainsi que sur la pluviométrie horaire est représentée sur la figure 13 a:

* pour une buse de diamètre donné, le débit et la pluviométrie augmentent avec la pression

* la pression optimale augmente avec le diamètre de buse

est une constante si elle est mesurée en l'absence de vent et de préférence à l'intérieur d'un

hall d'essai (elle diminue légèrement quand la vitesse de rotation devient excessive).

Pour un modèle donné d'asperseur, et l'un des divers couples - diamètre de buse -

pression" figurant au catalogue du fabricant, la courbe pluviométrique est une caractéristique

fondamentale, si elle est mesurée en l'absence de vent. Elle est mesurée à intervalles

réguliers (1 m par ex) sur un rayon moyen (moyenne de 4 rayons séparés de 90') par la

pluviométrie horaire ) à partir de l'axe de l'asperseur. On constate que les hauteurs d'eau

recueillies diminuent avec la distance à l'axe. Elles ont en plus un poids croissant en

fonction de cette distance. Ces 2 propriétés justifient la nécessité absolue d'un recouvrement

suffisant des jets en provenance des asperseurs voisins. En principe, il est recommandé

d'adopter un recouvrement égal à 65% du diamètre mouillé. En fait, par temps calme, il suffit

, pour obtenir une bonne uniformité, que le jet d'un asperseur arrive au pied de son voisin.

- A la pression optimale (située aux environs de la médiane des valeurs figurant sur le

catalogue du constructeur), la courbe pluviométrique idéale se rapproche d'un segment de

droite partant d'un maximum sur l'axe de l'asperseur pour arriver à zéro à l'extrémité de la

portée. Si l'on s'éloigne de cette pression optimale, on observe:pour des pressions insuffisantes:

a) que le jet n'éclate pas assez tôt et que la majorité de l'eau arrive en grosses gouttes en bout de jet,

b) qu'à partir de l'asperseur, la trajectoire supérieure du jet baisse rapidement

au lieu de demeurer rectiligne,

c) que la portée est réduite, mais que les grosses gouttes résistent mieux au

vent. pour des pressions excessives :a) que l'éclatement du jet est prématuré et commence dès la sortie de la buse

b) que le jet principal est pulvérisé en fines gouttes, très sensibles au vent qui les emporte au loin. Les plus fines forment un manchon de brouillard autour du (ou des) jet. La portée augmente légèrement d'abord , puis diminue légèrement pour des pressions très élevées. La pluviométrie atteint un maximum marqué à la verticale de l'asperseur.

INFLUENCE DU VENT ( figure 13b)

FORCE VITESSE V(m/s)

calme 0 à 1 Si V > 3 m /s, réduire e et 1

faible 1 à 4 Si V > 6 m /s, arrêter

modéré 4 à 8

fort 8 à 12

très fort 12 à 16

violent 16 à 25

ouragan > 25

CONDITIONS D'EMPLOI DE L’ASPERSION: très variables suivant :

- le type de sol (topographie, perméabilité), les dimensions et les formes de la parcelle, les vents(force, direction, fréquence), les besoins en eau(irrigation systématique, complémentaire, ou de secours), la R U (profondeur d'enracinement),

- le type de culture( annuelle ou pérenne ), le type d'irrigation (sur ou sous frondaison),

- le prix de l'énergie, la sensibilité à l'eau des feuilles ou de la récolte(coton), la disponibilité en main-d’œuvre ou en argent,

- le rendement agronomique recherché, la qualité de la récolte, la qualité de l'eau.

Pour répondre à ces conditions, on dispose de divers matériels, en général des asperseurs, qui sont:

* à plus ou moins grande portée, donc à plus ou moins grande pression,

* utilisés à l'état isolé ou groupés sous forme de machines d'arrosage,

* fonctionnant à poste fixe ou en se déplaçant, .

* déplaçables à chaque arrosage ou installés à poste fixe, au moins pour plusieurs positions

d'asperseurs (semi - mobiles), ou même pendant la saison(semi-fixes).

CLASSIFICATION DES ASPERSEURS SELON LA PRESSION DE

FONCTIONNEMENT

- asperseurs basse pression : portée 5 à 10 m, débit < 1 m3/h , pression 1 à 2 bar,

utilisation maraîchage, vergers sous frondaison

- asperseur moyenne pression  : portée de 10 à 20 m, débit < 15 tn3/h pression 2 à 4 bar,

faible pluviométrie avec 1 buse(sols argileux) mais avec 2 buses l'uniformité est

meilleure. On fait varier la pluviométrie horaire en choisissant le couple "buse-pression"

qui convient au dispositif d'implantation retenu, et en recherchant le meilleur CU.

Utilisation   : en tous types de sol.

L'arrosage est de bonne qualité: avec une bonne pulvérisation du jet(pression suffisante), en adaptant la pluviométrie au sol,

en recherchant un bon CU (écartement. dispositif. buse. pression).

Hauteur du jet limitée, donc résiste aux vents moyens(disposer les rampes perpendiculairement aux vents dominants), au besoin choisir un asperseur à trajectoire tendue (angle de tir 5 à 7') qui est également bien adapté à l'aspersion sous frondaison (meilleure répartition et moins de risque de maladies cryptogamiques).Les modèles à très faible pluviométrie (3 à 5 mm/h) conviennent à la lutte contre les gelées, ainsi qu'à toutes les situations délicates (sol nu, cultures fragiles etc... - asperseur forte pression ou canon d’arrosage :pression 4 à 7 ou 8 bar - portée 30 à 80 m - débit 15 à 200 m3/hLa granulométrie est grossière en extrémité de jet, pouvant altérer la structure des sols nus surtout s'ils sont battants, car la pluviométrie est élevée (10 à 15 mm/h). Les canons sont donc à réserver à des sols totalement couverts de cultures robustes (maïs).L'uniformité d'arrosage est médiocre car ils sont sensibles au vent vu la hauteur du jet (réduction de la portée dans le sens perpendiculaire au vent). Elle est meilleure dans le cas d'arrosage en bande (enrouleurs).Le retour du canon peut être rapide (plus logique, mais dangereux) ou lent (actuellement adopté). Leur rotation se fait , soit par impulsions avec un batteur à axe horizontal, soit par un engrenage extérieur entraîné par un petit jet (type italien) qui permet une meilleure remontée au vent.

Leur vocation:

- arrosages en grande culture et sur prairies,

- équipement des enrouleurs pour des arrosages en bande, - arrosages des cultures hautes où

l'on cherche à espacer les appareils vu les difficultés de passage ou les pertes de récolte,

- arrosages occasionnels ou de sauvetage d'une récolte.Pour les diverses raisons invoquées (pertes d'énergie et d'eau, action sur le sol et les plantes), on tend à leur préférer les asperseurs à moyenne pression, sauf pour les enrouleurs.

FACTEURS DE CHOIX D'UN ASPERSEUR

Ils sont nombreux :

Forme et dimensions des parcelles, perméabilité et structure du sol, main d’œuvre disponible, type de culture, géométrie d'implantation (rectangle ou triangle), conditions de vent, qualité d'arrosage (finesse, intensité, uniformité de la pluviométrie), pression disponible, vitesse d'avancement (pour un enrouleur, conditions d'installation (mobile ou fixe), coût par ha, ... Il faut considérer à la fois la robustesse et les performances.

PERFORMANCES : elles ne s'appliquent qu'à des asperseurs neufs ou en parfait état d'entretien; - Débit : dépend de la (ou des) buses et de la pression, varie de 0, 1 à 100 m3/h. - portée : selon nonne va jusqu'au point recevant < 0,25 mm/h, c'est la moyenne des mesures sur 4 rayons espacés de 90'.

- surface couverte : va de quelques dizaines de m2 à 2 ha.- pluviométrie horaire moyenne distinguer celle de l'asperseur isolé ( P= 1000 Q/S)

et celle de l'asperseur dans un quadrillage ( P 1000 Q/l.e ), 1 et e étant les espacements entre et sur les rampes.

- granulométrie du jet : augmente avec la distance à l'asperseur et la portée, diminue

avec la pression. La vitesse d'arrivée au soi varie avec leur diamètre : 4 m/s pour l mm, 7

m/s pour 5 mm, ce qui augmente d'autant leur énergie d'impact ( 1/2 M V2 ) sur le sol.

FACTEURS DETERMINANT LES PERFOMACES:

- BUSE : diamètre 1 à 50 mm, profil étudié, soit pour augmenter la portée

( guide - jet ), soit pour mieux éclater le jet ( section carrée , étoilée ou en trou de serrure )

dès la sortie.

Pour chaque asperseur et chaque type de buse, le constructeur recommande une gamme

de pressions à respecter pour obtenir une courbe pluviométrique optimale en voici quelques

exemples

diamètre de buse (mm) pression optimale(bar)

3 à 4, 5 2, 75 à 3, 5

4, 5 à 6 3, 5 à 4, 25

6 à9 4, 25 à 5

- PRESSION : pour une buse donnée, quand la pression augmente:

- le débit augmente

- la portée augmente, puis diminue (pulvérisation excessive)

-COUPLE DIAMETRE BUSE - "PRESSION"

Quand augmente: le diamètre de buse la pression

le débit - augmente - augmente

la portée - augmente - augmente

la pulvérisation - diminue - augmente

l'impact au sol - augmente - diminue

- ANGLE DE TIR (par rapport à l'horizontale)

dans le vide, 45° donne la portée maximale

dans l'air, 23° est un compromis entre la portée et la résistance au vent, 5 à 7°résiste bien au

vent

- VITESSE DE ROTATION: elle doit être uniforme car elle ne dépend que de la qualité

de l'usinage des surfaces en contact ou, pour les appareils en service, de leur degré d'usure.

Dans ce dernier cas, il faut changer les joints car l'uniformité devient mauvaise.

Quand elle est insuffisante, il faut tendre le ressort de rappel, quand elle est excessive, la

portée est réduite et l’usure augmentée.

- HAUTEUR D’INSTALLATION : la règle est que le jet ne soit pas gêné lorsque la végétation aura atteint son maximum, mais, en vergers jeunes, cela conduit à placer les asperseurs trop haut, donc trop exposés au vent.

DISPOSITIFS USUELS :une bonne répartition peut être obtenue avec des espacements

allant de 40 à 80 % du diamètre mouillé

UNIFORMITE D’ARROSAGE :elle permet de vérifier l'efficacité potentielle de

l'utilisation de l'eau sur une installation. La figure 14 indique les divers CU (coefficients

d'uniformité) utilisés. Par ailleurs, la figure 15 donne les principes de la fixation de la

pluviométrie horaire qu'il importe de ne pas dépasser, compte tenu de la nature des sols, de

leur pente, et de leur état de couverture. Enfin, la figure 16 rassemble les diverses qualités

dont on doit tenir compte lors du choix d'un asperseur.

B – LESTUYAUX ET LEURS ACCESSOIRES

1 - LES TUYAUX : ils sont mobiles, semi-mobiles, semi-fixes ou fixes selon qu'ils sont déplacés à chaque position, toutes les n positions, à chaque arrosage, ou qu'ils restent en place plusieurs saisons (sur une culture pérenne).S'ils sont déplacés, ils doivent être légers et robustes ; les tuyaux "alu" (alliages avec Mn et Mg, raccords acier emmanchés à force et collés) sont + légers, les tuyaux "galva" + robustes. Leur épaisseur varie de 0,5 à 1,5 mm, les longueurs courantes sont 6 et 9 m, avec raccords à accouplement rapide permettant un léger angle.diamètres : 50, 70 89, 101, 133, 159 mm extérieurs.

FIG 14 – Uniformité d’arrosage à ajouter

C’est le paramètre global de la qualité de répartition de l’eau d’une installation

d’asperseurs en quadrillage avec recouvrement des jets ou d’une machine d’arrosage.

On la caractérise quantitativement par un nombre sans

……………………………………………………………………….

Il existe aussi des tuyaux PE (PolyEthylène) enroulables et déroulables mécaniquement,

munis de départs de rampes, mais ils paraissent réservés aux grandes exploitations.

Par contre, les tuyaux PE de longueurs classiques (6 et 9 m) pourraient être très intéressants

pour des irritants débutants par leur rusticité exceptionnelle.

En tuyaux fixes, le PVC est fort utilisé enterré (car il est sensible aux UV) mais, protégé dans

la masse par de l'oxyde de titane, il pourrait être laissé en surface.

Les tuyaux PVC se posent en tranchées (après assemblage sur le bord) en les laissant

serpenter dans le fond. Refermer la tranchée après les essais de pression, au moment le plus

frais (tôt le matin). PE et PVC sont normalisés sur le diamètre extérieur, en séries 4, 6, ou 10

bar. Les tuyaux mobiles en plastique sont beaucoup plus légers. Voici le poids moyen en

kg/m, raccords compris, de divers tuyaux:diamètre extérieur(mm) 50 70 89 101 133

- acier 1,3 2 2,7 3,8 6,6

- alu 0,5 0,85 1,25 1,5 à 2,25

- PVC 0,34 0,54(75mm)

- PE 0,33 0,46(63mm)

Les raccords entre éléments de tuyaux sont de type mécanique (étanchéité par boudin

caoutchouc écrasé entre les tuyaux, verrouillage à levier ou crochet, déboîtage facile,

montage et démontage plus compliqués) ou hydraulique (étanchéité par joint à lèvre,

manœuvres plus faciles, mais impossibilité de démonter en ligne, pertes de charge plus

importantes, fuites plus faciles).

2 - LEURS ACCESSOIRES:

- coudes et tés, pour faire l'installation selon le tracé choisi.- vannes et hydrants permettent la mise en eau des tuyaux et rampes.- tubes-clapets = vannes qui s'ouvrent automatiquement quand on y introduit le tube porte-asperseur (sans arrêter l'installation).

- bouchons, pour obturer l'extrémité des rampes.

- tubes-allonges, pour surélever les asperseurs dans les- cultures hautes.

- stabilisateurs et trépieds, pour éviter la rotation des tuyaux et maintenir la verticalité des asperseurs.

II – LES EQUIPEMENTS CLASSIQUES MOYENNE PRESSION

……………………………………………….

Chapitre 3 LES DIVERS SYSTEMES D'ASPERSION

Dans les couvertures, les asperseurs fonctionnent isolément et à poste fixe. Dans les

machines à irriguer, ils fonctionnent groupés et en se déplaçant.

A - LES COUVERTURES D’ASPERSEURS MOYENNE PRESSION

La figure 17 représente :

- l'équipement mobile , sans ou avec rampe en attente qui évite le temps de ressuyage et permet à l'agriculteur de déplacer la rampe au moment de la journée qui le gêne le moins. Avec une parcelle plus large, on peut adopter un schéma plus rationnel (figure 20a).

- l'équipement avec tertiaires souples les alimentant à leur extrémité un asperseur sur traîneau. En 12.12 m, avec 24 m de tuyau souple, on irrigue 5 bandes de 12 m de large, soit 60 m. Pour changer de poste, on tire à partir du sol sec, chaque asperseur d'une position à la suivante. La verticalité des asperseurs après ripage peut ne pas être parfaite.- la couverture totale (en rampes) ou intégrale (en rampes et en asperseurs). Dans le premier cas, on déplace les asperseurs de prise en prise et le poste est perpendiculaire aux rampes. Dans le second, on ouvre ou ferme les vannes en tête des rampes et le poste est

parallèle aux rampes. La figure 18 montre comment appliquer la condition de Christiansen ( dans un même poste, la différence de pression entre l'asperseur le plus favorisé et le plus défavorisé doit rester inférieure à 20%), ainsi que le cas de rampes montantes ou descendantes.Il existe aussi des couvertures en grands écartements, de 36.36 m jusqu'à 100. 100 m et plus, sur maïs essentiellement.

- B -LES MACHINES A IRRIGUER (figures 18 et 19)Les asperseurs, portés par une structure métallique, arrosent tout en se déplaçant

I - LES ENROULEUR utilisent des canons d'arrosage à secteur (220 à 240 °) qui arrosent en reculant sur un sol sec, tirés par une rampe semi-souple, appelée "fable", en PE de qualité spéciale, qui s'enroule sur un tambour à poste fixe de grande taille. Le diamètre du PE varie selon ,i modèles de 40 à 125 mm et la pression de service est élevée (de 6 à 9,5 bar à la borne pour assurer 4 à 7 bar au canon), car le flexible absorbe une perte de charge importante. Les essais du CEMAGREF ont montré une augmentation de 10 à 20% suivant le diamètre et le débit.

Une fois l'appareil positionné en début de bande, on déroule au tracteur le flexible de

façon à conduire en extrémité de bande le canon sur son traîneau , quand l'enrouleur est mis

en route, un moteur hydraulique, vérin souple alimenté par une fraction du débit ou turbine

qui entraîne une perte de charge de 0,5 bar environ, fait tourner le tambour qui enroule le

flexible en spires jointives grâce au système de trancanage. Il en résulte une augmentation,

couche après couche, du diamètre d'enroulement, donc de la vitesse d'enroulement. D'où la

nécessité d'un dispositif de régulation, mécanique au début, électronique maintenant, qui

assure parfaitement la régularité d'avancement du canon. La pluviométrie horaire n'est

cependant pas parfaitement régulière du fait de l'augmentation de la partie enroulée qui

entraîne une réduction de la pression au canon, donc du débit. Il s'y ajoute les variations de

cote du soi en terrain accidenté. La solution réside dans l'adjonction, en amont du canon,

d'un régulateur de pression.

Avec une vitesse et une pression constantes, la pluviométrie devient constante tout le

long de la bande, mais il reste le fait qu'en début et fin de bande, la pluviométrie est

insuffisante et la temporisation généralement conseillée n'est pas une bonne solution (voir

figure 20b). Aussi certains utilisateurs préfèrent-ils supprimer les temporisations, et faire

un passage supplémentaire en fourrière, dans le sens perpendiculaire, en décalant l'axe du

secteur, de façon à apporter une hauteur d'eau complémentaire tout au début et tout à la f în

des diverses bandes déjà arrosées.

Les divers types d'enrouleurs sont désignés par le diamètre extérieur (en mm) de leur

flexible: 50, 63, 75, 82, 90, 110, 125 : le plus répandu est le 82, qui est un diamètre hors

normes.

En raison de la perte de charge importante dans le flexible, et pour réduire aussi

l'investissement, on a intérêt à bien calculer, lors de la commande, la longueur minimale

utile de flexible après examen de la totalité des cas posés par les diverses parcelles à

irriguer. Pour les bandes de grande longueur, on doit les diviser en 2 demi-bandes par une

canalisation placée à mi-bande et à utiliser un enrouleur sur tourelle qui facilite le passage

de la l ière à la 2ème demi-bande.

Lorsque le canon, en fin de bande, arrive à l'enrouleur, il déclenche une vanne d'arrêt

automatique de l'alimentation en eau et, dans le cas d'une station individuelle de mise en

pression, l'arrêt de celle-ci par ouverture d'une vanne de décharge qui fait chuter la pression.

Si l'équipement de l'enrouleur est responsable de l'uniformité longitudinale, le canon,

lui, est responsable de l'uniformité transversale en raison

- de sa courbe pluviométrique pour le couple "diamètre de buse-pression" choisi en fonction des résultats d'essai au banc ( CU ),

- du type choisi: à retour rapide(risque d'accident grave) ou lent qui, en plus, est préférable

car il y a compensation des irrégularités de vitesse de rotation entre l'aller et le retour,

- du réglage de l'angle de balayage, qui doit être parfaitement symétrique par rapport à l'axe

du déplacement,

- de la buse choisie (conique ou pastille) et de son diamètre qui ne doit être, ni trop petit (pour utiliser à plein les possibilités du matériel) ni trop grand (pour conserver une pression suffisante).La pression optimale à la buse va de 4 bar pour le 63 à 6 bar pour le 1 10 ou le 125, et l'espacement entre 2 passages consécutifs de 45 - 50 m à 82 - 92 m, pour un flexible de 300 m. Voir figure 20b le tableau complet ainsi que les formules donnant la pluviométrie horaire et la vitesse d'avancement moyennes le long d'une bande.

- Pour un débit souhaité correspond un diamètre de buse à une pression optimale, et l'écartement maximal entre 2 passages varie entre 70 et 80 % de la portée.

L'intensité du serrage du frein permet de régler la vitesse de balayage du secteur. Le frein doit être réglé soigneusement en agissant sur tous les écrous prévus à cet effet : un serrage mal équilibré ou insuffisant entraîne des variations de vitesse de balayage suivant les parties du secteur, d'où usure irrégulière et mauvaise uniformité. Des battements trop rapides entraînent des usures prématurées, des cadences trop lentes des pluviométries instantanées excessives : le réglage optimal est donc un compromis à rechercher.

COMPARAISON ENTRE ENROULEURS ET COUVERTURES

Dans les parcellaires moyens où [es pivots n'ont pas leur place, les 2 systèmes sont en

concurrence. L'intérêt de l'enrouleur est sa grande mobilité, en irrigation de complément

notamment, mais il est de réglage complexe et son arrosage plus brutal, surtout en sol nu et

sur cultures fragiles.

En Tunisie, le pivot peut être envisagé dans certains grands domaines. mais l'enrouleur a

moins sa place qu'en France du fait que le climat est plus sec. La couverture intégrale serait

le système idéal s'il était moins onéreux : peut-être pourrait-on le réaliser suivant un maillage

plus large, 30.30 m par ex., avec des asperseurs à plus gros débit et une pression un peu

supérieure (3,5 bar au lieu de

3). Il parait plus raisonnable d'envisager une couverture moins onéreuse et plus exigeante en

main d’œuvre pour déplacer les asperseurs:

- soit les rampes tertiaires souples, qui limitent ou suppriment le déplacement des rampes

secondaires

- soit un quadrillage total, avec tubes-allonges déplaçables de faible hauteur, qui présente l'avantage d'un positionnement fixe des asperseurs, mais aussi l'inconvénient du déplacement en soi venant d'être irrigué (possible en sols légers).Il me semble a priori intéressant de tester ces diverses pistes, et de voir dans quelles situations elles peuvent être économiquement intéressantes.

II – LES RAMPES ARTICULEES PIVOTANTES (ou PIVOTS)

Elles sont constituées de "travées" (48 à 72 m) reposant sur des "tours" en forme de A, où sont les articulations. L'une des extrémités appelée "pivot", est fixe : c'est là où se fait l'alimentation en eau, en électricité, voire en engrais ou en produits phytosanitaires.

l'autre extrémité est appelée "tour menante" : sa vitesse, réglable au pivot, commande celle des autres travées dont le réalignement se fait automatiquement, de proche en proche. Les travées sont formées par la rampe elle-même supportée par une charpente triangulée qui accepte des déformations par torsion, d'où une adaptation aisée aux sols ondulés.

La rampe porte des asperseurs, soit régulièrement espacés mais à débit croissant, soit des

asperseurs identiques mais de plus en plus serrés, de façon à réaliser une pluviométrie

instantanée régulièrement croissante le long de la rampe, et uniforme sur l'ensemble de la

surface.

La crise de l'énergie a conduit à remplacer les asperseurs par des diffuseurs statiques, ou par

des rotators (asperseurs simplifiés à rotation libre) qui fonctionnent à des pressions réduites,

et à abaisser leur niveau le plus possible, juste au dessus des cultures ou même à les

remplacer par de simples orifices calibrés traînant sur le sol à l'extrémité de tubes souples de

faible diamètre ("pendillards"), qui déversent leur eau sur le sol. Cette eau s'accumule dans

des raies cloisonnées ou des cuvettes creusées avant le semis par des machines spéciales.

L'intérêt de créer ce réseau de dépressions est qu'il sert en outre à accumuler l'eau des averses

qui, autrement, auraient ruisselé et peut-être érodé le soi. Cette technique est à recommander

dans les régions semi-arides, où elle améliore la partie "utile" des pluies d'orage.

On peut enfin fixer les diffuseurs sur de petites canalisations disposées sous la rampe, un peu

en biais par rapport à la perpendiculaire, pour augmenter la surface mouillée et ainsi réduire

la pluviométrie qui eût été excessive si les diffuseurs avaient été Fixés directement sur la

rampe(voir fig.21 a) Quand la rampe a fait un tour complet, elle a réalisé un arrosage et se

trouve prête à commencer un nouvel arrosage. On peut donc régler sa vitesse pour qu'elle

tourne en continu en période de pointe. En dehors de celle-ci, son fonctionnement peut être

discontinu, ou continuer à rester continu en réduisant la vitesse de la tour menante.

Plus une rampe pivotante est longue, plus la pluviométrie en bout est importante et risque de

dépasser la vitesse d'infiltration du sol, en provoquant des "flaquages". Il est donc souvent

déconseillé de prolonger les rampes par des canons d'arrosage. On a tendance à les

supprimer, de même que les "corner-systems", dispositifs complexes et onéreux destinés à

arroser dans les coins. La faible surface irriguée en plus revient très cher, mieux vaut la

laisser en sec et l'utiliser autrement (bâtiments par ex.).

Les 2 roues de chaque tour passent à quelques cm près toujours au même endroit ce qui

facilite le franchissement des fossés, ou même de canaux de grande largeur en gueule, au

moyen de ponceaux rustiques. Par contre, toute ligne aérienne est proscrite.

Fig 21 Rampes pivotantes? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

Un pivot moyen arrose un cercle de 50-à 100 ha suivant le nombre de tours, en un temps

allant de 1 à 100 h selon la dose, qui est d'autant plus importante que la rotation est plus

lente. Diffuseurs et rotators ont leur jet dirigé vers le bas (pour mieux résister au vent) et

dans le sens opposé à la marche du pivot pour que celui-ci se déplace toujours sur un sol sec.

UTILISATION : excellent fonctionnement en soi léger, où l'eau s'infiltre rapidement, et qui

peut supporter le poids des tours sans se compacter, en soi vallonné également.

Toutes les fonctions peuvent être automatisées. Il existe des sécurités qui arrêtent l'appareil

en cas de rupture de rampe ou d'avarie au moteur d'une tour, avec une alarme qui permet

d'intervenir rapidement pour réparer. Plusieurs rampes peuvent être ainsi commandées et

entretenues avec un nombre réduit de personnes hautement spécialisées.

L'intérêt de l'électrification, par rapport aux premiers modèles entièrement hydrauliques, est

de pouvoir déplacer la rampe sans arroser, ou encore de réduire l'arrosage à un secteur

circulaire, en revenant au point de départ sans arroser.

Le débit nécessaire est : Q(m3/h) = 10 P(mm/h). S(ha) / T(h), T étant le temps nécessaire

pour effectuer une rotation.III – LES RAMPES ARTICULEES FRONTALES

- Elles irriguent des parcelles rectangulaires en avançant par translation, et non par rotation comme les pivots. Comme ces derniers, elles progressent par réalignements successifs de leurs tours. Cependant, leur alimentation en eau et électricité est beaucoup moins simple, car la tour d'extrémité qui joue le rôle de pivot se déplace sans cesse sur le terrain, en se guidant de façon rectiligne, soit par un fil, au dessus du soi ou enterré, soit par un sabot, glissant dans un simple sillon tracé auparavant.

Autre inconvénient : elles ne reviennent pas d'elles-mêmes à leur point de départ, d'où des temps morts pour les faire revenir "à sec", mais sur un soi qui vient d'être arrosé. La solution serait un fonctionnement "en tiroir" en parcourant alternativement 2 demi-parcelles et en passant de l'une à l'autre par une demi-rotation, comme un pivot. Mais cela augmenterait encore la complexité et le prix.La solution plus simple généralement retenue est indiquée fig.21 b

CHAPITRE 4 – PROJET D’ASPERSION PAR COUVERTURE MOYENNE PRESSION

DONNEES DE BASE

1 - Superficie irriguée : c'est le total des surfaces des parcelles à irriguer. En connaissant

les dimensions des parcelles, on peut alors déterminer le matériel minimal qui est ensuite

redivisé en 2 unités mobiles affectées aux divers îlots d'irrigation.

2 - Sol : - la vitesse d'infiltration indique la pluviométrie maximale qui permet d'éviter le

ruissellement, l'érosion, ..soit 5 mm/h en sol lourd, 10 en sol moyen, 15 à 20 en sol léger.

- la capacité de rétention, représentée par l'humidité équivalente He et la densité

apparente Da, permet de déterminer la dose pratique d'arrosage maximale RFU (mm = 3 He.

Da..p, p (m) étant la profondeur du soi à humidifier (maraîchage 0,6m, luzerne 1,8m).

Type de sol Da He

- argileux 1,l à 1,3 30 à 50

- limoneux 1,3 à 1,5 20 à 30

- sablo-limoneux 1,5 à 1,7 8 à 20

- sableux 1,7 à 1,9 2à2O

3 - Durée journalière d’arrosage : en couverture intégrale, elle est de 24 h, moins s'il y a du

vent s'il y a du matériel à déplacer il faut éliminer les heures de nuit et le temps de ressuyage.

Ex. concret: pour une dose de 50 mm, une pluviométrie de 7 mm/h donne 7 h d'arrosage par

poste. En plus, il faut compter 1 h de ressuyage et 0,5 h de temps de déplacement, ce qui fait

8,5 h : on peut faire 2 postes par jour.

4 - Choix du type d'asperseur et du couple buse-pression le plus adapté : on effectue ce

choix en fonction des résultats des essais normalisés figurant dans les bulletins d'essais des

stations officielles. Ne pas oublier que ces essais sont réalisés sans vent et qu'il faut donc

tenir compte des conditions de vent.

Il faut aussi tenir compte du fait que les asperseurs, du fait de la topographie et des pertes de

charge, ne sont pas tous à la même pression. Pour réduire cette cause de variation. il est

convenu de limiter à

20% la variation de pression entre l'asperseur le plus favorisé et le plus défavorisé du poste,

ce qui conduit à une variation maximale de débit de 10%. Cette condition est appelée "règle

de Christiansen".

5 - Détermination du matériel d'aspersion minimalRappelons que le poste d'arrosage est l'ensemble des matériels en fonctionnement simultané sur un même îlot d'irrigation. L'îlot est irrigué par postes successifs, qu'il y ait ou non déplacement des matériels. Soit :

S la surface totale de l'îlotV le volume des besoins mensuels de pointe(en m3/mois) de la surface à arroser avec le matériel à déterminer

n le nombre de jours d'arrosage du mois de pointeN le nombre d'heures par jour de fonctionnement des asperseurs

T le nombre d'arrosages par moisP la pluviométrie horaire (en mm/h) des asperseurs(P = Q/e. 1).A la surface couverte par le poste d'arrosage

- Le volume à distribuer sur S à chaque cycle est V / T en m3- Le débit nécessaire est A. P . 10 en m3 /h

nombre d'heures d'arrosage disponibles par cycle est n. N/ T. On a V/T A.P.10.n.N/T d'où A = V / I0.n.N.PLa superficie du poste dépend donc

- de V, donc de la surface à arroser, de la dose et de la fréquence d'arrosage,

- du nombre d'heures disponibles(tenir compte du vent),

- de la pluviométrie horaire des asperseurs.

Ex.: si l'on veut arroser de 4 h 30 à 20 h 30, on ne peut donner 80 mm qu'en 80/7 = 11 h 30

d'arrosage, soit un seul arrosage par jour, alors que pour 50 mm on pouvait faire 2 postes par

jour.

Il faut donc fixer la dose à apporter et estimer le nombre possible de postes par jour en

fonction des horaires possibles de l'irrigant. Cependant certaines contraintes horaires

peuvent être éliminées

en utilisant des automatismes simples, comme les vannes volumétriques qui peuvent arrêter

l'arrosage pendant la nuit.

Nombre d'asperseurs : la géométrie d'implantation (e et 1) pour le type d'asperseur choisi et

le resserrement du dispositif en fonction du vent déterminent, pour la surface du poste A, un

nombre minimal d'asperseurs égal à A / e.1

Ce chiffre peut être augmenté pour avoir plus de souplesse (rampe en attente, couverture

intégrale, .... ) mais en couverture intégrale les asperseurs, qui travaillent bien moins

longtemps qu'en couverture mobile, peuvent être en plastique (delrin) donc bien moins chers.

Ex.: s = 8,5 ha, besoins de pointe = 1500 m3/mois, n = 14 h/jour,P = 7 mm/h, dose pratique = 50 mm- vérifier que n est compatible avec P et la dose: 50/7 =7h < 14 h

- calculer la superficie du poste : A = 1500.8,5/10.14.25.7 = 0,52

- en 18.18m, le nombre minimal d'asperseurs est: 52OOm2/18.18 = 16:

.rampes : L min. =(Na - R).e, avec Na asperseurs/rampe

R rampes

.porte-rampes : sa longueur est déterminée par la longueur ou la largeur de la plus

grande parcelle (le sens des rampes est fonction du sens des rangs de la culture, du vent

dominant, de la pente du sol, des dimensions de la parcelle, de la perte de charge dans les

conduites).

.tuyaux d'approche : la conduite d'approche alimente le porte-rampes à partir du point

d'eau (borne du réseau, rivière, puits).

CALCUL DES PERTES DE CHARGE (voir la fig.22 sur la définition expérimentale de la

perte de charge en régime permanent et uniforme, et les fig.23 et 24 sur la formule de

Lechapt et Calmon pour les conduites fixes).

a - Cas d'une rampe mobile (avec raccords rapides) assurant un service en route

uniforme le diamètre reste identique d'un bout à l'autre mais le débit décroît linéairement de

Q à 0. Quelle est dans ce cas, la loi de perte de charge ?

En régime permanent et uniforme, on la formule de Scobey.

Fig 22 DEFINITION EXPERIMENTALE DE LA PERTE DE CHARGE

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

b- Cas d'une rampe alimentant une série d'asperseurs régulièrement espacés

Les n asperseurs sont supposés délivrer le même débit q.

A l'origine, le débit est Q = n . q, à l'extrémité, il est réduit à q. La perte de charge

décroissante suit un contour polygonal à concavité tournée vers le haut

LE GROUPE DE POMPAGE

Son débit est égal à la somme des débits des asperseurs du poste le plus important. Sa

hauteur manométrique totale (HMT) est égale à :

H, pression nominale de fonctionnement de l'asperseur choisi hr, perte de charge dans la

rampe

h pr, perte de charge dans le porte-rampes, pour la rampe la plus haute et/ou la plus éloignée

z, la dénivelée géométrique entre le niveau de l'eau et la cote au soi de l'asperseur le plus

haut placé

a, la hauteur du tube-allonge de l'asperseur HMT = ( H + hr + h pr + z + a).1,1

On majore de 10% pour tenir compte des raccords et accessoires

- La puissance à fournir sur l'arbre de la pompe est, en CV :

P = Q(I/s). HMT(m)/ 75.r r étant le rendement de la pompe soit 0,5 < r < 0,7 , si elle

travaille dans des conditions proches de ses Caractéristiques de construction.- La puissance nécessaire sera:

- 1, 15 P si la pompe est entraînée par un moteur électrique-1,30 P si elle l'est par un moteur thermique

Annexe bibliographie succincte en langue française.

TROISIEME PARTIE

L’IRRIGATION LOCALISEE1ier chapitre : GENERALITES

I - Définition - Méthode d'irrigation apparue après 1960 donc plus récente que l’irrigation par aspersion (début du 20ème siècle), et surtout que l'irrigation de surface, connue des plus anciennes civilisations.- Consiste en des apports d'eau faibles et fréquents sur une partie seulement de la surface du soi (ou de son volume en cas d'irrigation souterraine par conduites). Cette partie est située à

proximité du pied des plantes qui sont disposées en rangs (cas général des cultures agricoles) mais peuvent être éparses dans le cas d'espaces verts (arbres ou arbustes d'ornement)

- L'eau, souvent enrichie en éléments fertilisants, est distribuée sous pression au moyen de rampes en polyéthylène (PE) de petit diamètre (12, 16, 20, exceptionnellement - = de diamètre extérieur). Ces rampes, disposées parallèlement aux rangs de culture, sont alimentées par des conduites de diamètre plus important appelées porte-rampes, en un ou plusieurs ensembles ,appelés postes. Chaque poste (surface se trouvant en cours d'irrigation à un même moment) peut être divisé en plusieurs sous-postes.

- Ce qui précède fait ressortir 2 aspects essentiels de cette nouvelle méthode. * l'aspect localisation de l'eau en des points de la parcelle bien déterminés par rapport au dispositif cultural (espacement entre plantes sur le rang). En ces points, l'humidité du sol est maintenue sensiblement constante, au voisinage de la capacité de rétention, alors que la plus grande partie de la surface du sol reste sèche.

D’où le nom d'irrigation localisée proposé initialement à la CIID en 1974 et adopté par la FAO en 1979.

Au lieu d'irriguer le sol, comme dans les autres méthodes, on irrigue directement les cultures qu'il porte en localisant les apports d'eau aux endroits où ils seront le mieux utilisés et où se développeront préférentiellement les racines. Le sol n'a plus seulement une fonction de stockage, de l'eau, mais aussi une fonction de transfert, à partir de zones discontinues d'alimentation vers le reste du sol.

* L'aspect miniaturisation des débits apportés, des doses distribuées, et aussi des débits par hectare nécessaires en tête des parcelles, ce qui permet de réduire le dimensionnement des ouvrages d’amené et de distribution des réseaux collectifs.d’où le nom de micro- irrigation adopté en 1976 par la CIID.Les débits se mesurent en litres par heure (1/h) et non pas en mètres cubes par heure (m3 /h) comme en aspersion, ou en litres par seconde (1/s) aspersion, ou en litres par seconde (1/s)comme en irrigation de surface°° CIID = Commission Internationale des Irrigations et de Drainage, O.N.G. regroupant pratiquement tous les pays s’occupant d’hydraulique agricole.Siège New Delhi.°° FAO (Food Agricultural Organisation) ou OAA (Organisation des Nations Unies pour l’Agriculture et l’Alimentation). Siège Rome.

Or l l/s = 3,6 m3 = 3 600 l/h 1 mm sur 1 ha = 10 m3 et 1 mm sur 1 m² = 1 litre

Avec un débit donné en tête de parcelle, l’irrigation localisée permettra d’irriguer un poste

sensiblement plus grand qu’en irrigation de surface.Exemple :a) en aspersion, on peut, en moyenne pression, réduire la pluviométrie à 5 mm/h

Avec l litre/s, on pourra donc irriguer, par poste, une surface de :

b) en irrigation localisée, on doit tenir compte de la nature du sol ainsi que de la nature des cultures : en sol moyen, on aura :

- pour la culture de tomate, des rampes espacées de 2 m et portant des goutteurs d’où une

pluviométrie (supposée répartie ) de 2 l/h par m², soit 2 mm/h

Avec l litre /s, on pourra donc irriguer, par poste, une surface de :

- pour des arbres fruitiers, en rangs espacés de 6 m, avec 1 rampe par rang et des goutteurs de 4 litres/h espacés de 1 m. Chaque goutteur arrose une surface de 6 x2 l = 6 m², d’où une pluviométrie (supposée répartie) de

Avec l litre/s, on pourra irriguer, par poste, une surface de :

I – Les divers systèmes d’irrigation localisée (voir fig.1)

Le terme irrigation localisée ou micro - irrigation regroupe plusieurs systèmes qui diffèrent par le mode de localisation de l’eau réalisé, à la surface du sol, par des organes de distribution. Ces derniers sont, soit des organes spéciaux, appelés distributeurs, que l’on fixe sur les rampes elles mêmes, dont la paroi est perforée ou poreuse.

A – On utilise presque toujours des réseaux entièrement fixes, dits en couverture intégrale. Dans ce cas, la localisation de l’eau se fait :

1 er système : par points quand l’eau est émise par des distributeur appelés goutteurs, placés sur les rampes à intervalles rapprochés (0,3 à 1,5 m).Les débits sont assez faibles (1 à 10 l/h) pour s’infiltrer dans le sol immédiatement ou presque (il y a parfois un petit flaquage en surface dans les sols peu perméables ou battants).

C’est le système d’irrigation goutte à goutte, imaginé en Angleterre pour les serres en 1938 et vulgarisé pour le plein champ en Israël dans les années 60On y attache les rampes (ou gaines = rampes aplatissables) perforées ou suintantes où les débits émis par les perforations peuvent être encore plus faibles (moins de 1 litre/h) ce qui augmente encore les risques d’obstruction.

2 ème système : par lignes quand l’eau sort par des orifices de l’ordre de 1,5 à 2 mm de diamètre, que l’on appelle ajutages. Les débits, environ 10 fois plus importants que ceux des goutteurs, soit 30 à 40 litres/h, ne peuvent pas s’infiltrer immédiatement et s’écoulent sur le fond d’une rigole triangulaire en terre, cloisonnée en biefs (litre par ajutage) qui servent à stocker l’eau temporairement, avant infiltration dans le sol. Tel est le principe du procédé Bas-Rhin, mis au point en France en 1969 par la Campagnie d’Aménagement du Bas- Rhône et du Languedoc. On peut y rattacher le procédé américain de micro - irrigation par bubblers .Les bubblers sont des ajutages rustiques, à très gros débit, utilisés depuis longtemps aux USA, dans les réseaux d’irrigation des espaces verts par aspersion, pour apporter davantage d’eau au pied des plantes particulièrement avides d’eau. En 1975, Stéphen Rawlins, chercheur américain de Riverside ( Californie) a repris cette technique pour alimenter sans pompage, à partir d’un réseau de canaux, les arbres d’un verger. Vu la très faible charge, il utilisait, comme rampes, des tuyaux en PE annelés, analogues aux drains en PVC mais non perforés. Il obtenait, à chaque arbre, un débit.

II Rappels

A- Principaux domaines d'application

1) Au point de vue nature de la culture- les cultures pérennes (vignes, vergers) surtout à grand espacement entre

rangs, donc entre rampes, en raison d'un moindre coût d'investissement et de la facilité de positionnement des rampes, souvent attachées au fil inférieur du palissage ce qui laisse le sol entièrement dégagé pour lestravaux culturaux.

- les cultures maraîchères surtout si elles sont sous abri (serres ou petits tunnels sous plastique ou sur mulch plastique.

- les cultures en conteneurs.

2) Au point de vue conditions du milieu: l'irrigation localisée est la seule possible en conditions difficiles, à savoir:

- eau salée, en faible quantité ou en faible débit instantané, ou d'un prix de revient élevé (grande hauteur de pompage par exemple)

- sols battants ou à faible capacité de rétention- longue période de sécheresse estivale.

B- Principales contraintes d’emploi

l) Coût plus élevé qu'en aspersion (sauf cultures pérennes en rangs espacés)2) Qualité de l'eau pouvant nécessiter un traitement préalable (filtration,

abaissement du PH surtout si on ajoute des engrais à l'eau (irrigation fertilisante ou fertigation) et un entretien attentif du réseau (nettoyage fréquent des filtres par exemple)

3) Qualité des utilisateurs, ceux-ci devant, pour tirer le meilleur parti de cette nouvelle méthodes être à la fois d'excellente agriculteurs et d'excellents irrigants sachant bien piloter leur irrigation (apports d'eau à la date et à la dose voulues, sans déficit ni excès dommageables).

C- Calcul des besoins en eau particuliers à l'irrigation localisée Du fait de la fréquence des arrosages (souvent 1 par jour), il est nécessaire d'évaluer les besoins réels jour après jour et en fonction de leur stade végétatif.

1) On calcule d'abord une ET de référence (en principe celle d'un gazon ras bien alimenté en eau, comme dans un lysimètre) que l'on a l'habitude de désigner par le terme ETP (Evapo Transpiration Potentielle). Cette ETP peut être déduite de l'évaporation d'un bac normalisé (ET bac) ou calculée à par. tir de mesures météorologiques grâce à des formules plus ou moins complexes dont les plus récentes sont dérivés de la formule de Penman, dite du bilan d'énergie. Cette formule faisant appel à un grand nombre de paramètres faciles à mesurer, elle a été simplifiée et je signale l'intérêt d'une mule pratique très simple dont j'ai pu mesurer l'excellente approximatif sous des climats très différent (secs ou humides, tropicaux ou tempérés,, C'est la formule de Hargreaves, qui ne fait appel qu'au rayonnement extraterrestre (donné par des tables en fonction de la latitude

et de la décade du mois considérer) et aux températures journalières maximale et minimale,T max. et T min.

17,8)(T max. - T min.)o

T max. et T min. sont exprimés en degrés Celsius, ETH, et Ra en mm d'eau par jour. la seule mesure à effectuer est la lecture Journalière, à un moment quelconque de la journée, d'un thermomètre à maxima et minima Il ainsi que la remise à zéro des 2 index mini et maxi.

2) on applique ensuite à ETP (ou ET bac) des coefficients correctifs et, dans le cas de l'irrigation localisée, il en faut2:

ETnet = K1 . K2 ETP (ou Ebac)- K1, est le coefficient cultural, propre à chaque culture, à chaque période de son cycle végétatif, comme à chaque formule d'évaluation de l 'ET de référence.

- K2, est le coefficient de couverture qui doit tenir compte de la réduction des besoins réels quand la culture ne couvre pas la totalité de la surface du sol.Ce dernier coefficient K2 est particulièrement important en irrigation localisée où la surface qui n'est pas couverte par la végétation reste sèche et perd donc très peu d'eau après quelques jours de sécheresse du fait que la couche superficielle du sol sec protège de la dessiccation les couches inférieures (effet d'un, mulch)En début de culture, surtout fruitière ou viticole, il y a beaucoup plus de surface non couverte que de surface couverte et, comme l'irrigation localisée irrigue les plantes (et non le sol.), il en résulte des économies d'eau très appréciables. on peut, en effet, en première approximation, admettre que K est sensiblement égal au pourcentage p de la surface totale qui est couverte par la projection verticale du feuillage de la culture.L'n deuxième approximation, on peut prendre en compte l'effet d'oasis, qui se traduit par un transfert d'énergie depuis les zones non couvertes jusqu'aux zones couvertes par la végétation. Une formule simple consiste à prendre p + 0,10 tant que p reste inférieur à O,g (et p lorsque p est égal ou supérieur à o,g)

Ex. Verger une lère année p = O,l K 2 0,2 contre 1 en'aspersion

2ème année p = 0,2 K id2 0,3

Observations: a) cette réduction des besoins est moins forte lorsque les rampes goutte-à-goutte doivent être installées avec l'ensemble de leurs goutteurs (cas des goutteurs en ligne ou des minidiffuseurs) dès la lère année de création du verger ce qui n'est pas le cas avec d'autres types de goutteurs (en dérivations ou avec le procédé Bas-Rhône (en réduisant la longueur du bief affecté à chaque arbre)

b) 1-lirrigant devra choisir les valeurs de K et K. qui correspondçl@it à -,Fi -,i-tu,-ttion réellc climatique et culturale, @e qui' #"et un pilotage effectif de son irrigation. Par contre le projetel.@. vra calculer le projet avec les valeurs maximales de K et K 2 pour qu;réseau puisse satisfaire les beroins de pointe de la c@iture.

compte de la réduction

6 8

2ème chapitre

Eléments constitutifs deun réseau d'irrigation localiséeAspects technologiques des distributeurs

Constitution gén rraale d'un réseau d'irrip,,ation localisée èL la Earcellele d'

Quel que soit le mode de localisation c'est-à-dire quel que soit le système adopté, donc la nature des distributeurs (goutteurs, ajutages, mini-diffuseurs ou micro-asperseurs), tout réseau de distribution à la parcelle comprend, de l'amont vers l'avalles éléments suivants (voir fig@2o)-.

A. Un -ooint-d'eau: borne d'un réseau collectif sous pression, prise indivi ueiie 9 avitaire (source ou prise sur un canal) ou par pompage (sur cours d'eau, réserve collinaire, puits ou forage).

L'eau doit y être disponible en permanence, ou tout au moins à des intervalles de temps assez rapprochés. On pourra, par exemple, se brancher sur un réseau collectif fonctionnant au tour d'arrosage, à condition que la durée du tour ne soit pas trop longue (maximum 1 semaine) et que le sys tème adopté permette d'humidifier une partie importante du sol (multiplication des goutteurs en culture maraîchère utilisation de micro-aspersion couvrant plus de 50 %, de la surface du sol)

La pression nécessaire au niveau des distributeurs (qui est le plus souvent égale à 10 m - pression nominale -) peut être réduite à quelques mètres (même moins si le sol de la parcelle est parfaitement nivelé avec une pente régulière) si l'eau est très propre ou si le système-util-.'sé est assez rustique pour que l'on se contente d'une filtration grossir (cas des ajutages, ou des minidiffuseurs à gros débit). On peut ainsi,avec ces précautions et en nettoyant souvent les filtres, éviter les inconvénients et le coût d'un pompage, en fonctionnant de façon totalement gravi-taire. Il cependant de conditions spéciales qui exigent une con-ceptione(réduction de toutes les pertes de charge) et un entretien particulièrement attentif par les utilisateurs, dont l'accord préalable devra.être obtenu, étant donné les contraintes d'exploitation et d'entretien.

B Une installation de tête destinée au conditionnement de l'eau q--sera àit3 ri u@ ultiple( y @t).

1) essentiellement la f ration pour éliminer les particules phys.L.

ques contenues dans l'eau et ement des traitements destinés àes obstructions des distril n

particulier de détails au chapitre IV.

d'engrais destinés à la culture, no-tamment les engrais azot@. u au@ris-Pr d@uits chimiques: herbicides, nématicides, insecticides systémiques, produits chélatants pour traiter la chlorose ferrique ou d'autres carences en oligoéléments.

3) Eventuellement un arrosages, c'est-à-dire la ou sous-postes.

Elle comporte enfin:

teur destiné à la programmation des on de l'eau entre les divers postes

- une vanne de prise permettant d'isoler le réseau de l'amont

- un r@len provenance

n permettant d'éviter certaines surpress..collectif

- parfois un clapet de non-retour destiné à éviter, en cas de dépression d'a'ns-'ié- @s'éau--é-llectif,que l'eau du réseauchargéede produits chimique ne vienne polluer l'eau du réseau collectif dans le cas où celuici sert à d'autres usages qu'@a l'irrigation (alimentation des animaux, et parfois des populations).

C. Une e alisation princ -pale (et, au besoin, des canalisations se-condaires es divers postes (ou nous-postes s'il

en existe) de la parcelle, chaque pos@ pu sous-poste pouvant être com-

mandé anne manuelle (ou une èlectrova=e en cas de programmationma@ar une v

auto ique)m &pdc ible

Rappelons qulwi poste est constitué par t,,ute la surface irrigu,e c.,l-i même temps -L- fui inctrmt Cette surface peut être en un seul bloc. ou répartie en plusieurs sous-postes séparés, ce qui permet (le réduire le'

79 diamètre des canalisations au prix d'une complication de la coi@!iande des arrosagesxnon,laleinent un por@te utilise la totalité du débit affecté à la parcelle.' Quand l'arrosage d'un poste est terminé, le débit est alors transféré', au poste nuivant. Cette opération, appelée commutation., consiste en la fermeture du poste qui vient dlgtre arrosé et l'ouverture de celui qui va l'être. Lorsque le passage d'un poste à un autre implique un déplacement de matériel, on ne parle plus de commutation, mais de changement de poste (ou de position).

A l'aval de la vanne qui ouvre ou ferme un poste (ou un sous-poste), on dispose souvent une 2ème vanne destinée à régler finement la pré elion en tête du p-oste: il s'agit souvent d'une vanne à bille (ou à boulet, qui présente l'avantage, sur la vanne classique,dite à guillotine.de ne pas se dérégler sous les coups de bélier. Il est bon, après réglage de la vanne, d'en retirer le bras de commande pour éviter toute manoeuvre intempestive qui conduirait à un déréglage.

D. Dans chaque poste (ou sous-poste), une canalisation appelée Porterampes alimente, d'un seul côté, ou des 2 côtés, des rampes de distr buion orientées dans le sens des rangs de la culture.

En général, il y n une rampe par rang, nauf lorsque lit culture est conduite en rangs jumelés (tomate, canne à sucre, coton) ce qui permet de diminuer de moitié le nombre de rampes. Le passage à une disposition en rangs jumelés consiste à conserver la même densité moyenne de plan-

Cation, mais en reserrant les rangs 2 à 2. On a ainsi une succession d'interlignes étroits servant à l'irrigation (rampes déposées au milieu de ces interlip,mes) et d'interlignes larges servant à faciliter les circulations.

Exemple; tomates palissées irriguées en aspersion. Les rangs sont à 1 m les uns des autres, et les pieds de tomates à OP5 m sur chaque rang On dit que le dispositif culturel est de 1 x 0,5 m.

Pour passer à une irrigation goutte à goutte,,llinterligne de 1 est trop large pour assurer une bonne alimentation de 2 rangs à parti,d'une rampe placée en milieu d'interligne. Aussi améliore-t-on à la fc-' l'irrigationiet la circulation en réduisant l'interligne d'irrigation CI0,6 m, l'interligne de circulation passant à 1,4 m.

II Les rampes de distribution.

Disposées le long des rangs de la culture, elles assurent 2 fonctions différentes:

1) Une fonction de trans depuis leur origine (débit maximal) jusqu'à leur ex remi "4bit nul). Entre les 2, le débit varie de façon linéaire puisque la répartition de l'eau est supposée identique sur trte la longueur de la rampe.

2) Une fonction de distribution qui doit être aussi régulière (dét identique par istribuiê u@r ou par unité de longueur) que possible, à la tolérance agricole près (" 10 le@ du débit en général)

On distingue 2 sortes de rampes selon que les 2 fonctions sont assurées par le même élément ou par 2 éléments distincts.

ler cas: transport et distribution sont assurés par le même élément 2@ on a alors des Raines (ptrfor e@s à des intervalles réguliers égaux à @es espacements de gou teurs,ou poreuses,on principe sur toute leur surfack) ou bien des tubes poreuk'(Ràp-pef-.--lâ'gaine est aplatissable, le tube non

2ème cas:. le transport est assuré par une canalisation semirigide, de faib@e e@aisseur, en PE. (1 à 1,5 mm d'épaisseur de paroi suffit largement si la matière première est de bonne qualité et si l'extrusion a été réalisée selon les règles de l'art.)

la distribution est réalisée par des organes spéciaux, les distributeurs, dont nous avons vu déjà les principaux:

en goutte à goutte, des P:outteursen mini-raies ou mini-cuvettes, es ajutaizesen mini-aspersion, des mini-diffuseurss o es

A. Caractéristigues ]2rinc es des distributeurs

Les distributeurs constituent l'élément essentiel d'un réseau d'irrigation localisée: il en existe de nombreux modèles, très différents non seulement par leurs performances ou leur principe de fonctinnement, mais encore dans leur aspect extérieur ou leur mode de fixation à la rampe.

Il est donc important de les classer, et aussi de les soumettre à des essais normalisés, réalisés toujours avec le même protocole d'essaiafin. de mieux les connaître, de les comparer, et finalement de choisir celui qui, dans tel cas particulier, donnera les meilleurs résultats.

Depui s 1971, le CE;IIAGREF a réalisé à Aix en Provence des essais sur uh ,,rrand no!,.ibre de distributeurs dont plus d'une centaine sont encore disponiblepsur le marché (beaucoup d'autres ont été essayés, puis abandonnés par leurs fabricants). Les résultats peuvent être comparés, bien qu'en pratique leur mode de fabrication ait pu évoluer,depuis notamment sur le

plan de l'uniformité de leur fabrication.

1- Descri]2ti

A part quelq plastique moulé our les capill@,< 1 mm) et relativement for am

appareils en matière ou extrudée-étiré-e faible diamètre intérieur (# 4,5 mm) de manière à ce que le canalicule intérieur ne soit pas écrasé lors du montage à travers la paroi de la rampe. La matière plastique est en général de couleur noire car chargée de noir de carbone qui protège de la désagrégation par les UV du rayonnement solaire et empêche les algues de proliférer à l'intérieur des rampes. Certaines pièces ce-pendant sont de couleur afin de différencier les divers calibres d'une g@e d'ajutages (cas du goutte-u.israélien "Tirosh", du mini -diffuseur "ilicrojet" d'Afrique du Sud, ent,.C, autres)

Seule les ajutages calibrés (à 10 @ près) du procédé Bas-Rhône sont en laiton usiné.On dit qu'uli distributeur est en dériv (on line) quand il est fixé

dans la paroi de la rampe, en quand il est traversé par ledébit de la rampe, ce qui' le cas que de certains goutteurs. Tous les autres distributeurs sont en dérivation.

2. Classification Générale des distributeurs: il en existe 3 grandescatégories, c a es corr des 3 systèmes d'irriea-tion localisée.

a) les goutteurs: débit faible (1 à 8 llh sous 10 m d'eau (e 1 L qui consti ue a Pression de référence. Ce débit S'écoule goutte après goutte si le ra-von de courbure du tuyau (ou du goutteur) est sUffisaMmeigrand, mais pa@fois il s'écoule sous forme d'un jet très fin qui doit êtru brisé dans une chambre spéciale du goutteur ou par un organe appelé brise jet, qui sert également parfois @à protéger de l'obstruction par des dépôts de calcaire, de l'extrémité du canalicule, à la sortie du goutteur. Leur

classification est étudiée plus loin.

b) les a librés (type Bas-Rh8ne).débit beaucoup plus impor-tant: 30 i amètre de l'orifice (en mince paroi) qui va-rie de 1 mm à soit 12 diamètres différents variant de O,l en O,lmrr

Il en existe 2 types: le type verizer qui est plat et recouvert d'UnE

bague brise-jet cannelée intérieurement, et le type conteneur plus allongé ce qui permet de le prolonger par un tube conducteur permettant de conduire l'eau de l'ajutage, enfoncé dans la aroi de la rampe (de 1 mm d'épais seur), jusque dans le conteneur (ou pot@ correspondant. Ils sont donc bier

montés en dérivation de la rampe qui est un tube PE 23x25 mm pour les rangs de grande longueur, et 18x2Omm pour les rangs de faible ou moyenne longueur.

c) les mini-diffuseurs, à jet fixe, ont un débit du même ordre queajutages S-oït 20 -'/h.te jet sortant d'un ajutage vient se bri-

les p- -- à 1 5?51 ser sur une petite surface plane (les jets n'ont alors pas de direction privilégiée et mouillent le sol tout autour de l'appareil) ou creusés dl ondulations radiales qui canalisent l'eau en jets bien individualisés,

duite(chaque appareil donne alors naissance à 8 à 12 points de gouttage bieii individualisés).

La portée du jet dépend de la pression qui doit être au minimum de quelques mètres (5 à 6 m environ). Elle varie de 1 à 2 m. La forme de la surface humidifiée dépend de la convexité du déflecteur et de sa forme, ainsi que des piliers de matière plastique qui le relient au corps de l'appareil. Certains de ces piliers peuvent faire écran au jet et protéger ainsi le collet des arbres. Sur quelques modèles,, ces piliers forment une sorte de cage et les jets émis sortent des ouvertures de cette cage. Celle--ci est alors clippée sur ].'embase du diffuseur qui porte en son cen. tre l'orifice de sortie,du jet principal. Ces modèles sont robustes et pratiques (une cage peut être fixée sur des embases ayant des orifices de diamètre différent), mais beaucoup plus sensibles aux obstructions qu'entralne le fait que la cage sert souvent de refuge à de petits animaux, notamment des araignées qui,en tissant leur toile.,provoquent la fermeture d'une partie des ouvertures.

Les mini-diffuseurs doivent être placés à 0,5 m environ au-dessus du sol, afin de dominer les mauvaises herbes qui sont amenées rapidement à pousser sur toute la surface qu'ils humidifient fréquemment. Diverses solutions sont utilisées (voir f'g,e 7 ). La plus utilisée consiste à tendr un fil de fer à la hauteur dési e et à y accrocher la rampe.mais celleci tourne sur elle-méme et la verticalité de l'axe des appareils risque de ne plus être assurée. La moins mauvaise semble être la suspension de l'appareil lesté à une rampe placée au-dessus, car elle résoud les 2 d@ ficultés majeures: dégager entièrement le sol et maintenir en permanence la verticalité de l'axe du jet pour obtenir une distribution homogène de l'eau.

Plus récemment sont apparus les micro-asp@ seurs dont le jet n'est plus fixe, mais tournant ce qui représente apparemment un avantage. Le je sortant de l'orifice calibré est alors dévié en passant dans la gorge d'u ne pièce pivotante en plastique, de façon à l'incliner sur l'horizontale et provoquer, par réaction, une rotation très rapide de l'ensemble. Ces petits asperseurs sont fixés sur un piquet en plastique ou en métal, qui est fiché dans le sol à proximité de la rampe à

laquelle il% schtreli4 par un tube conducteur dont le diamètre intérieur doit être tel que les pertes de charge soient négligeables.

Les micro-asperseurs ont les inconvénients suivants:

mgihes difficultés que les mini-diffuseurs en ce qui concerne la ticalité et le dégagement du soi.- difficulté supplémentaire : la rotation ne doit pas être gênée, ni par les herbes (cas de certains appareils qui sont des mini-tourniquets avec bras tournants), ni par des frottements pouvant résulter de dép8ts chimiques en provenance de l'eau.- portée plut8t trop grande (2 à 3 il) pour les espacements de certains vergers car la bande non humidifiée au milieu de l'interligne risque de devenir trop étroite d'où risque de compactage du sol humide par les engins, en même temps qu'augmentation des pertes d'eau par évaporation. Leu utilisation devrait être limitée aux vergers à très grand écartement entrrange: arbres de) leih vent de grandes dimensions type noyers (Juglans,Carya, 14acadamia @ avocatiers, palmiers divers, etc.N.B. Il est apparu récemment des micro-asperseurs où la rotation du jet

plus r ésistants au vent tombant chacun sur une surface rfi-

est obtenue par un effet de @ortex à l'intérieur même de l'appareil, ce qui évite l'une des difficultés signalées. (Ex. Tornado de Plastro-Gyat)

3. Classification des_goutteurs

C'est l'ensemble le plus diversifié, la variété des modèles s'expliquant par la difficulté du problème à résoudre: débit réduit,avec section de passage large dans le but d'éviter les obstructions. On peut considéré'. un goutteur comme un appareil hydraulique qui dissipe efficacement la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la rampe, soit 10 m pour la pression nominale. On peut les classer suivant,différentscritères:

a) Le nombre de sorties c'est-à-dire de points de distribution divtincts obtenus avec un seul appareil. Il y a eu des goutteurs à 6 sorties à 4 sorties, utilisés surtout en vergers, d'autres à 10 ou 12 sorties spéciaux aux cultures maraîchères. Le corps du goutteur est relié aux points de distribution par autant de tubes conducteurs. Ces goutteurs sont cependant ou disparus ou peu utilisés car chers et peu pratiques. A moins que le circuit hydraulique de chaque sortie soit individualisé à l'intérieur du goutteur, il faut veiller à ce que l'extrémité des divers tubes conduc. teurs soit placé au même niveau car si la division du débit intervient après le circuit générateur de perte de charge, le débit est plus important

pour l'extrémité la plus basse, et la répartition du débit entre les sorties est dis-uniforme.

La quasi-totalité est donc maintenant à sortie unique.b) le mode de fixation sur la rampe et la position du goutteur (à

l'extérieur ou àNous avons vu que les goutteurs peuvent être en dérivation ou en li-

gne.- les goutteurs en ligne classig s sont constitués de 2 parties, mâ.

_@esle et femelle-- m@boitées en usine et munies à leurs extrémités de 2 embouts c,-@elés. Le montage se fait en coupant la rampe et en enfilant 2 extrémités ainsi créées sur les 2 embouts du goutteur. Ce mode de mç-@.I.,.-ge a 4 inconvénients:

- la matière plastique des embouts est fortement dilatée, ce qui peut conduire à des fissures longitudinales (stress-cracking)

- chaque goutteur est un point faible de la rampe lorsque l'on tire une rampe par une extrémité pour la rembobiner (3 solutions de continuité gros inconvénient quand on a voulu appliquer le goutte à goutte aux cultu@ res légumières ou aux cultures industrielles, ce qui impliquait la nécessité de déplacer fréquemment les rampes de façon mécanique.

- les discontinuités provoquent des pertes de charge non négligeables,dont on doit tenir compte dans le calcul des rampes, et qui limitentla longueur possible de celles-ci.

- à côté de l'avantage d'avoir des rampes sans goutteurs en sail il ya l'inconvénient que)dans les rampes suspendues, le débit des goutteurs suit la rampe avant de tomber sur le sol. Par ailleurs, l'espacerez des goutteurs est déterminé en usine où se réalise le montage.

On a donc cherché à supprimer ces inconvénients, tout au moins les 3 premiers, en réalisant des rampes à paroi continue, dites à tt@rs

intégrés (built-in drippers), en plaçant le goutteur,,lors de l'extrusion e a rampe, à l'intérieur de celle-ci.

- les goutteurs en dérivation classi@uels, placés dans la paroi, du c8té exté leur, font saillie sur la rampe, ce qui constitue une gêne nota blé pour les rampes que l'on déplace fréquemment.

. une des solutions (goutteur français SOIF par exemple) est de réduir le volume du goutteur, qui, après pose, ne constitue pas saillie.

une autre solution est d'intégré au moment de l'extrusion, le goutteu@ en dérivation ii l'intérieur mêmerlde la rampe. Il en résulte une au mentation de la perte de charge, mais la rampe est, à l'extérieur, entit-

rement lisse. C'est la solution adoptée par Netafim (Isra:ël) pour certaines de ses rampes (Typhoon, Ram...

.B. Les goutteurs intégrés à la rampe sont indémontables et ne peuvent être nettoyés que par des interventions sur la totalité d'un sous-poste, pratiquement au niveau de l'installation de tète. Ils ne peuvent convenir aux petits irrigants dont les moyens d'intervention se limitent à des nettoyages individuels de goutteurs.

c) Le-principe hydr

Il a une influence directe sur les caractéristiques hydrauliques du goutteur, donc sur le calcul du réseau. On distingue tout d'abord 2 grandes classes:

- les @utteurs à circuit court, constitués, comme de petits ajutages, par de simples ôri@-ices ou la -pression de l'eau est transformée en vitesse. L'eau sort en-jet très fin,qui doit être brisé pour pouvoir s'écouler goutr te à go@atte@@-23,)

- les goutteurs à c-ircuit long où l'eau suit un cheminement de grande longueur (de quelques cm à plusieurs m) en perdant graduellement sa charge par frottement le long des parois. La section de passage de l'eau est nettement plus importante, et ceci d'autant plus que le circuit est plus lorr ce qui rend ce type de goutteur moins sujet aux obstructions par des pa7 ticules physiques de dimension importante. Le type le plus simple en es-. le capillaire.

2 améliorations: I - On a d'abord cherché à en aurmentan@t-ia turbulence de l'écoulement, de circui@ égale, atavoir un'diamètre Repassage plis importan

- Ceoté circuit court, on a créé, dans les goutteurs de type cyclone (Tiros!Fën is-r-agi, Vo-@tex aux USA) une admission de l'eau tangentielle dans une petite chambre cylindrique, avec sortie dans l'axe du cylindre. On obtient ainsi environ 30 % d'augmentation de diamètre d'orifice.

- C8té circuit long, on a réalisé des chicanes dans le circuit des goutteurs 9 labyrinthe, qui provoquent des changements brusques de dire @ion (et e section) de l'écoulement, d'où une plus grande turbulence e-U des pertes de charge plus importantes.

Il - On a ensuite cherché à Imilluer influence des variations de pression (dans la rampe) sur le débit des goutteurs:

- d'une faron grossière d'abord, en réduisant la section de passage au

fur e l'augmen a ion e pression: ce sont les goutteurs à "compensation de pression#' (topressure-compensating") (voir f ig p .2 4 )

Le débit étant de la forme q= e m 2@gH, on compense l'effet de l'augmentation de la pression H par une diminution de la sectionde passge s, en se servant de l'élasticité d'une pièce en caoutchouc.

Ces goutteurs sont également dits "auto-purjzeurs"Cart lorsque la I,,sion diminue (quand on arrête l'arrosage , la sec ion de passage revi, à sa dimension normale, en laissant passer les particules physiques qu ont été arrêtées par le rétrécissement. Cet effet de purge est plus ci-, moins accentué suivant liarchitecture interne du goutteur. Il est maximal dans le goutteur d'origine belge appelé "Royal Flush".

- d'une facon rlus -orée-ise ensuite, grâce aux mouvements d'un disquedecaot gr-an-cii--iim e on qui vient obturer l'orifice de sortie

lorsque le débit tend à au enter (goutteurs israéliens Plastif et Netsfim). Ce sont des goutteurs dits "autoréizulants" ("self regulating")

B. Les essais techn du CEfdAGREF

Depuis 1971, le CERAGREF réalise dans sa station d'essais du Tholonetprès d'Aix-en-Provence, divers essais sur un grand nombre de distribu-

teurs, essentiellement des goutteurse mais également des mini-diffuseurs, des ajutages Bas-Rh8ne, des rampes (ou gaines) poreuses ou perforées.

3 essais principaux sont réalisés systématiquement suivant des normes précises, internationales (ISO) si possible, françaises quand les normes

ISO n'existent pas encore.- 2 études de longue durée ont par ailleurs permis de connaître l'effet d'une augmentation de température sur le débit des divers types de goutteurs, ainsi que leur résistance à l'obstruction à long terme.

ler essai: détermination de l'uniformité de fabrication

Ré@-lisé sur 25 exemplaires prélevés au hasard. On mesure individuellement le @lébit de chacun sous la pression nominale soit 10 m, à moins que le fabricant n'en demande une autre (cas où une gaine ne supporte pas la pression nominale, ou caer-d'un goutteur autorégulant: la pression est alors à mi-plage pression minimale - pression maximale)

Des 25 mesures effectuées, on tire la moyenne arithmétique @ et llécart-@ype a'

La moyenne -q doit être proche (sinon égale) de la pression déclarée par le fabricant (par ex. goutteur de 2 l./h ou goutteur de 4 1/h), mais l'information la plus importante est l'uniformité de fabrication que l'or déduit du coefficient de variation CV par la formule dite du coef@

cient d'uniformité statisti ue cus (à la fabrication) c'us = 100(1-CV) exprimé en pourcentage.

Rappel: si la distribution est normale (loi de Laplace-Gauss):68,2 des débits sont dans la fourchette q (1± CV)

9594 q (1 :t 2CV)

99t7 q (1 +- 3CV')-.a norme ISO prévoit 2 classes de qualité-

qualité A : CV @0,05 les autres étant hors normes. @qualité B : CV-<O,10 )

2ème essai: détermination de la loi débit-Dression.Jelon la norme ISO, cet essai ent réalisé sur les 4 exemplaires classés

t des débits 24bine à la suite@ dans un ordre croissan t.,2ème, 12ème, 13ème et

de l'essai précédent, et l'on fai la moyenne, à chaque pression d'essai, des 5 valeurs obtenues. Les premiers essais sont en progression géométrique de raison 2 (de 0,31,25 m d'eali jusqu'à 20 m), on ajoute à cette sé.'

la pression de 15 m.Les points correspondants sont reportés sur un graphique log-log., les courbes de régression calculées par ordinateur.Ces courbes de régression sont en général des droites d'équation:log q = log K = xlog E c.à d. q = KHX avec IH pression en m d'eau

q débit en 1/h

Le paramètre x, qui est la pente de la droite (en coordonnées log-log) a une grande importance car il traduit la sensibilité du débit à la sion. Le calcul'du réseau est facilité quand x est petit et.pour un teur autorégulant parfait,,x = 0 (à

l'intérieur d'une plage déterminée pression), ce qui signifie que le débit est totalement indépendant de la pression.

3ème essaii: détermination de la résistance à l'ob-struction

Réalisé sur les exemp 2ème essai, sous 10 m de charge (pression nominale) sa: isées dans le ler essai.

Il comporte 4 phases distinctes et succesco@ves de 32 h scindées en 4 temps de 8 heures, séparés par des temps clé non-fonctionnement de 16 h. Les phases correspondent à des charges en particules de plus en plus for-, tes, obtenues par des additions successives de terre de granulométrie de

plus en plus élevée.

phase 1 : 125 mg/1 de particules @ 801,phase 2 : + 125 m 1 de particules entre 80 et 100 tLphase 3 : + 125 m 1 de particules entre 100 et 2OOtAphase 4 : + 125 m 1 de particules entre 200 et 500 @

Le débit de référence est le débit en eau claire, mesuré avant l'essai

Le contrôle des débits se fait toutes les 8 heures et le résultat se traduit par la diminution en % par rapport au débit en eau claire. Quand la diminution atteint 100 @,, c'est que l'obstruction est totale.

L'ensemble des résultats obtenus en 1989 figure en annexe avec, pour chaque essai, les notes attribuées par un groupe de travail interprofessionnel comprenant des représentants de l'administration, des usagers et des fabricants. Ces résultats ont également été présentés dans un rapport au 3ème Congrès International de microirrigation (Albury Wodonga oct. 88), en regroupant les notes de qualité par catégorie de distributeurs. (Voir transparents)

- Etude de l'influence de la température sur le débit

L'eau véhiculée dans les rampes peut se trouver à des températures différentes selon la nature de la source d'eau, souterraine ou superficielle par exemple. A des pressions identiques, le même distributeur peut avoir des débits différents s'il est sensible à la température de l'eau qui le traverse.

De plus, les distributeurs d'une même rampe peuvent ne pas se trouver à la même température si, cotruiie c'est le cas général, la rampe est dispo-. sée en surface, donc exposée au rayonnement solaire qui est absorbé d'au-tant plus que la couleur est noire. Si le porte-rampes est enterré, ller qui traverse le ler distributeur de la rampe aura la température de l'E du porte-rampes. Plus a-n va vers l'extrémité de la rampe, plus l'eau au@été exposée au rayonnement solaire.,et elle sera donc plus chaude. L'élévation de température sera plus que proportionnettà la longueur de rampe depuis l'origine car,le débit diminuant linéairement, la vitesse de l'eau fait de même,ce qui accroît le temps de parcours dans la rampe exposée au soleil. Donc, dans la journée, on doit observer une élévation progressive de la température de l'eau dans la rampe, de son origine à son extrémité. Un essai réalisé au Tholonet le 8 juillet 1975 a porté sur 2 rampes 23x25 mm, de 50 m de longueur, l'une d'elles étant équipée tous les mètres de capillaires (le 3 1/li. La température maximale relevée en bout de rampe (voir tableau @32 )a été de 45.0 pour une température initiale de l'eau d-, 160 dans le po rte-

rampes, et la différence entre le ler et dernier gou tenir, très variable selon l'heure, a atteint un maximum de 190. Sous t climat plus chaud, on aurait dépassé facilement 200.

Un essai a permis, pour quelques types de fonctionnement hydraulique, de mesurer le débit à 400 et à 200, puis de calculer la variation rela-

tive: q4o.0 - q2oo

.W

q 202On a observe que ce paramètre variait essentiellement en fonction de la valeur de x,

exposant de la pression dans la loi débit pression q=KH@ (voir fig. P-43 ) selon la relation mathématique suivante:

q4oo - q 200 = 57?35 x - 28924 (coefficient de corrélation 0,98)q200

si x voisin de 0,5 (cas des ajutages ou des goutteurs labyrinthes), li température n'a pas d'effet appréciable sur le débit.

ng uniforme),est supérieur à 0,5 (cas des goutteuré circuit lo

si x

son influence est positive, c. à d. que le débit augmente avec la tempéra-

ture.

. si x est inférieur à 0 ' 5 (cas des goutteurs cyclones), son influence est négative$ c.à d. que le débit diminue quand la température augmente.

On a constaté en outre que l'effet température est inversement proportidnnel au diamètre de passage, qu'il s'agisse de distributeurs à circuit long ou court. (Il est dl autant plus marqué que le débit est plus

Ceci montre que l'effet température est lié à la turbulence, caractéri-

sée par le nombre de Reynolds R V De y

Observat on: L'augmentation de débit de certains goutteurs en fin de rampe

peut s'avérer bénéfique en terrain horizontal car elle compense (parfois au delà) la réduction de débit due aux pertes de charge, Cet effet est malheureusement lié à l'ensoleillement de la rampe et il disparaît notamment

au cours des arrosages de nuit.

- Etude du comportement à.loniz terme-du débit

Cette étude a consisté à observer, sur plusieurs années, (plusieurs campagnes d'irrigation séparées par des périodes froides de non fonctionnement) comment variait le débit de divers distributeurs dont le principe de fonctionnement était différent. Elle a permis de se rendre compte de l'importance de la turbulence de l'écoulement, qui se traduit par la valeur

de x.

- x très supérieur à 0,5: écoulement dit laminaire

- x inférieur à 0,5 ou voisin de 0,5: écoulement plus ou mpins turbu-

lent.à écoulement laminaire voient leur débit se réduire

pro-gr --h, passage au aedit nominal q -m-

ém'e pourle aient très bien comportés à Ilesïai dq@@@truction

rapi-

de mettant en oeuvre des particules de dimension importante. Il a'-,^it es-sentiellement des goutteurs à circuit long uniforme.

à écoulement turbulent,par contreconservent un débit cons-cuit court, ainsi que des goutteurs

labyrinthes.Ajutages et mini-diffuseurs ayant un circuit court conservent également un débit

constant.E - dans un écoulement laminaire, les petites particules charriéespar l'eau ont une tendance naturelle à venir se coller aux parois, ce qui rétrécit progressivement la section de passage. Quand l'écoulement est turbulent, les ttijectoires désordonnées des filets liquides empêchent cette

obstruction progressive.

pb erva l@ tteurs à écoulement laminaire, on a obse qn: Dans le cas des gou

un effet favorable des périodes de non-fonctionnement, le goutteur parade, sant au printemps retrouver son débit de jeunesse. On peut l'expliquer pa--une dessication du dép8t argilo-limoneux sur la paroi intérieure, associée à une contraction du plastique faisant éclater le manchon sec devenu frggile. La remise en eau permet, en chassant les débris, de retrouver la

section de passage initiale.

!'IR,RIGATION LOCALISEEDES MARERIELS AUX PERFORMANCES DIVERSES

CARACTERISTIQUES PRINCIPALES ET APTITUDESDES DISTRIBUTEURS ET GAINES DE MICRO-IRRIGATION

Pour une centaine de distributeurs (goutteurs, mini-diffuseurs ou ajutages) ou gaines de micro-irrigation testés par le CEMAGREF à la date du ler Novembre 1987 et encore commercialisés, ce document présente:

les caractéristiquestechniques principalesde chacun de cesmatériels aux plans deleur identification,

3 critères de classement suivants : homogénéité de fabrication, tolérance aux variations de pression et sensibilité au bouchage physique,

le classement respectif des matériels pour chacun des criteres.

Les résultats obtenus par chaque matériel, à l'issue des tests, ont fait l'objet d'un classement à partir d'échelles définies par un sous-groupe du CSMMA* et agréés par cet organisme dans lequel utilisateurs, fabricants et administration étaient représentés.Pour certains matériels, les colonnes qui correspondent aux 3 critères de classement adoptés, n'ont pas été renseignées. Dans ce cas, le fabricant, qui est propriétaire des résultats d'essais de ses matériels, en reste maître de la publication.

Enfin, il est à noter que les résultats d'essais mentionnés dans le tableau caractérisent le matériel fabriqué à une période donnée, un peu antérieure à la date de l'essai. On ne peut les interpréter comme devant correspondre obligatoirement à ceux d'un lot aclieté après la date d'essai. Des essais de réception sont indispensables pour vérifier que les caractéristiques techniques d'un lot de matériel livré correspondent bien aux spécifications minimales ou proposées par l'adjudicataire dans sa réponse à un appel d'offres

Conseil Supérieur de la Mécanisation et de la Motorisation de l'Agriculture

CONCEPTION GENERALE D'UN RESEATJ

un réseau d'irrigation doit être conçu

1) D'une part pour satisfaire quantitativement (besoinsde pointe) et qualitativement (coefficient d'uniformité) les besoins

en eau de la culture

2) D'autre part pour gêner le moins possible les travaux culturaux et être d'une exploitation aisée,

3) Enfin son coût doi.t être aussi réduit que possible.

Ces 3 exigences étant @)liis ou moins contradictoires, le concepteur devra s'efforcer de trouver un compromis valable dans

chaque cas particulier.

S@TISFACTION DES BESOINS EN EAU DE LA CULTURE

@anntitativement : nous avons vu comment calculer les besoins de poin e@(3'-un-e a@çon économiquement optimale

Qualitativement : qi l'eau est rare ou chère, ou si le sol est dromorphe, on a intérêt à donner j@iste les quantité-; ses, avec le minimum de pertes. On doit donc recherc@ vé, aussi bien dans le choix du distributeur qui devr@ fabrication homogène et peu sensible à la pression, que û,calcul hydraulique des rampes, i)orte-rampes et autres conduites.

Par contre si l'eau est abondante, on peut être moins exigeant sur 1'uriiformitfi de la distribution et tolérer quelques perte-, par percolitiori pour diminuer le cocit de l'investissement. Il faut évidemment (lait, le (iraiii@ige cl%i sol sait assuré. Si l'eau est salée, on réalise ainsi

un certait) lessivage. Il y a lieu alors de conduire l'irrigation à partir de l'observation des zones les moins arrosées.

FACILITE D' EXPLOITATION

A - POIIR NF PAS CE,NER LhS TI?AVAUX Ctl[,TIIRA[IX

1 . Rarn e

j,es raript@s flotitte à goutte et les rampes de mi ni-di f fuseur5 sont en général posée-; rui- 1(@ sol le long de 1-i liqne de culture. El les peuvent (%t 1-e eticlc)mmag(@es par 3 es otiti Is de sarclage . Aussi

on pi!ii, d@ins Io

deq vergers

o 1 t clé s li e r bc- r cli i iii tq ii eme n t 1 e 1 ong de 1 -a rampe cl ' arbr e s,

- -rrr,,oi-t int-c, li rampe qui est alors en PVC (moins cher),

- @oi.t !-,urf5lever ].a rampe et I.-) fixer au palissage ou aux arbrci-, eux-inèmes.

Cettn dernière -olutinn est presque obligatoire dans lec;i @, (J m i ni. -(l i f Eu s e u r s . Ma i @e; 1 a ram r)e t ten da nc @ à se vr i 1 1 e r au cl 1 -i i c e (j u i mort i. r 1 e 1,-% v e r t- i c a 1 i té' (1 e s m i n i -di f f u s e ur s .

' sont placéec; en fond de rigole, ce

fliii rlrot-.@gr if-q qui pousse dans celle-ci doit être riiucii,,2f, périodiquement.

2. Porte-r pes

liq -néril rnterrén c,? qui les protège et évite

,ont enri-li, on p(b

toilt,f- igilngp. . ii t-. -1 i e ; a,c;alf?nir-nt les f, r pa. er urtilévation,

r@f' rue (jaiir, certains cas peut ttre Intéressant.

prtit-,q diamètre sont en P.E. basse ou haute densité. cliamètrer. (A partir de 0 40 ou 50 mm) sont en PVC (enterré).

l'a fixation des rampes sur les porte-rampes peut se fajre

- pir des c(,,llier,-; (le prise en charge,- par den embouts cannelés placés dans des trous de

la paroi (lu portr,-rampes équipés (Ir, "passe-fil" en caoutchouc (grommet,),

- pir ds,«; t--é,; cannelés pour les petits diamètres de porte r@imper, 1

- par den tubes conducteurs permettant de régler la ch, en trite (le", rampe-, (surtout utilisés pour les gaines double-, en culture,, maraîchères).

l'Olir? ETT,E P 'UNE EXPLOITATION AISEE

I,,i qran(3e rr@,q,,If-rice rl(--«; arrorage-; et la subdivision des parcelle en postrn et nous-posten multiplient le nombre des interventions de J'exploitant pendant la campagne d'irrigation.

Aussi la Manoeuvre de,, vannes tend de plus en plus à être automatisée.

1. Automatisation partielle

i,,i v@-inni volumr@triq,ie est un excellent ippareil de contr le de@ volumes tlui est hi@eti -idapt(, la micro-irrigation.

01,

tente avec des vannes manuel-vic3emment plus commode d'en avoirp,@qtr. i,cur litil.i!-,,ition n'impose n@is un ordre

2 . Fonctionnem en t en séquence (f ig .

Nous avons @pu que l'adjonction de vannes hydrauliques permet de réaliser en une seule f@is l'affichage de toutes les vannes volumétriques d'un réseau. Le-, postes (ou sous-postes) sont alors alimentés l'un après l'autre dans un ordre déterminé. Dans les zones accidentées, la séquence doit être réalisée du poste le plus I-)a,, ver-, le poste le Plus haut.

L'utilisation de vannes hydrauliques normalement fermées ;iermet également (le commander les postes d'une grande parcelle éloignée, à partir d'une petite parcelle proche de l'exploitation.

3. Automaticité in ale

La commande des vannes peut être facilitée par des dispo@;itirs automati(luec; de plus en plus poussés

- télécommande à partir d'un poste central, ce qui évite les déplacements,

- commande à partir d'une horloge (programmateur horaire),

- déclenchement ou arrêt (ou les 2) à partir d'un capteur qui mesure la demande climatique (bac évaporomètre, intégrateur (le rayonnement solaire), etc ... ou qui mesurfl'humidité du sol (tensiomètre).

Il faut se garder de réaliser une commande trop sophisti-quée car, en dehors des problèmes de coût, il y a des problèmes de fiabilité des @ipnareils. En outre, il est souhaitable d'aller sur le terrain pour nettoyer les filtres et contrôler le bon fonctionnement du réseau (obstruction des goutteurs).

ETUDE ECONOMIQUE DE L'INSTALLATION

Cette étude économique comprend plusieurs phases

1) détermination fréquentielle des besoins d'irrigation de po i ii te ,

2) choix d'un système et d'un procédé de micro-irrigation,

3) optimisation du tracé des conduites et de la division en postes et sotis-postes.

T.es recommandations qér)érales que l'on peut faire en ce fliii concerne 1-t recherche des diverses solutions à comparer sont

le!-, siii vantes

a - Irriguer du Haut vers le bas en utilisant au mieux la

pente du terrain,1) - irrlguer des 2 côtés de la conduite principale,

Avoir une ossature aussi simple que possible.(1 -Avoir d@s postes (I'uiie @-;urface limitée (0,5 à 1 @a).

lc coùt.. de-- canalisation.-,, il est souventPr)ul rédu chacun des portes en sous-postes qui seront

avantageux de di v i -cer

(Ir- qui ne nécessiteront pas de gros diamè. li ta il] e opti inilf,, et

chacun creux ut, cu qiti-.;Iaisant.

On peut ainsi êtrf- -%mené à multiplier par 2, 3.et même 4 lp nombre des uni-tés à des.,rrvir. La figure donne un exemple

de l'intérêt du fractionnement en sous-postes.

Lorsque la rampe est située d'un seul côté du porte-rampes s-t- que Ii surface de l'unité (poste ou sous-poste) est fixée, les longueurs optimale5 dc rampe Lr et de porte-rampes L pr sr)nt d'après

KELLER et KARMELI

0 , 4 5Lr Spavec S p surface du poste en m2.

L $0,55pr p

L'étude économique d'ensemble doit comprendre non seulement-, l'évaluation de l'investissement mais aussi de la charge financière réelle pour l'agriculteur (compte tenu des subventions, prêt-.-" etc ... ) et du cogt de l'exploitation (énergie, main-d'oeuvre)

Un bilan devra permettre de comparer les recettes supplé-.mentaire5 escomptées aux cli,%rges supplémentaires d'irrigation et de déterminer l'intérêt économique du projet.

4) Ficlio des renseignements nécessaire!; à l'éttide d'unpro.@et d'équipement à la parcelle en micro-irrigation

tres. En outre, .rra rilu@, facile de maintenir à l'intérieur de

âet;e-PROBLEMES F)'EXPLOITATION ET DE MAI14TENANCE

Nous avons vu que l'équipement de tète comprenait l'appareillage nécessaire au conditionnement de l'eau : régulation de la pression, filtration, fertilisation ou injection de produits divers, enfin contrble des volumes (comptage, clapet anti-retour). Ces fonctions sont importantes et les appareils doivent être parfaitement fiables, pour faciliter l'exploitation et la maintenance de l'ensemble du réseau.

La fig.@21 représente un schéma type israélien d'installation de tète branchée sur 1 réseau collectif d'amende d'eau nous

ILTRATION pression.

c'est une fonction.capitale surtout en irrigation goutte à goutte car le risque d'obstruction des goutteurs est l'inconvénient majeur de ce système.

Elle consiste dans l'élimination mécanique de particules d'origine minérale ou organique, et, suivant la qualité de l'eau, peut être réalisée par un ou plusieurs types de filtres qui sont, de J'amont vers l'aval :

1) Un dessableur cyclone, si l'eau contient des quantitésimportantes de @able,

2) Un filtre à sable, constitué de sable spécial de granu-lométrie régulière (1 à 2 mm) en matériau dur tel que quartz ou roche volcanique. Les grains à angles vifs sont préférables parce qu'ils retiennent miéux les algues filamenteuses. Ce genre de filtre, qui est efficace pour éliminer les matières organiques et dans une moindre mesure les sables fins et limons lorsqu'ils sont très abondants, présente l'avantage d'une grande capacité d'absorption. Il se nettoie par: contre-courant gràce à un jeu de vannes.

3) Un ou mieux deux filtres à tamis montés en parallèle ce qui permet de nettoyer 1'u avec lbeau épurée par l'autre. Sa présence à l'aval (les autres est Indispensable pour arrêter les particules qui échappent au dessableur cyclone ou qui sont entraînées lors du nettoyage du filtre à sable.

Toute installation de filtration comprend donc au moins lin filtre à tamis à titre de sécurité, même si l'eau paraît parfaitement propre.

Le filtre à tamis est défini

- @u@Ar t 12ar sa f inesse , exori mée soit en nogibre de mesli (nombre de mailles par pouce, unité anglo-saxonne valant 25,4 mm) soit en vide de maille, qui est l'intervalle existant entre 2 fils contigus du tamis. Le tableau ci-après donne la corresposidance entre'les 2 unités pour les finesses de tamis les plus utilisées

vide de maille en microns

Nombre de mesh

500 34200 72150 100100 150no 190

La règle est que le vide de maille ne doit pas dépasser if, tiers de la plus petite dimension de la plus petite section de passage du goutteur.

d'autre part par sa surface nette de passage de l'eau qitl- est de 50 % environ de la surface brute du tamis et qui est d'autant plus faible que la toile est plus fine.

Quelle que soit la nature du filtre, il faut qu'il soit largement cli-mensionné (grande surface nette de passage) pour avoir Urie faible vitesse de passage, ce qui améliore la -lualité de ln filtration et permet d'espacer les nettoyages.

Le des filtre!; doit intervenir dès que la pertede charge entre l'amont et l'aval de chaque appareil atteint une certaine valeur (2 A 5 m). La fréquence de nettoyage dépend donc de ]-a surface de passage, c't-c;t-h-dire de la capacité de débit du filtre, et également de la qualité de l'eau, qui est plus ou moins chargée d'impuretés.

Cette perte de charge est mesurée par un manomètre. Encc, faut-il seansurer que ce dernier fonctionne correctement, car en cas d'obstruction totale, qui peut survenir avec des eaux très chargées, le débit devient nul, le régulateur de pression ne fonctionne plus et ln pression statique du réseau collectif se transmet Intégralement jugqu'au filtre A tamis dont la paroi peut ou n'aplatit ou se déclarer ni elle n'ent pas assez solide. Les impuretés j,euvent klors franchir le filtre et aller colmater rampes et goutteurs.

Aussi est-il prudent de nettoyer le filtre plus souvent qu'il ne semble strictement nécessaire, à chaque commande d'arrosage par exemple.

Le nettoyage du filt.re A tamis nécessite souvent un démor@ tage complet et un brossage de la toile. D'autres modèles ont un@ I)rosse que l'on peut manoeuvrer de l'extérieur, sans démontage, 1 Impuretés étant évacuées par un robinet (le purge (filtres Plui@l' ii brosse ext6.rieuro- -icti-onn@e par translation, filtre Legrae, à lirosqe intérieure en spirale manoeuvrée par simple rotation d'une manivelle).

Récemment -,ont apparus des filtres à tamis à décolmatage automatique (nurge continu n ou discontinue) réalisé par distribution tangentielle de l'eau par rapport à la surface du tamis.

Enfin certains plus sophistiqués ont un cycle de nettoyage automatique à commande hydraulique ou électrique, mais ils sont naturellement très chers.

La perte de charger que l'on doit prendre en compte dans le projet n'est pas la perte de charge en eau claire mais la perte de charge que l'on aura au moment où l'exploitant du réseau nettoiera le filtre. Il faut donc tabler sur un certain intervalle entre 2 nettoyages, qui doit être suoérieur ou égal à l'intervalle entre 2 arrosages (ou plutôt 2 interventions de l'exploitant sur la parcelle).

FERTILISATION

En système Bas-Rhône ou mini-diffuseurs, il est possible d'apporter de l'engrais de façon localisée, dans la rigole ou sur la surface mouillée. Il est cependant plus commode d'apporter l'engrais par l'eau d'irrigation, ce qui permet une économie notable de temps et une meilleure répartition spatiale et temporelle.

En système goutte à goutte, on n'a pas le choix : la surface mouillée en surface est trop restreinte pour permettre la solubilisation de l'engrais et son entraînement enrrofondeur. L'injection d'engrais dans l'eau est la seule solution.

Il y a cependant des difficultés d'ordre chimique, l'incornoration des engrais classiques pouvant, suivant la nature de l'eau, provoquer des précipitations de selsd'où des obstructions chimiques. C'est l'injection de K 2 0 et surtout de P@o qui entraîne ces difficultés. Des précautions spéciales sont done à prendre.

L'incorporation des engrais peut se faire de différentrn façonsaspiromètre pour les installations particulière. pompage,

pression différentielle sur la conduite qui permet la dérivation d'un faible débit dans un solubilisateur d'engrais soluble ou dans une capacité contenant de l'engrais liquide,

injection directe sous pression d'une solution concentrée. Cette Injection Peut soit utiliser une énergie extérieure ( électricité soit utiliser l'énergie même du réseau. Dans ce dernier cas, on prélève en général une petite partie (lu débit qui sert à actionner la pompe d'injection et est rejetée ensuite.

On peut utiliser également l'équipement d'injectiond'enr;rain pour Injecter d'autres produits chimiques

herbicides pour limiter sinon éviter la pousse des adventices dans le bulbe,

i@(,inaticidcs, produits clié.latants, etc.

acide clilorhvdriqtie ou nitrique à 1 % pendant 15 mn pour (lif;soudre les concrétions qui pourraient se former dans le réseau et risqueraient de l'entartrer (CO 3 c a# phosphate de cliaux, etc ... ),

eau de Javel pour clé.-,inf ecter lwréseau et éviter la prr)lifératioii de micro-organismes tels que les bactéries ferrugineuses qui oxydent le fer ferreux (soluble) en fer ferrirlue (insoluble) d'où la formation d'ocre (red .,I.udgr)

qui petit colmater très rapidement les goutteurs et même les r@imre@.

MAINTENANCE

il n'agit des opérations Périodiques d'entretien et de contrr)le du réseau effectuée!-, par l'exploitant mais à faciliter par le projeteur qràce à certaines (lisnoqitions. Le contrôle porte essentiellement sur les filtres et les distributeurs.

Filtres : vérification de la perte de charge par lect@e dei manomt en &mont et aval ou utilisation d'un seul manomètre br,%nclié successivement sur l'amont et l'aval gràce à un robinet à 3 voj-es.

Distributeurs : contrôle du débit (pour une même charge cri tete) de plusieurs rlistril)uteurs (toujours le.-; mêmes) et calcul du coefficient d'utilformit6. Surveillance de l'évolution de ce coefficient et nettoyage du réseau (acide ou eau de Javel), s'il y l lieu.

@L_p@r e@-r mpes : purge des extrémités, au moins1 f,ii.-; par an ivant l'arrêt de l'installation. Les purges doivent

commencer par Ir-, porte-rampes et se poursuivre par lem rampes, c'est-à-dire de l'amont vers l'aval.

Des robinets de purge aux points bas permettent également de faire des chasses, si l'eau distribuée contient beaucoup d'éléments fins.

- La régulation du débit peut être temporelle (par liorloge tior,iirf,) ou voltim(@trique, ce qui r)ré-;ente l'avantage de remédier atitom@itlqtipineiit aux variations du débit des goutteurs dues aux

l'ol-)-,;trtiction progressive.

Dans la plupart des installations, le débit est fixé par I" réglage de la pression en tête des Porte-rampes, soit automatiqilp, Toit manuel, afin d'avoir des dét)its de distributeurs identiqu@-, -tir Ir-r, divers-, no-,tt-.r,. Les vannes de réglage doivent être contrôlées Par l'exploitant de façon régulière.

Il existe également. qouvesit des régulateurs de pression 1-imtt(-urq (ira (16f)Jt en tête de chaque rampe ou de groupes de Il riit h-iiir compte aii moment titi projet du coefficient

deir r@qulat-,Ptirr r,t len contrôler périodiquement.(loi limitptlrr; (is, %@i lieu de régulateurs (le

rlr, compenser iii fur et à mesure I,i rlimiriutiot, du rl,;k)it dfr-, di!ztril)titiur!-, a régimr non turbulent. Par contre, il petit r-ubsiftc-r tirir, @(-rtnine imnré;cision car I-.% gamme (1 e , -, Id' ni i l'le &/ tS @lf@ dél)it@F, est forc(:,ment-di-.;continue et (le plus finu-, ivolir, titi 'Itie, 1-lit p-rt@f, elr, r-liirgr, #,rt imnortante.

v,iriatir)ti!-, de dn température, au vieillissement ainsi

- Réserve de débitance du réseau

Pour copipenser la perte Drogressi.ve de débit des distriI)titeur!;, on (lait. polivoirlsoit faire fonctionner le réseau plus 1 onq t(@ innq , s O l t i@ign) enter la j-)ressi on de service . La se Coride C-; Olu tion est moins onéreuse, mais la r)reinière est Plus pratique et

Permet également de rattraper les interruptions accidentelles dues atix pannes.

CONCLUSION : IMPORTANCE DU CHOIX DU MATERIEL PAR LE PROJETEUR ET DE SA

MAINTENANCE PAR L'USAGER.

Nous avons vu combien le problème du choix du matériel ert. important-. pour le projeteur, spéci@ilement celui du distributetir, en fonction (le multiples facteurs : climat, sol, relief, ii,ittire de Ii couture, débit et qu@ilité de l'eau, crédits disponiI)le!-,, nossil)ilit(-:s de montage sur I-'exploitation, etc ...

Du choix qui sera réalisé dépend le maintien de la régularit-é de la di--tribi-ition dans l'espace (sur l'ensemble de la parcelle et dans le temps (résistance à l'obstruction à court et à long terme).

Peu importe que l'on utilise le coefficient d'unifc de CIIRISTIANSEN ou celui de KELLER-KARMELI, mais il serait s@ table que, lors de l'étude d'un projet, puisse être garanti un C@. déterminé.

l@a pérennité de l'uniformité dépend également beaucoup (le l'usager et des opérations de maintenance qu'il effectuera.

Car l'obstruction est souvent un phénomène insidieux et aléatoire qui diminue le débit des distributeurs de façon inégale. Si par une commande volumétri(iiie, on maintient constant le volume distribué sur la parcelle, il, va en résulter, ici ou là, soit une insuffisance d'alimentation des plantes, soit ce qui est souvent Plus grave, un excès.

On voit ici tout l'intérêt qu'il y a de réaliser une bonne uniformité par des installations de goutte à goutte, parfai. tement conçues, réalisées et entretenues au point de vue obstruction physique chimique ou l@iologi(lue, ail alc)rsjsi les conditions ne sont Pas favoril-ileside choisir une solution plus rustique que le q@,stème goutte à goutte.

I,'Oblig@it-ion dans laquelle on se trouve d'incorporer les engrais à l'eau d'irrigation i pr)iir effet d'augmenter encore l'imriortatice de l'uniformité de la dir-.tril)ution, puisque les apports d'engrais sont proportionnels alix api-)orls d'eau d'irrigation à chaque plante. Os) mauvais CU entr@ilne une mauvaise répartition (les engrais.

I,a micro-irriqatioti, qui est une technique prometteuse, n(, Enisfrt-t- Iot)c pis ].-) in@,diocrité et ses installations exigent 't 1 i rois cr,liii)@tenc(, et inintiti(- tlriii-; leur conception, leur mise ci) place, et t.(-tit-îLrt@ sortait I(,iir maintenance par l'agriculteur.

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1. Purge lors de la première mise en eau :son rôi-e-- est- im ner es -impuretés cailloux, terre,

morceaux de PE introduits dans les canalisations lors de la mise en place du réseau.

2. Purge en début de campagnepen@@nt la- p@ri@e-Jè non utilisation du réseau, les particules fines (limons, argiles) se dessèchent et forment des écailles qui entraînées lors de la remise en eau obstruent les distributeurs.

3. rurîe en fin de campagnecelle-CÏ év. dimentations et l'accumulation desparticules fines, facilite la remise en eau en laissant le réseau propre.

4. Purges en cours de campagneeur nombre ese-i able mais ne peut être inférieur à trois en cours de camapgne.

6. Tableau donnant un ordre de grandeur du volume d'acide nitri-que in ec valeur- depu dés@

Acide nitrique

pu C 0.65 C 0.25d 1,4 d 1,15

7.0 0,00001 0,00002 Pour détartrer, le pH d@6.0 0,00007 0,0002 doit se situer entre 2,5 i-5.0 010007 0,00224.0 01007 0,0223.0 0,07 0,22 pH désiré - 2,52.5 0,22 0,7 débit de l'installation2.0 0,7 2,2 5 M31h1.5 2,2 7 débit d'injection1.0 7 0,22 x 5 - 1,1 Ilh

7. Définition

une concentration en mgll peut aussi s'exprimer en parties par million (ppm), compte tenu de la relation

1 mgll--

masse volumique de la Solution ê-n-kgl-l

qui donnera les ppm en masses aussi bien pour les matières dissoutes ou en suspension que pour la solution ou la suspension.Le "part per million" et son symbole ppm sont utilisés dans les pays de langue anglaise , ils se convertissent en mg/1

selon la formule ci-dessus.----------------------------------------------------------------

MAINTENANCE DU RESEAU

Il s'agit d'opérations périodiques d'entretien et de contrôle du réseau, effectuées par l'exploitent qui consistent à

surveiller le fonctionnement et le nettoyage des filtres (voir filtration),- purger régulièrement le réseau,

- lutter contre les risques de colmatage- contrôler le débit des distributeurs.

1 Purge du réseau

Les purges doivent être pratiquées

- lors de la première mise en eau,- en début et en fin de campagne d'irrigation,- en cours de campagne d'irrigation.

Les purges s'effectuent par chasse d'eau, de l'amont versl'aval, en ouvrant les unes après les autres les extrémités des porte-rampes et des rampes. Pour avoir un débit de chasse important, on purge 2 ou 3 rampes au maximum en même temps.

Des robinets de purge situés aux points bas de l'installation permettent également de nettoyer les canalisations.

Le temps de purge d'une rampe est de l'ordre de la minute, jusqu'à ce que l'eau redevienne claire.

2 Problèmes liés au colmat @e

Colmatage chimique :- pour lutter contre des précipitations caluc. injecte dans le réseau une solution

d'acide (5) nitri.-. commerce (36' Baumé, densité 1,33) ou chlorydrique.

concentration en acide pur est de 2 à 5 0/oo en volume (2 à 5 I/m3 d,eau) ;

- pour lutter contre des précipitations de fer, il existe peu de moyens. Il est pratiquement impossible d'utiliser pour l'irrigation localisée, de l'eau contenant du fer dissout à une concentration supérieure à une partie pour million (1 ppm) (7).